Déchets alimentaires : un kérosène pour avions de ligne

Faire décoller un avion de ligne grâce à des déchets organiques ? Des chercheurs américains viennent d’établir que, du moins en théorie, c’est envisageable - et que le carburant obtenu se conforme aux exigences du secteur.

À l’échelle mondiale, l’aviation civile n’est pas un modèle en matière d’environnement : le secteur pèse une part notable des émissions de gaz à effet de serre ("environ 2 %" pour le CO₂, d’après l’ATAG). Depuis plusieurs années, des pistes se multiplient pour rendre le transport aérien plus sobre : propulsion à l’hydrogène, ajustements des trajectoires pour limiter les traînées de condensation, ou encore carburants de synthèse du type esters et acides gras hydrotraités (HEFA).

Jusqu’ici, aucune de ces options n’a réellement réussi à combiner, dans le même temps, rentabilité et bon rendement énergétique ; l’industrie cherche donc toujours le bon compromis. Une partie de la réponse pourrait venir de l’Université de l’Illinois à Urbana–Champaign : des ingénieurs y ont montré comment transformer des déchets alimentaires en carburant d’aviation. Leurs résultats, publiés le 30 octobre dans la revue Nature Communications, constituent une approche présentée comme inédite dans l’histoire de l’aviation civile.

Nos poubelles : le kérosène du futur ?

Pour Yuanhui Zhang, ingénieur à l’Université de l’Illinois et responsable de l’étude, l’objectif n’était pas tant d’inventer un "carburant miracle" que de prouver que la biomasse pouvait chimiquement rivaliser avec le kérosène fossile. "Dans une économie linéaire, on produit, on consomme, puis on jette. Dans ce projet, nous récupérons l’énergie et les matériaux pour créer un produit utile", explique-t-il.

La liquéfaction hydrothermale (HTL) appliquée aux déchets alimentaires

Ce "chaînon manquant du paradigme circulaire", selon ses mots, s’appuie sur une méthode déjà bien connue - notamment en géochimie : la liquéfaction hydrothermale (HTL). Le principe est de reproduire en quelques heures un phénomène qui, dans la nature, demande des millions d’années : convertir de la matière organique en pétrole brut.

Pour y parvenir, l’équipe a d’abord récupéré des résidus issus de la production alimentaire dans des usines agroalimentaires, puis les a exposés à des températures et à une pression très élevées. Cette étape a permis d’obtenir un pétrole biologique constitué d’un mélange d’huiles, d’eau et de composés carbonés - un produit intermédiaire qui doit ensuite être raffiné.

Du pétrole biologique au kérosène biosourcé

Une fois l’huile produite, les chercheurs l’ont raffinée par un traitement catalytique (hydrotraitement) reposant sur du cobalt et du molybdène, deux métaux déjà employés dans l’industrie pétrolière pour éliminer des impuretés. Cette phase vise à retirer l’eau, les sels et les cendres, mais aussi des atomes indésirables - soufre, azote et oxygène - qui nuiraient à la combustion. Au bout du processus, on obtient un kérosène biosourcé, indifférenciable du kérosène classique utilisé en aviation.

L’aviation, prête à tourner la page du pétrole ?

Ce kérosène respecte en plus l’ensemble des standards fixés par deux autorités de référence : la Société américaine des essais et des matériaux (ASTM) et l’Administration fédérale de l’aviation (FAA). Il faut mesurer la portée du résultat : peu de carburants biosourcés satisfont d’emblée aux exigences cumulées de ces deux organismes, qui imposent des protocoles d’évaluation parmi les plus rigoureux du monde.

Normes ASTM/FAA et obstacles au passage à l’échelle

Reste le point le plus délicat : le passage à l’échelle industrielle. Produire quelques dizaines de litres en laboratoire n’a rien à voir avec l’approvisionnement de flottes d’avions de ligne. Même si le kérosène mis au point par l’équipe fonctionne, l’insérer dans une industrie aussi réglementée sera complexe. La filière aérienne s’appuie sur des règles strictes de certification et de fiabilité, et constitue probablement l’un des terrains les moins favorables à l’expérimentation.

"Notre travail consiste à résoudre les problèmes scientifiques et d’ingénierie. À l’industrie de prendre le relais", souligne Zhang. De fait, les avancées scientifiques ne suffisent pas, à elles seules, à faire tourner des réacteurs : il faut aussi des capitaux suffisants et un minimum de volonté de la part des industriels.

Il faudra donc du temps, des financements et un engagement du secteur pour que les résultats de Zhang et de son équipe trouvent une application un jour. Ce serait regrettable que ce kérosène demeure un simple prototype alors que l’on sait que les biocarburants durables (SAF) de ce type ont déjà démontré leur potentiel. À grande échelle, ils pourraient réduire l’empreinte carbone des vols jusqu’à 80 %, tout en restant compatibles avec les moteurs et les chaînes logistiques en place. Si les compagnies veulent continuer à faire voler leurs aéronefs dans les prochaines décennies, elles n’auront de toute façon plus le choix et devront apprendre à se passer du pétrole, qu’elles le veuillent ou non.