Du gyrodyne torique à l'avion long-courrier : le Programme Résilience V11 couvre l'ensemble des segments de l'aviation, du méthane liquide à basse altitude jusqu'au GNL fossile puis bio-GNL pour les vols intercontinentaux. Cette page documente la gamme complète, la synthèse comparative carburants, et les notes techniques disponibles en téléchargement.
Un seul carburant (méthane → bio-méthane filière Résilience), quatre architectures adaptées à chaque segment. Du VTOL urbain au long-courrier intercontinental, la progression 0→100 % bio se fait sans modifier les appareils ni les réseaux.
| Segment | ① VTOL Gyro-Torique | ② Régional 15 places | ③ ATR-72 ÉREV | Moyen-courrier | ④ Long-courrier |
|---|---|---|---|---|---|
| Usage | SAMU · Hélitreuillage · Transport express urbain | Régional 15 pax · < 1 500 km | Régional 70 pax · 400–700 km | Monocouloir 180–220 pax · 2 000–4 000 km | Long-courrier 200–300 pax · > 8 000 km |
| Propulsion | 8 ventilateurs carénés élec. + 2 groupes ÉREV 2×~220 kWe + turbine d'appoint ~315 kWe + batterie 45 kWh | 4–6 hélices élec. + 2 groupes ÉREV 2×~600 kWe + turbogénérateur de montée ~400 kWe (option 2×500 kWe) | 2 hélices élec. + 2 groupes ÉREV 2×900 kWe en nacelles + turbogénérateur de montée ~600 kWe | Turbofan méthane + auxiliaires ÉREV Atkinson | Turbofan méthane + auxiliaires ÉREV Atkinson |
| Carburant / stockage | Bio-GNL −162°C · 8 réservoirs indépendants dans le tore (variante GNV 250 bar en courte portée) | GNL −162°C (> 800 km) ou GNV 250 bar | GNV 250 bar (≤ 400–500 km) · GNL −162°C au-delà | Bio-GNL −162°C · réservoirs dans les ailes | Bio-GNL −162°C · réservoirs dans une aile composite + mini-soute |
| Rendement chaîne | ~45 % groupes ÉREV (hypothèse) · turbine ~25 % en appoint stationnaire | ~39 % chaîne complète (Atkinson objectif 50 %) | ~38–39 % chaîne complète | 34–37 % global (turbofan méthane, vs 29–31 % kérosène) | 34–37 % global (turbofan méthane, vs 29–31 % kérosène) |
| CO₂ vs kérosène (fossile) | −46 % d'énergie par mission vs H135 (conditionnel) | −48 à −53 % | −48 à −53 % | −37 % (échappement) | −37 % (échappement) · −30 à −34 % (ACV) |
| CO₂ à 50 % bio-GNL/GNV | Voir page Gyro-Torique | −74 à −76 % | −74 à −76 % | ~−64 % (ACV, hors biochar) | ~−64 % (ACV) · ~−80 % avec biochar |
| NOx / PM / Contrails | −40 % / −70 % / quasi nuls (basse alt.) | −40 % / −70 % / faibles (FL180–250) | −40 % / −70 % / faibles (FL180–220) | −40 % / −70 % / −50→70 % estimé (FL350–390) | −40 % / −70 % / −50→90 % estimé (FL350–410) |
| Coût carburant vs kérosène | ~340–450 € par mission vs ~390–590 € (kérosène) et ~980–1 720 € (SAF) | ~−50 % (GNL fossile) · ~2× moins cher que kérosène + SAF à part renouvelable égale | ~−50 % (GNV fossile) · ~2× moins cher que kérosène + SAF à part renouvelable égale | ~−35 à −40 % (GNL fossile) | ~−35 à −40 % (GNL fossile) · ~−60 % vs kérosène + SAF de même CO₂ |
| 1er vol certifiable | Concept · développement 10–15 ans | 2030–2032 | 2030–2033 | 2033–2038 | 2032–2035 |
| Document de référence | Gyro-Torique V12.4 — présentation → | Segment 2 — 15 places V3 ↓ | Segment 3 — ATR-72 V3 ↓ | Moyen-courrier V3.1 ↓ | Segment 4 — Long-courrier V8.2 ↓ |
Le moyen-courrier Bio-GNL (classe A321neo, 180–220 pax, 2 000–4 000 km) apporte un avantage architectural : les réservoirs GNL s'intègrent dans les caissons d'aile redessinés, sans toucher au fuselage pour les missions jusqu'à ~2 000 km (un mini-réservoir en soute complète au-delà). Résultat : cabine commerciale inchangée, centre de gravité stable, complexité de certification inférieure au long-courrier.
