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La gestion du biocarburant au sein du secteur aéronautique civil: quels enjeux financiers ?

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par Matthieu Goudineau
EM Léonard de Vinci - Politecnico di Torino - Master 2 2012
  

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Partie 3 : Résultats d'hypothèses :

Voici maintenant les résultats des hypothèses que je me suis posées.

Hypothèse 1 : Un régime mixte combinant l'utilisation de carburants issus des recherches en cours et l'utilisation des carburants traditionnels a-t-il un intérêt technique et économique ?

Le processus de développement de cette nouvelle énergie s'effectue par phase successives. Il faut trouver des fournisseurs, des matières premières durables et entreprendre l'essai des moteurs. Les compagnies également se soumettre à des procédures concernant les processus de validation.

Maintenant, l'objectif est que ces essais permettent de réaliser des vols 50-50 avec du carburant alternatif et conventionnel13(*). La matrice SWOT effectuée dans la partie précédente nous présente les intérêts économiques de l'utilisation du bio-kérosène : Il n'y pas de concurrence avec d'autres formes de technologies, et il n'y a pas d'effets sur les prix agricoles.

En ce qui concerne la constitution de carburant de seconde génération, on a recours également aux matériaux à base de bois tels que les plants de maïs ou de colza.

Les pieds de maïs sont constitués de feuilles et des tiges qui sont laissés dans les champs après la récolte des grains de maïs. Après de nombreuses études, des chercheurs américains ont évalués que la canne de maïs pourrait fournir jusqu'à 25% de la récolte globale de biocarburant nécessaire en 2030.

Ces résidus organiques provenant de l'agriculture et des activités forestières sont connues pour avoir d'excellentes propriétés telles que la densité d'énergie élevée et la miscibilité avec des carburants conventionnels ; en plus les coûts de production très compétitifs.

Par ailleurs, il y a eu aux Etats-Unis le « roundtable on sustainable oil palm ».Lors de cette rencontre entre les entreprises leader du secteur énergétique, il y a eu des normes qui ont été adoptées afin de favoriser l'utilisation de carburants mixtes. Les moteurs doivent contenir un mélange maximum de 50% carburant jet-A, et 50% de bio-kérosène. Ces mélanges ne sont pas donnés par hasard, ils proviennent des normes de certifications du corps ASTM International. D'un point de vue du rendement, ce mélange 50 :50 réduit jusqu'à 60% le gaz à effet de serre.

Donc suite aux interviews réalisées avec les professionnels du secteur, et avec l'aide du tableau analytique et de la matrice SWOT, on peut considérer que l'hypothèse est validée. Les régimes mixtes ont un intérêt technique et économique.

Hypothèse 2 : Outre le problème des terres arables, il y a des défis technologiques.

Fig a: Evaluation of Bio-Derived Synthetic Paraf?nic Kerosenes, 2006

a) Lorsque les appareils utiliseront de l'éthanol, voici les modifications à effectuer :

Modifications à effectuer sur les appareils actuels de type Boeing 777 afin de les faires voler avec du bio-kérosène. En fonction des différents types de carburants, on modifiera diverses parties du fuselage des appareils.

Dans le cadre de l'utilisation de l'Ethanol en tant que kérosène alternatif, il faut que les constructeurs aéronautiques allongent les ailes de +25%, car l'éthanol est moins énergétique que le carburant Jet-A classique14(*). L'allongement de ces ailes permet de recevoir plus de carburant, et de compenser ainsi les 40% d'énergie manquante par rapport au kérosène habituel.

Il y a un autre élément fondamental de changement : les réacteurs. Ces derniers doivent être 50% plus larges que ceux des Boeing 777 fonctionnant au Kérosène conventionnel. Ces réacteurs doivent être très larges afin de compenser l'augmentation de voilure des ailes.

Au final, les Boeing 777 qui volent avec du bio-kérosène à base d'éthanol utilisent 15% d'énergie supplémentaire par rapport aux Boeing 777 conventionnel pour une distance de 500 miles nautiques, et 26% d'énergie supplémentaire pour un trajet de 3 000 miles nautiques.

Donc si on utilise un biocarburant à base d'éthanol, l'appareil sera beaucoup moins polluant qu'un appareil alimenté par du pétrole. En revanche il consommera un peu plus d'énergie.

b) Lorsque les appareils utiliseront de l'éthanol, voici les modifications à effectuer :

Fig b: Evaluation of Bio-Derived Synthetic Paraf?nic Kerosenes, 2006

Si l'on utilise un biocarburant à base d'hydrogène il y aura aussi des modifications à effectuer au sein de l'appareil. Tout d'abord, les réacteurs seront 25% plus petits que ceux des Boeing 777 normaux. Ensuite, comme l'hydrogène est un gaz très léger, l'appareil fonctionnant au biocarburant aura un poids de 5% plus faible qu'un 777 habituel. Comme l'avion sera plus léger, les ailes seront également plus courtes de 5%.

L'aspect sécurité intervient aussi au moment de la transformation de l'appareil : comme l'hydrogène est un gaz dangereux, il faut veiller à ce des règles de sécurités soient respectées. Ainsi le cockpit des nouveaux appareils sera élargi.

Enfin, les transformations effectuées aux nouveaux appareils destinés à voler aux bio-kérosène, permettent de gagner 28% d'énergie supplémentaire sur les parcours de 500 miles nautiques, et 2.5% sur les parcours de 3 000 km.

Donc pour faire voler un avion avec du bio-kérosène il faut préférer choisir un biocarburant à base d'hydrogène plutôt qu'à base d'éthanol. Le souci en revanche de l'hydrogène, c'est que la production de ce gaz coûte cher.

Prenons un exemple : Pour un vol de Seattle à Washington, chaque passager consomme environ 29 gallons de fuel. Il faut pour chaque passager, ½ acre d'algues pour obtenir 100% de bio-Kérosène pour un passager.

L'hypothèse deux est donc validée. Il faut effectivement se trouver à la pointe de la technologie pour faire voler un avion à l'aide de bio-kérosène : il faut transformer le fuselage des appareils, et cela tout en respectant les lois de la physique.

* 13 (gas-to-liquid), BTL (biomass-to-liquid)

* 14 L'éthanol correspond à 60% de l'énergie contenu dans le Jet-A conventionnel.

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