Impact environnemental des déplacements à longue distance : quelles sont les alternatives à l’avion au kérosène, fort émetteur en CO2 ? – Ingénieurs et transition écologique

La décarbonation du secteur des transports, qui représente ¼ des émissions mondiales, est un défi majeur de la transition énergétique, pour lequel l’innovation joue un rôle crucial.

L’objectif de cet atelier était d’analyser les évolutions passées de quatre grandes catégories de moyens de transport (transport routier, aérien, naval et ferroviaire) et d’examiner les tendances à l’œuvre pour tenter de prédire à quoi ressembleraient les transports de demain. Répartis en quatre groupes, nous avons effectué l’analyse des quatre moyens de transport étudiés à l’aide de la méthodologie SOT, présentée ci-dessous.

Principe de la méthodologie SOT

Le System Operator Tool (SOT) est une méthodologie précise permettant d’étudier notamment l’évolution future des moyens de transport longue distance. Cet outil permet d’étudier un système en identifiant ses sous-systèmes et super-systèmes dans le présent ainsi que le passé et en utilisant les tendances observées pour essayer de prédire ses futures transformations. Ainsi les SOT permettent de prendre du recul sur l’histoire du système mais aussi sur sa structure et de s’inspirer des transformations qui l’ont mené jusqu’à son état actuel.

Illustration à travers le cas des transports routiers

Le super-système du camion, c’est à dire l’ensemble dans lequel il évolue est donc constitué des conducteurs de poids-lourds, des entreprises de transport et de l’ensemble des infrastructures routières (autoroutes, stations-services). Le sous-système est l’ensemble de ses composants : cabine, moteur, remorque, pneus…

Par le passé, les véhicules motorisés se sont substitués aux charrettes afin de transporter plus de marchandises, plus rapidement et dans de meilleures conditions de confort. Les tendances futures laissent présager l’apparition de camions autonomes, électriques ou propulsés par hydrogène, constitués de matériaux plus légers, avec comme objectif de réduire les émissions et renforcer la connexion et la communication entre l’ensemble des usagers de la route.

L’innovation dans l’aérien

Parmi les premiers moyens de transport aériens on trouve le dirigeable, apparu au XXe siècle et utilisé à des fins militaires ou pour des vols commerciaux. Sensible aux conditions climatiques, facilement inflammable, il a conduit à de nombreux accidents. L’invention du moteur et plus généralement les avancées technologiques dans le domaine de l’aviation ont permis le développement de l’avion moderne.

Aujourd’hui, la nécessité de diminuer l’impact environnemental et de tendre à une aviation décarbonée mènent au développement de nouveaux modèles d’avions basés sur des progrès technologiques et de conception aérodynamique. Sont développés des prototypes d’avions basés sur d’autres formes d’énergie : à propulsion électrique (HY4), solaire, hybride (Zunum) ou de nouveaux designs plus aérodynamiques (Boeing) ou encore des modèles mi-aériens, mi-terrestres tels que l’Hyperloop.

On observe également l’émergence de nouveaux modèles d’aéronefs à usage personnel pour de courte distance (Uber, Airbus, Lilium…), dont la plupart sont de type VTOL (vertical take-off and landing). Parmi tous ces nouveaux modèles, certains constitueront peut-être le transport aérien de demain, pour les longs courriers ou bien les déplacements personnels.

L’innovation dans le ferroviaire

Concernant le ferroviaire, les systèmes ont également énormément évolué. Ainsi, nous pouvons mentionner comme premier ancêtre du train, le Diolkos, sorte de bateau traîné sur des pavés par des hommes au VIème siècle avant JC pour traverser l’isthme de Corinthe. S’en est suivi le train à vapeur fonctionnant au charbon et se déplaçant sur des rails assez identiques à ceux que l’on connaît aujourd’hui. Cependant, dans le but de diminuer la pollution des trains, de proposer davantage de confort aux usagers et grâce à l’invention de nouveaux moteurs, les trains d’aujourd’hui sont apparus, à savoir les trains diesel et les trains électriques.

Dans le monde, 31% des lignes sont électrifiées, le reste fonctionnant au diesel. De plus, de nouvelles innovations pointent leur nez et pourraient s’imposer comme une alternative viable à l’avion au kérosène. On peut notamment citer les trains à sustentation magnétique comme le MAGLEV et l’hyperloop, ainsi que les trains à hydrogène. Ces trains, de plus en plus propres, rapides, silencieux et efficaces, permettront de répondre à une demande croissante. Enfin, les trains de nuit, que l’Europe souhaite promouvoir, pourraient constituer nos déplacements longue distance de demain.

L’innovation dans le transport maritime

Enfin, parmi les premiers moyens de transport maritimes, nous retrouvons les bateaux à voiles et les bateaux à vapeur fonctionnant au charbon. Ce moyen de transport a profité des avancées technologiques et de l’arrivée du moteur à fuel pour prendre plusieurs formes : cargo (marchandise), ferry et paquebot (transport de passagers) et voir ses capacités de stockage de marchandises et de d’aménagement pour passager s’accroître considérablement.

Ces évolutions se sont accompagnées de l’aménagement d’interfaces au sol : ports, porte-conteneurs, plateformes multimodales. Le trafic maritime ayant explosé ces dernières décennies et avec lui la pollution due aux navires, des voies de réduction de l’émission de carbone sont à l’étude. Notamment, l’installation de voiles de traction à l’avant des cargos permettrait de réduire significativement la consommation d’énergie en s’aidant du vent tout en évitant l’encombrement ou le poids de mâts et de voiles. Aussi, les bateaux à hydrogène pourraient bien être les bateaux du futur.

Conclusion

Aujourd’hui, l’innovation en lien avec les transports est principalement guidée par une volonté de réduire les émissions. Le transport fluvial maritime est probablement le mode de transport le plus avantageux au global combinant coût, capacité et impact environnemental, mais sa place risque de rester marginale à moins de s’orienter vers un monde moins globalisé. En France, la part du fret ferroviaire est assez basse et demande encore à être relancée, grâce à l’innovation technique (trains autonomes) et les décisions politiques (taxe sur les camions en Suisse par exemple). Enfin, les projets tels que l’hyperloop viennent concurrencer l’avion sur le fret de petites marchandises à transport rapide tandis que les camions sont en pleine ébullition avec notamment le développement des camions autonomes “propres” électriques, trolley ou propulsés par hydrogène pour des transports longues distances.

Sources :

Pour aller plus loin :

SOT methodology : https://drive.google.com/file/d/18QDa4E12y3HWcyBFWVczYWguAgEPcr7s/view?usp=sharing

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