PCI GNL +16 % et rendement du cycle méthane supérieur. Sur mission 3 000 km : ~8 600 kg GNL vs ~12 000 kg kérosène.
Gain carburant (−3 100 à −3 600 kg) supérieur au surpoids système GNL (+1,5 à 2,5 t, réservoirs compris). MTOW maintenu.
Froid fourni par la vaporisation du carburant avant combustion : précooling air moteur, refroidissement avionique, conditionnement cabine. Gain estimé ~2–3 % (hors intercooling).
Vs SAF (1/8) et H₂ liquide (0/8) sur 8 dimensions de comparaison filière : disponibilité, coût, NOx, PM, contrails, scalabilité, infrastructure, biochar.
NOx, particules et contrails représentent ensemble plus de la moitié du forçage radiatif de l'aviation (IPCC AR6, Lee et al. 2021). Le SAF ne touche structurellement aucun de ces trois vecteurs. La famille méthane Résilience les traite tous, dès le premier vol fossile.
| Polluant | Part forçage radiatif 20 ans | SAF 50 % | Méthane fossile | Mécanisme physique |
|---|---|---|---|---|
| CO₂ | ~35 % | −33 à −40 % (50 % × 65–80 %) — hors de portée avant 2045 | −37 % à l'échappement (fossile) → ~−80 % (50 % bio + biochar, ACV) | Facteur d'émission −25 % (55 vs 73 g CO₂/MJ) + rendement supérieur → moins de carburant |
| NOx | ~15 % | 0 % (chimie kérosène inchangée) | −40 % structurel · constant fossile ou bio | Mécanisme de Zeldovich : NOx thermiques exponentiels en T°. CH₄ brûle plus froid. ✅ Physique |
| Particules fines PM | ~1 % direct (rôle majeur via les contrails) | −15 à −25 % (partiel) | −70 % structurel · constant fossile ou bio | CH₄ pur : zéro soufre, zéro aromatiques → zéro suies. Observé sur le Tu-155 (1989–1991). ✅ Chimie |
| Contrails | ~55 % (dominant) | −5 à −15 % (marginal) | −50 à −90 % estimé (FL350+) · moyen- et long-courrier | T° combustion plus basse + absence noyaux condensation (soufre, suies). Bénéfice concentré sur le moyen- et le long-courrier. 🔬 Calcul |
| TOTAL forçage | 100 % | ~−15 à −20 % | ~−45 à −70 % (estimé) | Méthane traite tous les polluants par sa chimie propre |
| Verrou | Nature | Segments | Horizon |
|---|---|---|---|
| Dessication GNL avant injection (tamis moléculaires 3Å — CRITIQUE) | Sécurité | Toute la gamme | Phase 1 · 2025–2027 |
| Certification EASA moteur Atkinson piston propulsion aéronautique | Réglementaire | ①②③ | Dialogue EASA 2026 · Certif. 2028–2030 |
| Gestion vibrations pistons (AVC 4 niveaux) | Technique | ①②③ | Bancs essai 2026–2028 |
| Turbocompression haute altitude (puissance Atkinson maintenue FL180+) | Technique | ②③ | Adaptation aviation 2027–2029 |
| Slip méthane pistons Atkinson (CH₄ non brûlé à l'échappement) | Technique | ①②③ | Banc essai dédié 2026–2027 |
| Réservoirs cryogéniques aile CS-25 (précédent inexistant aviation civile) | Réglementaire | Moyen- et long-courrier | Dialogue EASA 2026 · Qualif. 2028–2030 |
| Fatigue thermique échangeur intercooler CCA (ΔT > 800°C · Inconel/316L) | Technique · métallurgie | Moyen- et long-courrier | Programme Safran/RR Phase 1–2 |
| Masse réelle moteurs Atkinson pistons (verrou PRIORITÉ 1 — ②③) | Incertitude critique | ②③ | Mesure sur banc avant tout engagement design |
| Titane Ti-6Al-4V ciblé sur les pièces critiques (gain ~5–10 % de masse sur ces pièces) | Conception | Toute la gamme | Décision Phase 0 · 2026 |
| Période | Actions communes | ① VTOL | ②③ Régionaux | Moyen-courrier | ④ Long-courrier |
|---|---|---|---|---|---|
| 2026–2028 | Banc ÉREV Atkinson · AVC · Turbocompr. alt. · Dialogue EASA · Capteurs CH₄ | Cahier des charges SAMU/SDIS · maquette volante 1/8 | Concept + maquette · Retrofit banc sol ATR-72 | Études réservoirs aile GNL + turbofan méthane | Études Airbus/RR turbofan méthane |
| 2028–2031 | Qual. réservoirs GNL composites · Premiers vols bio-GNL · Certif. partielle EASA | Revue des calculs · CFD · bancs d'essais · démonstr. 1/2 non habité | 1ers vols ②③ | Démonstr. sol réservoirs aile | Démonstr. turbofan méthane |
