Des innovations révolutionnaires pour redéfinir l’aéronautique en plus vert

L’industrie de l’aéronautique est en constante évolution, avec des avancées technologiques qui repoussent les limites de ce qui était considéré comme possible il y a seulement quelques décennies. Les dernières innovations du secteur sont de plus en plus tournées vers des vols plus propres, permettant une réduction de la pollution générée par les aéronefs. En tant qu’entreprise participant à des salons et des évènements aéronautiques, nous avons constaté que la question de l’écologie est devenue un point central des recherches. Les entreprises axent leur communication sur les innovations développées en les mettant en lien avec une consommation d’énergie plus faible, sur des distances parcourues plus longues…
Pourtant, l’industrie aéronautique continue à être régulièrement pointée du doigt comme l’un des secteurs les plus polluants. Est-ce réellement le cas ? L’industrie aéronautique devrait-elle s’éteindre à tout jamais, pour le bien de la planète ? Ou au moins tendre à réduire son trafic ?
Nous faisons le point sur quelques chiffres et données, avec un aperçu des avancées technologiques en cours et des dernières innovations.

Avions électriques : la question de l’autonomie

Comment parler de transition écologique sans aborder les moteurs électriques ? C’est la grande révolution du 21e siècle, décrite comme l’innovation qui permettra les plus importantes réductions d’émissions de CO2. Mais elle n’est pas exempte de problématiques. Car les batteries sont fabriquées à base de métaux rares issus de l’industrie extractive ; par ailleurs elles sont difficilement recyclables.
Cependant, l’électrique constitue une avancée par rapport au moteur thermique, du moins en France grâce à la part du nucléaire, qui permet de réduire les émissions de gaz à effet de serre par rapport à l’usage du fuel.
On voit déjà le parc automobile se convertir à la voiture électrique, à juste titre puisqu’un modèle électrique représente 65% d’émissions de CO2 en moins par rapport à son équivalent thermique.
Pour les avions, on n’est pas encore tout à fait au stade de voir les appareils commerciaux se ravitailler en se branchant à une prise, mais on y arrive. De nombreuses entreprises développent cette technologie et poursuivent les recherches afin d’allonger l’autonomie des vols et de réduire le poids des batteries, qui pose encore problème.
Des prototypes volent déjà depuis quelques années. Qu’ils soient 100% électriques comme le jet Eviation Alice, qui a effectué son premier essai de vol aux Etats-Unis en septembre 2022, ou hybrides comme le Cassio 330 du constructeur français Voltaero, qui a été présenté en juin dernier au salon du Bourget.
Encore mieux, le Velis Electro du constructeur slovène Pipistrel est le premier avion électrique à être homologué en Europe, depuis 2020. Ce petit avion a cependant une faible autonomie, d’environ 45 minutes de vol. Pour cette raison, il est surtout destiné à la formation des pilotes.
Mais la dynamique des constructeurs lancés dans la recherche autour de l’électrique ne manquera pas de produire très prochainement des avancées. De plus gros avions, pour le transport de passagers sur plusieurs centaines de kilomètres, sont à l’étude notamment chez l’Américain Wright Electric ou en Europe chez Airbus.

Taxis volants : ils arrivent pour les JO

Les taxis volants autonomes sont aussi en train de devenir une réalité, offrant une solution de transport urbain révolutionnaire. Ce n’est cependant pas pour demain matin, car il reste différents obstacles à surmonter, qu’ils soient technologiques, règlementaires, ou sociétaux. Mais des échéances aux alentours de 2030 sont annoncées par différents constructeurs pionniers.
Qu’est-ce qu’un VTOL ? En clair – et en anglais – le sigle signifie Vertical Take-off and Landing aircraft, ou aéronef à décollage et atterrissage vertical. Imaginez un mix entre un hélicoptère et un drone, pouvant transporter une ou deux personnes et capable de circuler en milieu urbain, électrique bien sûr, et sans pilote.
De la science-fiction ? Pas pour les entreprises pionnières, qui sont quelques dizaines dans le monde à s’être lancées dans la mise au point de ces engins futuristes. Aux Etats-Unis, Uber, ou encore des start-ups financées par le patron de Google Larry Page sont sur les rangs. Mais l’Europe n’est pas en reste avec des projets en cours chez Airbus, Rolls-Royce ou l’allemand Volocopter.
Les questions des infrastructures et de l’insertion dans le trafic aérien sont également à résoudre. Le taxi volant nécessitera l’installation de petites pistes pour décoller et atterrir, nommés « vertiports », qui doivent pouvoir être aménagées y compris dans un contexte urbain si ces taxis des airs veulent trouver une véritable utilité. Le problème des nuisances sonores est également à résoudre pour espérer une acceptabilité de ce nouveau trafic venant s’ajouter à la circulation urbaine.
La France est bien placée dans cette course à l’innovation : grâce à un partenariat entre notamment Aéroport de Paris et la RATP, le tout premier vertiport en Europe a été inauguré en novembre 2022 sur l’aérodrome de Pontoise. Des tests en conditions réelles sont déjà en cours et les premières expérimentations de lignes commerciales sont annoncées pour la période des Jeux Olympiques 2024.

