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 | ④ Moyen-courrier | ⑤ Long-courrier |
|---|---|---|---|---|---|
| Usage | VTOL urbain · Médical · ISR · Souveraineté | 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 | 6–8 rotors élec. + ÉREV Atkinson 40–250 kW | 4–6 hélices élec. + ÉREV Atkinson 2×~500 kW | 2 hélices élec. + ÉREV Atkinson 2×900 kW | Turbofan méthane + APU Atkinson | Turbofan méthane + APU Atkinson |
| Carburant / stockage | Bio-GNL −162°C · tore segmenté | GNL −162°C (> 800 km) ou GNV 250 bar | GNV 250 bar · réservoirs composites | Bio-GNL −162°C · réservoirs dans les ailes | Bio-GNL −162°C · réservoirs fuselage arrière |
| Rendement chaîne | 46–52 % (Atkinson régime fixe) | 52–55 % (Atkinson point optimal) | 45–48 % (2 groupes parallèles) | 44–48 % (turbofan méthane sur-détente) | 44–48 % (turbofan méthane sur-détente) |
| CO₂ vs kérosène (fossile) | −45 à −50 % | −45 à −50 % | −45 à −48 % | −37 à −45 % | −37 % |
| CO₂ à 50 % bio-GNL/GNV | −70 à −72 % | −70 à −72 % | −70 à −72 % | −70 à −72 % | −69 à −75 % + biochar |
| NOx / PM / Contrails | −40 % / −70 % / quasi nuls (basse alt.) | −40 % / −70 % / faibles (FL180–250) | −40 % / −70 % / faibles (FL180–220) | −40 % / −70 % / −50→70 % (FL350–390) | −40 % / −70 % / −50→90 % (FL350–410) |
| Coût carburant vs kérosène | −60 à −70 % (bio-GNL Résilience) | −15 % (fossile) → −65 % (bio) | −65 à −75 % (bio-GNV) | −15 % (fossile) → −60 % (bio) | −15 % (fossile) → −50 % (bio) |
| 1er vol certifiable | 2030–2033 | 2030–2032 | 2030–2033 | 2033–2038 | 2032–2035 |
| Document de référence | Segment 1 — GyroTorique V3 ↓ → Version Titane V2 ↓ |
Segment 2 — 15 places V2 ↓ | Segment 3 — ATR-72 V2 ↓ | Moyen-courrier V3 ↓ | Segment 4 — Long-courrier V6 ↓ |
Le moyen-courrier Bio-GNL (classe A321neo, 180–220 pax, 2 000–4 000 km) apporte un avantage architectural que le long-courrier n'a pas : les réservoirs GNL s'intègrent dans les caissons d'aile redessinés, sans toucher au fuselage. Résultat : cabine commerciale inchangée, centre de gravité stable, complexité de certification inférieure au long-courrier.
PCI GNL +16 % vs kérosène. Sur mission 3 000 km : ~7 500–8 500 kg GNL vs ~12 000 kg kérosène.
Gain carburant (−3 500 à −4 500 kg) dépasse le surpoids système GNL (+1,0 à 1,7 t). MTOW maintenu.
Valorisation passive du GNL à −162°C : précooling air moteur, refroidissement avionique, conditionnement cabine. Gain propulsif estimé 3–5 %.
