31/07/2021

Les Forces aériennes toujours plus respectueuses du climat ! 

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Si les missions des Forces aériennes dans le monde sont de protéger l’espace aérien du pays respectif et d’assurer la dissuasion armées, l’objectif de devenir plus respectueux du climat est entré dans les mœurs. Protection aérienne et climat ne sont bientôt plus en opposition.

Avion zéro carbone pour la RAF

La Royal Air Force britannique s'est fixée pour objectif de certifier un avion à zéro carbone. La RAF fait appel à l'industrie pour une technologie exploitable afin de commencer à remplacer une flotte d'avions d'entraînement légers. Si le programme se déroule comme prévu, la Grande-Bretagne pourrait faire voler sa première plate-forme zéro carbone vers 2027. Le nouvel avion doit remplacer 90 avions Grob 115 à pistons, familièrement connus sous le nom d'avions Tutor T1, fournissant actuellement une formation élémentaire au pilotage pour l'armée britannique. Le projet d'avion, dirigé par le Rapid Capabilities Office de la RAF, s'intégrera dans un programme plus large connu sous le nom de Project Telum, une solution de bout en bout visant à moderniser la formation élémentaire en vol, y compris l'utilisation de la formation synthétique et virtuelle. Le concours pour le projet Telum devrait commencer en 2023.

Les exigences

La liste des éléments essentiels pour un avion école élémentaire comprenait une exigence de 90 minutes d'endurance et de 20 minutes d'exécution. Un entraîneur électrique ou à hydrogène ne serait que la partie émergée de l'iceberg, alors qu'un nombre croissant d'initiatives avec le ministère et les services armés, en particulier la Royal Air Force, progressent dans le cadre des objectifs de neutralité carbone énoncés dans le rapport récemment publié par le gouvernement britannique.

Carburant durable

En parallèle la RAF travaille sur le carburant conventionnel par des méthodes plus propres et durables d'alimentation avec l’utilisation intensive de carburants d'avion durables, ou SAF. En septembre dernier, la norme de défense pour le carburant d'aviation a été modifiée pour permettre un mélange à 50 % de SAF avec des hydrocarbures. Une évolution vers une utilisation à 100 % du SAF pour certains types d'avions de la RAF comme l’Eurofighter et le F-35B est désormais envisagée, offrant des gains potentiellement importants en termes de réduction des émissions.

Piloter les actifs actuels de la RAF avec un mélange 50/50 est déjà possible, les principales raisons pour lesquelles cela ne s'est pas produit sont les limitations de l'offre et le prix.

En Suède

Tout en suivant les lignes directrices du développement durable, les forces armées suédoises jettent les bases de leur mission principale : protéger et sauvegarder la démocratie. Le travail de développement durable des forces armées suédoises est basé sur les 17 objectifs de développement durable (ODD) de l'Agenda 2030 des Nations Unies, ainsi que sur les objectifs environnementaux de la Suède.

Les vols avec du biocarburant tant civils que militaires ne datent » pas d’hier, mais jusqu’ici les appareils testés n’emportaient qu’un maximum de 50% de biocarburant mélangé avec du kérosène d’origine fossile. 

Des vols 100% verts réalisé depuis 2017 avec un avion de combat Saab JAS-39D Gripen démontrent le fruit d’une volonté politique associée à une détermination de l’avionneur suédois. En parallèle, cette stratégie vise à soutenir et à développer les conditions pour la technologie environnementale. La stratégie suédoise inclut le support pour l'innovation et la promotion des exportations. L'ambition du gouvernement est de créer les conditions pour le développement du secteur de la technologie suédoise en matière d’environnement et de contribuer ainsi à un meilleur environnement en Suède et dans le monde. Car, pour la Suède, il devient également possible de partager se savoir faire avec les futurs acquéreurs potentiels des avions de la famille Gripen. D’un point de vue stratégique il s’agit également de diminuer la dépendance vis-à-vis des énergies fossiles notamment en cas de crise pétrolière.

Ces vols avec 100% de biocarburant démontrent aujourd’hui que les ingénieurs ont acquis suffisamment connaissance pour l'utilisation future de carburant de remplacement. Ces vols prouvent également que la famille d’avion « Gripen » est « sûr » avec ce nouveau carburant. Les vols avec un Gripen D biplace ont été réalisés depuis les installations de Saab à Linköping. En terme fonctionnement moteur, l'équipe de test n’a noté aucune différence entre le biocarburant et le kérosène ordinaire, ce qui signifie que le biocarburant peut être utilisé comme une alternative parfaitement satisfaisante au carburant ordinaire dans Gripen. Le carburant testé CHCJ-5 est constitué d'huile de colza. Par ailleurs, ce biocarburant satisfait aux mêmes exigences de combustion que le carburant fossile.

L’US Air Force & US Navy

L’US Air Force a été la première à lancer une série de tests en vol avec un A-10 « Thunderbolt II », dont les moteurs étaient alimentés à 50/50 par un mélange de kérosène JP-8 et de cameline. Ce premier vol d’une durée de 90 minutes a eu lieu depuis la base d’Eglin en Floride en 2010 déjà. De son côté, l’US Navy n’est pas en reste avec le programme « Green Hornet », et qui a fait voler avec le même mélange un F/A-18F « Super Hornet » en avril de la même année.