| 2031–2038 | Certification ①②③ · Infra GNV/GNL aéroports · Montée bio-GNL Phase 2 | Prototype · certification EASA SC-VTOL | Certification + service ②③ | Prototype + certif. CS-25 | 1er vol + certif. |
| 2038–2045 | Montée bio 10→100 % · Biochar comptabilisé · −60/−80 Mt CO₂/an France | Montée bio | Montée bio | Déploiement série | Déploiement série |
Un vol Paris–New York émet ~215 t de CO₂ en brûlant ~68 t de kérosène. L'électrique est impossible à cette distance (masse batterie prohibitive), l'hydrogène liquide à −253°C est un gouffre énergétique, le SAF reste cher et rare. Le Bio-GNL à −162°C est la piste la moins mauvaise — et pour des raisons physiques précises.
H₂ liquide à −253°C (seulement 20K au-dessus du zéro absolu) : la liquéfaction consomme 10 à 13 kWh/kg en industrie, soit 30 à 40 % de l'énergie du H₂ lui-même (minimum théorique ~12 %). Densité volumique : 2,3 kWh/L vs 10 kWh/L pour le kérosène. Boil-off pendant le vol : bien plus rapide qu'à −162°C. Infrastructure : inexistante dans les aéroports. ✅ Physique établie
Densité volumique : 5,86 kWh/L (vs 10 kWh/L kérosène, soit seulement 1,7× moins dense). PCI supérieur : 50 MJ/kg vs 43 MJ/kg kérosène. Liquéfaction : 0,25–0,30 kWh/kg soit 1,8–2,2 % du PCI — contre 10 à 13 kWh/kg pour l'H₂ (30 à 40 % de son propre PCI) : ~15 à 20× moins d'énergie de liquéfaction par kWh transporté. Combustion sans soufre ni aromatiques : moins de suies, absence de noyaux de condensation des contrails. ✅ Physique établie
| Paramètre | Kérosène (référence) | Bio-GNL | Qualification |
|---|---|---|---|
| PCI (MJ/kg) | 43 | 50 (+16 %) | ✅ Physique chimique établie |
| Densité volumique (kWh/L) | 10 | 5,86 (−41 %) | Contrainte réelle : réservoirs plus grands ✅ |
| Masse carburant Paris–NY 🔬 | ~68 t | ~49 t (−28 %) | Calcul théorique par PCI supérieur + rendement estimé · Non validé sur moteur réel |
| Rendement global du turbofan 🔬 | 29–31 % | 34–37 % (+5 à +8 points) | Cascade Brayton : intercooling par le froid du GNL + sur-détente · À confirmer sur démonstrateur moteur |
| CO₂ par vol à l'échappement ✅ | ~215 t | ~135 t en GNL fossile (−37 %) · ~0 t fossile en bio-GNL | Bio-GNL = carbone biogénique · Bilan neutre à négatif si biochar co-produit et CO₂ biogénique concentré stocké ✅ Chimie |
| NOx 🔬 | Référence | −40 % estimé | Température combustion CH4 plus basse → moins de NOx thermiques · À valider banc moteur |
| Particules fines 🔬 | Référence | −70 % estimé | Pas de soufre, pas d'aromatiques → moins de suies · À valider banc moteur |
| Traînées de condensation (contrails) 🔬 | Forçage radiatif élevé | −50 à −90 % estimé | Absence de noyaux de condensation solides (soufre, aromatiques) — cristaux plus gros, sédimentent plus vite, forçage radiatif moindre · Note : plus de vapeur d'eau par kg (H/C=4) peut légèrement déplacer la zone de formation (critère Schmidt-Appleman), effet dominé par l'absence de noyaux · À valider en vol |
Le GNL contient 1,7× moins d'énergie par litre que le kérosène. Pour Paris–NY : ~85 m³ de kérosène → ~140 m³ de GNL pour la même énergie thermique (avant gain de rendement). Avec le rendement du cycle méthane : ~115–120 m³ de GNL. Le volume réservoir augmente d'environ 36 %. C'est le vrai défi de redesign de l'avion — non un obstacle rédhibitoire mais une contrainte de conception significative. 🔬 Calcul théorique
| Phase | Période | Actions requises | Acteurs |
|---|---|---|---|
| Décision industrielle | Avant 2028 | Consortium Airbus + Rolls-Royce/Safran + Air France/Lufthansa · Engagement R&D moteur GNL · Budget ~3 Md€ | Décision politique urgente ⚠ |