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 > 50 % du forçage radiatif de l'aviation sur 20 ans (IPCC AR6). 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 % | −18 % (50 % × 65 % moy. réglementaire) | −37 % (fossile) → −75 % (bio + biochar) | PCI +16 % + 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 | ~10 % | −15 à −25 % (partiel) | −70 % structurel · constant fossile ou bio | CH₄ pur : zéro soufre, zéro aromatiques → zéro suies. Vérifié Tu-156 (1988–1991). ✅ Chimie |
| Contrails | ~40 % (dominant sur 20 ans) | −5 à −15 % (marginal) | −50 à −90 % (FL350+) · segments ④⑤ | T° combustion plus basse + absence noyaux condensation (soufre, suies). Bénéfice concentré sur long-courrier ④⑤. 🔬 Calcul |
| TOTAL forçage | 100 % | ~−20 à −25 % | ~−60 à −70 % | Méthane traite tous les polluants par sa chimie propre |
| Verrou | Nature | Segments | Horizon |
|---|---|---|---|
| Dessication GNL avant injection (tamis moléculaires 3Å — CRITIQUE) | Sécurité | ①②③④⑤ | 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, documenté ① — à étendre ②③) | 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 | ④ (moyen-courrier) | Dialogue EASA 2026 · Qualif. 2028–2030 |
| Fatigue thermique échangeur intercooler CCA (ΔT > 800°C · Inconel/316L) | Technique · métallurgie | ④⑤ | 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 — décision de conception native (ROI < 18 mois estimé) | Conception | ①②③④⑤ | Décision Phase 0 · 2026 |
| Période | Actions communes | ① VTOL | ②③ Régionaux | ④ Moyen-courrier | ⑤ Long-courrier |
|---|---|---|---|---|---|
| 2026–2028 | Banc ÉREV Atkinson · AVC · Turbocompr. alt. · Dialogue EASA · Capteurs CH₄ | Démonstr. 1:2 non habité | 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 | Prototype habité CS-27 | 1ers vols ②③ | Démonstr. sol réservoirs aile | Démonstr. turbofan méthane |
| 2031–2038 | Certification ①②③ · Infra GNV/GNL aéroports · Montée bio-GNL Phase 2 | Entrée service ① | 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 nécessite ~995 t de CO₂ émises par 316 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) : liquéfaction consomme 15 kWh/kg soit 45 % de l'énergie du H₂ lui-même. 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 15 kWh/kg pour l'H₂ (45 % de son propre PCI) : ~25× 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 🔬 | 316 t | ~227 t (−28 %) | Calcul théorique par PCI supérieur + rendement estimé · Non validé sur moteur réel |
| Gain rendement propulsif 🔬 | Référence | +19 % estimé | Calcul thermodynamique Brayton GNL · Température combustion plus basse · À confirmer banc moteur |
| CO₂ par vol ✅ | ~995 t | 0–15 t (biogénique) | Bio-GNL = carbone biogénique · Bilan neutre à négatif si biochar co-produit ✅ 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 : ~388 L de kérosène → ~660 L de GNL pour la même énergie thermique (avant gain de rendement). Après correction rendement (+19 % estimé) : ~540 L de GNL pour remplacer 388 L de kérosène. Le volume réservoir augmente de ~40 %. 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 rendement +19 % · 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 46,5 % de SAF HEFA dans le kérosène — une quantité physiquement impossible à produire. 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
• Objectif EU 2035 : 6 % de SAF → réduction CO₂ de ~4 % seulement
• SAF 50 % : coût carburant Paris-NY passe de 280 000 € à 500 000–600 000 €
Source : IATA 2025 — Willie Walsh (DG IATA) : "hors d'atteinte"
• CO₂ : −37 % vs kérosène · équivaut à 46,5 % de SAF HEFA (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 : −15 % (méthane = PCI 16 % supérieur au kérosène)
Source : PDF Aviation Résilience V11 · 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 | −10 à −15 % (6 % SAF EU) | −50 à −70 % (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 % dès jour 1 | −50 à −90 % |
| Coût carburant 2035 | +30 à +100 % (20 % SAF) | −15 % à +5 % (20 % bio-GNL) | Non défini (H₂ vert coûteux) |
| Faisabilité 2030 | Très partielle (0,6 % production) | Oui — GNL fossile immédiat | Non — contraintes physiques permanentes |
| Verdict 2035 | Insuffisant | Solution optimale | Inadapté structurellement |
Continuer à financer le SAF comme trajectoire principale, c'est choisir de ne pas décarboner l'aviation. Les chiffres sont sans appel : à l'horizon 2035, le SAF réduira le CO₂ de ~4 % (objectif EU 6 % de SAF). Le GNL fossile le réduit de 37 % dès aujourd'hui — 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 continuer à financer des solutions incomplètes (SAF) et physiquement bloquées (H₂ liquide). La fenêtre de décision est 2026–2028.
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. 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 rendement +19 % 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 · Archives Tupolev Tu-156 GNL 1996–1999 · Tu-155 vols GNL méthane 1988–1991 · 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 V9 · Moyen-courrier V3 · Note Aviation V11 (juillet 2026)