Matériaux : l’avènement des composites

Les matériaux plus légers, plus solides et plus durables jouent un rôle essentiel dans l’avenir de l’aviation et constituent également un vrai défi pour l’industrie aéronautique. La recherche fait notamment d’importantes avancées pour remplacer les matériaux métalliques qui composent traditionnellement la structure des avions.
C’est là qu’interviennent les matériaux composites. Ils sont constitués d’une fibre de renforcement, en carbone ou en verre, et d’une « matrice organique » à base de polymères, qui agit comme une colle pour maintenir les fibres ensemble et les protéger.
Ces matériaux présentent de nombreux avantages. Ils sont à la fois plus rigides et plus spécifiques, grâce à l’éventail de choix dans les composants et les procédés chimiques qui permet de les adapter à chaque usage, pour réaliser des structures plus intégrées ou au design plus ajusté. Selon leur emplacement sur l’appareil, le type d’appareil, les climats où ils doivent opérer ou stationner, on va veiller à ce qu’ils soient plus résistants à telle ou telle température, degré d’humidité, à la proximité des réacteurs, au contact du fuel, au feu, aux impacts de la foudre ou de la grêle…
Ils ont aussi une bien meilleure tenue dans la durée, étant plus résistants à la fatigue et à la corrosion. Des atouts importants pour réduire les besoins de maintenance.
Les nouvelles technologies des matériaux permettent ainsi une adaptation fine aux contraintes et au design de chaque pièce de l’avion.
La recherche est en progrès permanent pour améliorer les performances de ces nouveaux matériaux, qui doivent aussi être pensés pour un meilleur recyclage en fin de vie de l’avion.
L’exemple du petit biplace français Elixir Aircraft est très parlant : conçu entièrement en fibre de carbone, il est construit selon une technologie dite « one shot », où chaque élément de l’avion – aile, fuselage, arceau de verrière, etc. – est composé d’une seule pièce, sans assemblage. Sa fabrication, comme sa maintenance, sont ainsi rendues beaucoup plus simples puisque les assemblages mécaniques avec rivetages, vissages ou collages sont réduits à l’extrême. Son poids est aussi, de ce fait, allégé, ce qui permet des économies de carburant et là aussi, un certain gain écologique.

Propulsion : de l’open fan à l’hydrogène

La propulsion est un domaine clé de l’innovation aéronautique. Dans ce domaine aussi, des progrès sont réalisés pour rendre les moteurs plus efficaces. Les avancées se sont orientées surtout vers la réalisation de gros moteurs à turbosoufflante, à très haut taux de dilution (UHBR) et l’amélioration de l’intégration des systèmes de propulsion avancés sur les avions.
Les dernières technologies mettent au point des moteurs dont le rotor n’est plus caréné, avec des hélices à ciel ouvert et plus grandes que sur les moteurs classiques. L’absence de carénage permet d’augmenter le taux de dilution ainsi que l'efficience du système propulsif. Ces moteurs du futur pourraient apporter une réduction des émissions de gaz à effet de serre, de l’ordre de 20 %.
Parallèlement, des constructeurs comme Airbus avancent petit à petit dans la mise au point du moteur à hydrogène, qui promet une propulsion totalement décarbonée en phase d’utilisation. Mais celle-ci n’est pas annoncée avant 2035.

Votre impact à petite échelle

En attendant que ces petites et grandes révolutions soient effectives, il faut rester conscient que l’aviation, dans sa version actuelle, est très émettrice de CO2. Il appartient à chacun de décider comment il se positionne par rapport à cette problématique, mais si vous souhaitez essayer d’agir à petite échelle en limitant votre empreinte carbone, l’une des mesures à engager est d’utiliser un testeur de carburant : ce petit appareil très simple d’utilisation permet de s’assurer de voler avec un carburant sain, et par conséquent, d’éviter toute surconsommation.
Autre accessoire, à portée certes plus limitée : vous pouvez aussi vous équiper de chiffons de nettoyage pour avion réutilisables : un petit geste qui évite le gaspillage de papier absorbant et la production inutile de déchets si abondante dans notre société du tout-jetable.

En conclusion, nous dirons que l’industrie aéronautique, comme nous l’avons vu, se livre à une course impressionnante à l’innovation afin de transformer fondamentalement nos façons de voyager par les airs et de rendre l’avion acceptable et compatible avec les impératifs climatiques. Des avions électriques aux taxis volants autonomes, en passant par les matériaux avancés et les systèmes de propulsion innovants, il faut espérer que ces nombreuses avancées permettront de continuer à répondre à nos rêves d’enfants et nos passions d’adultes pour le vol, à façonner le futur du transport aérien.