L'optimisation des vols, une piste méconnue pour décarboner l'aviation

En attendant l'avion à hydrogène et l'essor des biocarburants, l'optimisation de la trajectoire des avions permettrait dès aujourd'hui de réduire de 5 à 10% les émissions de CO2 des trajets aériens. Le 21 septembre dernier, un Airbus A320 d'Air France a réalisé un premier vol entre Paris et Toulouse visant le maximum d'économies d'énergie dans le cadre du programme européen Albatross. Face à l'intérêt grandissant des compagnies aériennes, startups et grands groupes affinent leurs solutions d'écopilotage.

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Le 21 septembre dernier, un Airbus A320 d'Air France a réalisé un premier vol entre Paris et Toulouse visant le maximum d'économies d'énergie.
Le 21 septembre dernier, un Airbus A320 d'Air France a réalisé un premier vol entre Paris et Toulouse visant le maximum d'économies d'énergie. (Crédits : Airbus)

C'est un projet qui fait beaucoup moins de bruit que l'avion à hydrogène annoncé il y an an par Airbus mais qui pourrait s'avérer tout aussi crucial pour réduire l'empreinte carbone du trafic aérien. Le 21 septembre, Airbus, Air France et la Direction des services de la Navigation aérienne (DSNA) ont orchestré un premier vol entre Paris et Toulouse en tentant de réduire au maximum la consommation de carburant grâce à une trajectoire optimisée. Ce trajet à bord d'un A320 d'Airbus est le premier d'une série de 1.000 vols prévus à travers l'Europe dans le cadre du programme européen Albatross pour démontrer la faisabilité à court terme, de vols plus efficaces sur le plan énergétique.

5 à 10% de carburant économisé

"Nous avons été capables de garder un seul moteur allumé pendant la phase de roulage, puis l'appareil a réalisé à la fois une montée et une descente continue (ce qui permet d'éviter les paliers et attentes à l'approche des aéroports, ndlr). Pendant la phase de croisière, le big data nous permet de garder la meilleure trajectoire possible. La somme de toutes ces choses fait que nous avons pu économiser au moins 5% d'émissions de CO2 sur ce vol", a estimé Laurent Lafontan, directeur du développement des opérations aériennes d'Air France, lors de l'Airbus Summit.

Avant d'ajouter : "Il faut deux tonnes de carburant pour faire un Paris-Toulouse nous avons donc peut-être économisé 100 kg. Cela ne paraît pas grand chose mais si Air France réalisait 100% d'arrivées en descente continue depuis l'aéroport Paris-Charles de Gaulle, cela permettrait d'économiser 10.000 tonnes de kérosène et 3.400 heures de vol par an." "Si on s'y prend bien, on peut réduire de 6 à 10% la consommation de kérosène", abonde Florian Guillermet, directeur de la DSNA.

Durant la phase d'expérimentation, qui devrait livrer ses premiers résultats en 2022, plusieurs innovations techniques seront testées à grande échelle. "Nous allons donner des outils aux pilotes pour optimiser leur trajectoire durant les vols. Nous utiliserons aussi la transmission de données de trajectoire en quatre dimensions (latitude, longitude, altitude, temps), ce qui permet de réduire drastiquement l'incertitude autour de la trajectoire de l'avion et faire baisser notre empreinte environnementale", indique Mattia Nurisso, responsable du programme ATM chez Airbus

Si techniquement, l'optimisation des vols permet déjà de diminuer la consommation de carburant, de telles avancées demanderont un échange d'informations en temps réel et automatisé entre l'avion et le système de contrôle aérien pour éviter des perturbations dans le trafic. Espéré depuis 30 ans, le ciel unique européen n'est toujours pas une réalité et les frontières entre Etats perdurent. 

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Les solutions d'écopilotage aiguisent l'appétit des compagnies

De leur côté, les startups et les grands groupes n'ont pas attendu la résolution de ce serpent de mer pour affiner des solutions d'écopilotage dont les compagnies aériennes sont de plus en plus friantes.

Fondée il y a dix ans par Pierre Jouniaux, ancien pilote de ligne et enquêteur principal au bureau enquêtes analysés (BEA), la startup Safety Line (rachetée en juillet par le groupe Sita) est spécialisée dans le traitement et l'exploitation des données de vol contenues dans les boîtes noires pour optimiser la trajectoire des avions.

"Nous avons développé un modèle prédictif qui permet de proposer des parcours optimisés pour chaque vol. Des consignes de vitesse et d'altitude sont données avant le vol. Le pilote peut exploiter ces informations pour programmer le calculateur de bord qui paramètre les consignes du pilote automatique. Pendant le vol et en particulier la phase de croisière, des routes alternatives sont proposées aux pilotes pour pouvoir prendre des raccourcis mais également le point de descente le plus adapté pour diminuer la consommation de carburant. Cela présente un double intérêt : réduire les coûts et les émissions", détaille l'entrepreneur.

Une vingtaine de compagnies aériennes ont déjà été conquises dont Air France et Transavia.

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Pour sa part, le Toulousain OpenAirlines propose aux pilotes d'analyser les causes de pertes de carburant : atterrissage trop brutal, détour au cours du trajet... La solution équipe une quarantaine compagnies aériennes dans le monde dont Air France et ses filiales Hop! et Transavia, Malaysia Airlines, etc. La PME a aussi commencé le déploiement d'une seconde solution embarquée au sein des cockpits d'avions et qui permet aux pilotes de recevoir des alertes en temps réel pendant le vol pour améliorer leur navigation. OpenAirlines participe également à l'expérimentation actuellement menée à l'aéroport de Roissy avec les services de la navigation aérienne de la région parisienne et notamment Air France pour développer des procédures de descentes optimisées. "En cumulant les trois solutions, nous pourrions économiser jusqu'à 15% de kérosène, c'est quasiment une nouvelle génération d'avion", lance Alexandre Feray, le fondateur d'OpenAirlines.

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Parmi les grands groupes, les idées fusent aussi pour réduire l'empreinte carbone des vols. À Toulouse, Collins Aerospace planche par exemple sur une application qui analyse en temps réel les vents, les températures et la trajectoire de l'aéronef à l'aide d'algorithmes afin de proposer au pilote des routes alternatives plus rapides ou permettant d'économiser du carburant. Une effervescence qui traduit l'urgence pour les acteurs de l'aérien de trouver des solutions pour un développement soutenable de l'aviation dans les prochaines décennies.

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