Traverser les turbulences menant à une aviation « zéro émission » : le meilleur reste encore à venir

Le secteur de l'aviation est l'un des plus difficiles à décarboner, puisqu'il représente 2,5 % des émissions mondiales de dioxyde de carbone (_CO₂) liées à l'énergie (1). Face à l’explosion de la demande mondiale de transport de passagers, la mise en place de vols à zéro émission nette nécessite une transformation globale de l’ensemble de l’écosystème, de la conception des avions et des infrastructures aéroportuaires à la gestion du trafic aérien (ATM). Cet article se concentre sur l’un des piliers essentiels de cette transition, en évaluant la faisabilité, les avantages et les contraintes techniques de trois technologies principales de propulsion et de carburant : les carburants aériens durables (SAF), l’hydrogène et les systèmes électriques. En fin de compte, la mise en place d’une aviation durable repose sur l’innovation intersectorielle ; c’est pourquoi, bien que cet article mette l’accent sur la propulsion, l’appel à solutions de la Fondation Solar Impulse dans le domaine de l’aviation invite chaleureusement les innovateurs de tous les secteurs de l’aviation, y compris les infrastructures, les opérations et l’efficacité, à soumettre leurs solutions.

Le défi croissant des émissions de l’aviation

Ces derniers temps, la demande mondiale de transport aérien a connu une forte hausse. En 2025, la demande de transport de passagers a augmenté de 6 % par rapport aux années précédentes, et les projections indiquent que 2026 devrait suivre une trajectoire ascendante similaire, avec une hausse d’environ 5,8 % (2).

Si la croissance du secteur aérien favorise la connectivité économique mondiale, elle accentue simultanément les pressions sur l’environnement. Les architectures aéronautiques traditionnelles reposent presque entièrement sur le kérosène dérivé du pétrole, ce qui fait que ce secteur représente 2,5 % des émissions mondiales_{de CO₂} liées à l’énergie (1). Bien qu’un pourcentage à un chiffre puisse paraître mineur à première vue, son impact environnemental cumulé n’est pas négligeable et ne cesse de s’amplifier. Pour contrer l’empreinte écologique de cette croissance, les innovateurs déploient de nouvelles technologies visant à optimiser l’efficacité des avions et à modifier en profondeur les mécanismes de propulsion.

Évaluation des carburants aériens durables (SAF)

Les carburants aériens durables (SAF) constituent la solution de remplacement la plus rapidement déployable du kérosène conventionnel. Issus de ressources renouvelables non fossiles, les SAF sont déjà intégrés aux infrastructures de ravitaillement existantes, et les moteurs d’avion peuvent réduire les émissions_{de CO₂} sur l’ensemble du cycle de vie jusqu’à 80 % (3). Les compagnies aériennes ont déjà testé et utilisé les SAF sur plus de 360 000 vols commerciaux, prouvant ainsi leur faisabilité opérationnelle immédiate (4).

Le secteur classe les carburants d’aviation durables (SAF) en deux catégories principales en fonction de leurs méthodes de production :

• Bio-SAF (recyclage organique du_CO₂ préexistant): ce carburant est produit à partir de matières premières organiques, telles que les huiles de cuisson usagées et les déchets agricoles. Il crée un cycle circulaire du carbone en recyclant le carbone organique précédemment absorbé par les plantes. Cependant, une étude récente de l’université de Saint-Gall (3) souligne que notre planète dispose d’une superficie et de ressources limitées pour cultiver ces plantes, ce qui signifie que le Bio-SAF ne peut, à lui seul, être produit à une échelle suffisante pour alimenter l’ensemble du secteur.

• Électro-carburants (E-Fuels synthétiques): les E-Fuels utilisent de l’électricité renouvelable pour alimenter l’électrolyse, qui consiste à scinder les molécules d’eau (_H₂O) afin d’isoler l’hydrogène tout en libérant de l’oxygène dans l’atmosphère. Des ventilateurs industriels équipés de filtres chimiques capturent ensuite_{le CO₂} directement dans l’air ambiant. La synthèse de cet hydrogène vert et le captage du dioxyde de carbone à haute température et sous haute pression permettent d’obtenir du gaz de synthèse, que les raffineries transforment en pétrole brut synthétique et en kérosène synthétique. Pour en savoir plus sur la définition de l’hydrogène vert, consultez notre article dédié aux différentes « couleurs » de l’hydrogène.

Malgré l’optimisme des entreprises du secteur, qui visent une consommation à 100 % de carburants aériens durables (SAF) d’ici 2050, des obstacles économiques persistent (5). Les SAF restent nettement plus chers que le kérosène conventionnel. Le carburant représentant une part importante des dépenses d’exploitation des compagnies aériennes, cet écart de prix rend ces dernières réticentes à adopter cette technologie.

La propulsion à l’hydrogène et l’ impulsion climatique étape clé

Une transition technologique plus radicale consiste à remplacer entièrement les carburants à base de carbone par l’hydrogène. L’hydrogène possède une densité énergétique gravimétrique élevée et ne produit aucune émission de carbone au point d’utilisation.

Afin de démontrer la viabilité de cette source d’énergie, la Fondation Solar Impulse lance le projet Climate Impulse. Dirigée par l’explorateur suisse et président de la Fondation Bertrand Piccard, aux côtés du cofondateur et ingénieur en chef Raphaël Dinelli, cette mission historique vise à réaliser le premier tour du monde sans escale en neuf jours en utilisant l’hydrogène vert comme seule source de carburant.