| R&D moteur | 2026–2029 | Banc d'essai moteur GNL · Validation de la cascade de rendement (+5 à +8 points) · Certification émissions Euro VII | Rolls-Royce / Safran · 150–200 M€ 🔬 |
| Prototype avion | 2028–2032 | Redesign réservoirs · Intégration moteur · Premiers vols d'essai · Certification EASA | Airbus · ~2,8 Md€ 🔬 |
| Infrastructure | 2029–2035 | 10 hubs pilotes Bio-GNL · CDG, Heathrow, Frankfurt · Co-investissement aéroports | États + aéroports · ~1–1,8 Md€ 🔬 |
| Commercial | 2032–2040 | 100 avions déployés · 50 hubs · Montée en puissance Bio-GNL national | Compagnies aériennes 🎯 |
| Usage aviation | Volume estimé 🔬 | Couverture |
|---|---|---|
| Aviation nationale française (compagnies FR) | ~35 TWh/an | Couvert par production Programme Résilience V11 (262 TWh central) ✅ |
| Aviation internationale hubs EU | Volume à définir | Deal franco-espagnol CO₂ × H₂ → e-méthane aviation (voir page coopération) 🔬 |
| Disponibilité Bio-GNL France | 95–110 TWh/an | Excédent significatif vs besoin national 🔬 |
C'est l'argument central que les décideurs n'ont pas encore intégré. Pour égaler uniquement le CO₂ du GNL fossile, il faudrait ~40–45 % de SAF dans le kérosène — niveau que la trajectoire ReFuelEU n'atteint qu'autour de 2045 et que la production mondiale ne permet pas d'atteindre avant. Et même à ce niveau, le kérosène + SAF resterait structurellement inférieur sur les NOx, les particules et les contrails.
• Production SAF 2025 : 1,9 Mt/an = 0,6 % de la conso. mondiale de kérosène
• 50 % SAF mondial nécessiterait : 150 Mt/an = multiplier par 80 la production actuelle
• Toutes les huiles usagées mondiales (~6 Mt/an) transformées à 100 % = seulement 3–4 % des besoins en SAF
• ReFuelEU : 6 % de SAF en 2030 (~−5 % de CO₂), 20 % en 2035 (~−15 %)
• SAF 50 % : coût carburant Paris–NY passe de ~44–65 k€ à ~75–160 k€
Sources : IATA 2025 · règlement ReFuelEU Aviation (UE 2023/2405)
• CO₂ : −37 % à l'échappement (−30 à −34 % en cycle de vie) · équivaut à ~40–45 % de SAF (voir note ci-dessous)
• NOx : −40 % structurel (chimie du méthane — pas améliorable par le SAF)
• Particules fines : −70 % structurel (absence de soufre et d'aromatiques)
• Contrails : −50 à −90 % (moins de noyaux de condensation)
• Coût carburant : ~−35 à −40 % (GNL moins cher par kWh, ~28 % de carburant en moins)
Sources : Note Aviation Résilience V11.1 · Tu-155 (Tupolev — vols GNL méthane à partir de janvier 1989)
| Critère | Kérosène + SAF | GNL fossile → bio-GNL ✓ | H₂ liquide −253°C |
|---|---|---|---|
| CO₂ à horizon 2035 | −14 à −16 % (20 % SAF ReFuelEU) | −45 à −52 % en cycle de vie (20–30 % bio-GNL) | Nécessite refonte avion totale |
| NOx | −1 à −5 % (marginal) | −40 % structurel dès jour 1 | −40 % structurel |
| Particules fines | −15 à −25 % | −70 % structurel dès jour 1 | −70 % structurel |
| Contrails | −5 à −15 % | −50 à −90 % estimé dès jour 1 | −50 à −90 % |
| Coût carburant 2035 | +30 à +60 % (20 % SAF) | ~−20 % vs kérosène fossile (20 % bio-GNL) | Non défini (H₂ vert coûteux) |
| Faisabilité 2030 | Très partielle (0,6 % production) | Carburant disponible — avion 2032–2035 | Non — contraintes physiques permanentes |
| Verdict 2035 | Insuffisant | Solution optimale | Inadapté structurellement |
Faire du SAF la trajectoire principale, c'est renoncer à décarboner vraiment l'aviation. Le SAF garde un rôle : c'est la seule option pour les avions déjà en service et pour ceux commandés aujourd'hui, qui voleront jusqu'en 2050–2060. Mais il reste plafonné en volume et en coût, et les chiffres sont sans appel : à l'horizon 2035, le SAF réduira le CO₂ d'environ 15 % (20 % de SAF selon ReFuelEU). Le GNL fossile le réduit de 37 % à l'échappement dès la mise en service — avec en prime des réductions structurelles sur les NOx, les particules et les contrails que le SAF ne peut pas apporter.