Avant les essais en vol, le motoriste General Electric a procédé à près de 500 heures sur les divers composants moteurs et une série de 20 heures d’essais avec les réacteurs du Super Hornet, le GE F414. Les essais ont par ailleurs, confirmé en plus du CO2, que combiné à d’autres  efforts « vert » qui comprennent l’adjonction d’une tuyère à chevrons, où chaque lobe dentelé pénètre dans ou hors du flux primaire et génère un flux secondaire, permet de  réduire le bruit du moteur. Les tests ont montré une réduction de 3 décibels. 

Les motoristes américains travaillent sur un large éventail de développement pour soutenir cette « Green initiative », y compris le développement des technologies des composants qui pourraient réduire la consommation spécifique de carburant (SFC). Le but étant de permettre une économie pour l’US Navy de deux millions de gallons de pétrole par an. 

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L’objectif des militaires américains 

L'USN a fixé un objectif de diminuer de moitié ses besoins énergétiques à partir de sources alternatives d'ici 2025. Appliquées aux aéronefs militaires d'aujourd'hui, l'initiative « Green Hornet » peut accroître la capacité en réduisant la dépendance sur les combustibles fossiles par des sources étrangères et de la volatilité baisse liée aux conduites de carburant et de transport.

L'objectif de l’USAF est de certifier l'ensemble de ses plans pour être en mesure d'utiliser le mélange 50/50 d'ici à 2022 et d'être en mesure d'obtenir suffisamment de carburant pour utiliser l'ensemble du système en 2030.

Pays-Bas

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Au Pays-Bas, le ministère néerlandais de la Défense (MoD) a annoncé que les F-16A/B « Fighting Falcon » de l’armée de l’air néerlandaise (RNLAF) basés à Leeuwarden utilisent des biocarburants depuis le 14 janvier 2019.  Le ministère a indiqué que la base avait reçu du bio-kérosène recyclé à partir d’huile de cuisson.

Le biocarburant est produit par la société américaine World Energy, qui, selon le ministère de la Défense des États-Unis, est le seul producteur au monde. Il est fourni par SkyNRG et Shell Aviation, avec le soutien de l’organisation néerlandaise des matériels de défense et du service de ravitaillement. Le mélange utilisé réduit les émissions de CO2 de 60 à 80% par rapport au carburant conventionnel.

Le colonel Paul de Witte, responsable de la réglementation et du développement de la logistique matérielle à la Royal Dutch Air Force, a déclaré: « La transition vers une aviation durable est d’une importance capitale pour la Royal Dutch Air Force. En 2010, nous avons effectué le premier vol de démonstration avec un hélicoptère Boeing AH-64 « Apache » utilisant du biocarburant. Nous souhaitons maintenant travailler à l’exploitation structurelle de tous nos avions en service à partir de tous nos sites. En 2030, la RNLAF veut réduire la dépendance aux combustibles fossiles de 20% et, en 2050, pas moins de 70%.

Et en Suisse

L’actuelle cheffe du DDPS Mme Amherd a lancé une initiative tous azimuts afin de réduire les émissions de CO2 dans tous les secteurs. Le choix du nouvel avion Lockheed Matin F-35 va permettre de réduire dès son entrée en service de 25% les émissions de CO2 par rapport à la flotte actuelle de F/A-18 « Hornet » et F-5 E/F en service (réduction de la flotte et diminution du besoin de la postcombustion au décollage). Un projet de travail est engagé pour l’obtention de biocarburant à l’étranger et la production en Suisse dans un avenir proche de ce même carburant. Une utilisation à bord de la futur flotte de F-35 permettrait de réduire jusqu’à 95% des rejets de CO2 à l’avenir.

La mise en service de l’avion école Pilatus PC-21  a permis une réduction de plus de 50% des émissions de CO2.

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Conclusions

Les biocarburants ont un réel avenir dans les Forces aériennes offrant une réconciliation avec l’écologie d’une part et permettant également une diminution de la dépendance aux pays producteurs de carburant fossile. La principale ombre au tableau est la même que pour l’aviation civile, ceux-ci

sont actuellement jusqu'à quatre fois plus cher que le carburant Jet A-1 conventionnel. Pour surmonter cet obstacle, il faut de nouvelles capacités de raffinage organique pour générer un carburant plus stable et plus calorifique que le Jet A-1 et ceci en grande quantité. La diversification des méthodes, une généralisation de la production indigène y contribuera.  

« A plus long terme, nous devrons mettre au point des méthodes de production plus avancées permettant d’utiliser une biomasse soutenable, comme les résidus agricoles et forestiers ». Analyse Banque Lombard Odier & Cie SA.

 

Photos : 1 Gripen 100% biocarburant @ Saab 2 Green Hornet @ USN 3 F-16 biocarburant @ RNLAF 4 PC-21 @ Swiss Air Force