Si l’avion Climate Impulse intègre des systèmes de propulsion modifiés pour rejeter de la vapeur d’eau inoffensive au lieu de gaz à effet de serre, l’hydrogène impose toutefois de sévères contraintes techniques et logistiques. L’hydrogène liquide nécessite un stockage cryogénique à des températures proches du zéro absolu (-253 °C), ce qui exige des réservoirs de stockage volumineux et fortement isolés qui altèrent l’aérodynamique de l’avion. Le respect des protocoles de sécurité stricts et des délais fixés pour un tour du monde sans escale nécessite des programmes d’essais rigoureux afin de valider la fiabilité du système dans des conditions de vol extrêmes.

© Climate Impulse

Les réalités de la propulsion électrique et hybride

La troisième stratégie clé est axée sur la transition vers des architectures de propulsion électrique et hybride. Les avions entièrement électriques offrent des avantages opérationnels remarquables : ils éliminent les émissions directes liées au vol, fonctionnent avec des moteurs électriques hautement efficaces qui nécessitent moins d’entretien que les turbines à gaz, et réduisent considérablement les signatures acoustiques. Cette réduction du bruit pourrait permettre aux aéroports situés à proximité de zones résidentielles de prolonger leurs heures d’ouverture.

Cependant, de sévères contraintes physiques limitent les vols commerciaux entièrement électriques. Les technologies actuelles de batteries souffrent d’une faible énergie spécifique par rapport au kérosène, ce qui signifie qu’un avion doit transporter un poids mort considérable en batteries pour un rendement énergétique relativement faible. Cette pénalité de poids limite considérablement l’autonomie de l’avion et complique les configurations d’atterrissage. De plus, les opérations commerciales sont freinées par les longs cycles de recharge des batteries, qui ne peuvent rivaliser avec les temps de rotation rapides du ravitaillement en carburant liquide.

Pour combler ce fossé, les ingénieurs développent des systèmes hybrides-électriques (7). À l’instar des voitures hybrides, ces avions utilisent l’énergie électrique pour optimiser leurs performances lors des phases de vol à fortes émissions, telles que le décollage et l’atterrissage, tout en s’appuyant sur des turbines à gaz conventionnelles pour un vol de croisière efficace.

Malheureusement, les systèmes hybrides accroissent la complexité structurelle. Le fait d’embarquer deux groupes motopropulseurs (moteurs à combustion et batteries lourdes) ajoute un poids considérable, multiplie les points de défaillance mécanique et double les coûts de fabrication. L’industrie aéronautique doit déterminer si le bénéfice environnemental d’un système hybride justifie l’investissement financier accru et les marges de sécurité strictes requises.

Notre appel à des solutions

La décarbonisation de l’aviation mondiale est une nécessité environnementale qui requiert une approche à plusieurs niveaux. Si la transformation des systèmes de propulsion grâce aux carburants durables (SAF), à l’hydrogène et aux architectures électriques représente une pièce majeure du puzzle, la véritable durabilité dépend de l’optimisation de l’écosystème dans son ensemble, y compris la conception des avions, les infrastructures aéroportuaires et la gestion du trafic aérien (ATM). Pour surmonter les obstacles existants, le secteur aérospatial a besoin d’une collaboration interdisciplinaire urgente dans tous ces domaines. Consciente que chaque gain d’efficacité compte, la Fondation Solar Impulse a lancé son « Appel à solutions pour l’aviation ». En soumettant et en déployant à grande échelle des innovations issues de tous les secteurs de l’industrie, les ingénieurs, les start-ups et les chercheurs peuvent contribuer activement à faire de l’avenir de l’aviation une réalité propre et durable pour les générations à venir.

Références

1. Agence internationale de l'énergie, 2026. Aviation. Paris : Agence internationale de l'énergie. Disponible à l'adresse : https://www.iea.org/energy-system/transport/aviation [Consulté le 26 juin 2026].
2. Boston Consulting Group, 2026. Perspectives du transport aérien : hausse des recettes et des coûts. Boston : Boston Consulting Group. Disponible à l’adresse : https://www.bcg.com/publications/2026/air-travel-outlook-revenues-and-costs-are-rising [Consulté le 26 juin 2026].
3. Université de Saint-Gall, 2026. L’utilisation accrue de carburants aériens durables (SAF) pour les voyages d’affaires est-elle possible ? Saint-Gall : Université de Saint-Gall. Disponible à l'adresse : https://www.unisg.ch/en/newsdetail/news/is-the-use-of-more-sustainable-aviation-fuel-saf-for-business-travel-possible/ [Consulté le 26 juin 2026].
4. Alternative Fuels Data Center, 2026. Carburant aérien durable. Washington, D.C. : Département américain de l’Énergie. Disponible à l’adresse : https://afdc.energy.gov/fuels/sustainable-aviation-fuel [Consulté le 26 juin 2026]
5. Association internationale du transport aérien, 2026. Carburant aérien durable (SAF). Montréal : Association internationale du transport aérien. Disponible à l’adresse : https://www.iata.org/en/programs/sustainability/sustainable-aviation-fuel-saf/ [Consulté le 26 juin 2026].
6. Engie, 2026. Les e-carburants, qu’est-ce que c’est ? Disponible à l’adresse : https://www.engie.com/en/explore/explainer/e-fuels-what-are-they/ [Consulté le 26 juin 2026].
7. Airbus, 2026. Le vol hybride et électrique. Airbus SE. Disponible à l'adresse : https://www.airbus.com/en/innovation/energy-transition/hybrid-and-electric-flight [Consulté le 26 juin 2026].