La question n'est pas de savoir si le bio-GNL peut décarboner l'aviation — il peut, plus efficacement et moins cher que toute autre solution disponible. La question est de décider si l'Europe veut construire cette filière (Airbus + Résilience) ou se contenter de solutions incomplètes (le SAF, utile en relais pour la flotte existante mais plafonné) et physiquement bloquées (H₂ liquide). La fenêtre de décision est 2026–2028.
SAF et méthane sont complémentaires dans le temps : le SAF pour la flotte existante, en relais jusqu'au retrait des appareils ; le méthane — d'abord fossile, puis bio-GNL dans les mêmes avions — pour la génération suivante et le revamping des cellules jeunes. Un nouvel avion demande 10 à 15 ans de développement et une flotte se renouvelle en 20 à 25 ans : c'est donc maintenant qu'il faut lancer la filière méthane. L'expérience soviétique allait déjà dans ce sens : après avoir fait voler le Tu-155 à l'hydrogène liquide puis au GNL, Tupolev avait retenu le GNL comme voie réaliste (projet Tu-156).
Le Bio-GNL a des avantages physiques réels et calculables sur le kérosène : PCI supérieur, combustion plus propre, bilan carbone potentiellement négatif avec biochar co-produit et CO₂ biogénique concentré stocké. La réduction de masse carburant de ~28 % est cohérente sur le plan thermodynamique. Les contrails réduits de 50–90 % sont attendus pour des raisons physiques de nucléation. Ces avantages sont suffisants pour justifier un programme de R&D industriel sérieux.
Le gain de rendement (+5 à +8 points) sur moteur réel, les émissions NOx en vol, le comportement des réservoirs cryogéniques en conditions de vol (vibrations, pressions, certification EASA), le coût réel de l'infrastructure GNL aéroportuaire, et surtout l'économie réelle du vol Bio-GNL pour les compagnies. Ces points nécessitent un programme d'essais de plusieurs années — aucun avion Bio-GNL n'a volé à ce jour. Les affirmations définitives sur les performances sont prématurées.
Sources : NIST — PCI méthane (50 MJ/kg), kérosène (43 MJ/kg) · IPCC AR6 — forçage radiatif contrails (Lee et al. 2021) · IATA SAF Report 2025 · EASA Production SAF 2024 · Rolls-Royce R&D GNL civil 2023 · IATA Long Range Aircraft Fuel Study 2022 · IEA Hydrogen — comparatif liquéfaction H₂ vs LNG · EASA CS-25 §25.963 §25.1455 §25.863 — certification avions civils · GIIGNL 2023 · AIGA Doc 2022 — boil-off GNL vs H₂ · Tupolev Tu-155 — vols H₂ (1988) puis GNL (1989–1991) ; projet Tu-156 non construit · Règlement ReFuelEU Aviation (UE 2023/2405) · Mécanisme de Zeldovich (NOx thermiques) — base physique établie · EBC / Puro.earth — ratio CO₂eq biochar (2,5–3,1 t/t) · Safran ENGINeUS · MagniX · Rolls-Royce Spirit of Innovation — moteurs élec. aéronautiques · Programme Résilience V11 — Matrice gamme Aviation V10 · Segments ② ③ V3 · Long-courrier V8.2 · Moyen-courrier V3.1 · Synthèse SAF vs GNL V3.2 · Note Aviation V11.1 · Synthèse V11.1 (septembre 2026)