Air New Zealand conduit depuis novembre 2023 des vols cargo expérimentaux avec l’ALIA CX300 de BETA Technologies et a lancé des partenariats pour tester des solutions à base d’hydrogène visant à remplacer les liaisons régionales de moins de 350 km.

Chronologie des essais et partenariats pour la décarbonation aérienne

Les premiers vols d’essai supervisés par Air New Zealand ont débuté en novembre 2023 avec l’avion entièrement électrique ALIA CX300, conçu par BETA Technologies. Ces vols expérimentaux sont de nature cargo, s’efforçant de valider les opérations dans un environnement contrôlé avant toute considération pour le transport de passagers.

Selon la fiche technique officielle de BETA Technologies, l’ALIA CX300 présente une masse maximale au décollage (MTOW) d’environ 3 175 kg, une autonomie annoncée de 460 km et une capacité de charge utile de près de 635 kg. Sa batterie lithium-ion a une capacité de 630 kWh.

Parallèlement, Air New Zealand a formalisé des partenariats pour explorer la propulsion à l’hydrogène. Un consortium incluant des fournisseurs d’énergie et des spécialistes de la logistique gazeuse travaille sur la définition des démonstrations techniques.

Contexte national et justification opérationnelle des vols courts

La transition vers ces nouvelles énergies s’appuie sur deux atouts structurels de la Nouvelle-Zélande. Premièrement, près de 85 % de l’électricité du pays est d’origine renouvelable (hydroélectrique, géothermique, éolienne). Cette part élevée est un levier décisif pour réduire l’empreinte carbone « du puits à l’hélice » des avions électriques et renforcer la décarbonation aérienne.

Deuxièmement, la géographie du pays et son réseau aérien régional sont propices à ce type d’appareils. Nikhil Ravishankar, PDG d’Air New Zealand, a déclaré : « 60 % des vols régionaux du pays font moins de 350 kilomètres ». Ces distances correspondent précisément aux autonomies actuelles des avions électriques et à hydrogène en développement.

Comparatif technique et défis des nouvelles énergies pour l’aviation

Le choix entre batterie et hydrogène est un arbitrage entre densité énergétique et complexité. L’hydrogène offre une densité énergétique massique d’environ 120 MJ/kg (33,3 kWh/kg), soit près de trois fois celle du kérosène aviation (43 MJ/kg). En revanche, les meilleures batteries lithium-ion actuelles plafonnent autour de 260 Wh/kg (0,26 kWh/kg).

L’obstacle majeur de l’hydrogène est son stockage volumique. Pour atteindre une autonomie utile, il doit être soit fortement comprimé à 700 bars, soit liquéfié à -253°C, nécessitant des réservoirs cryogéniques lourds et encombrants. Les architectures de propulsion à l’hydrogène étudiées vont de la pile à combustible alimentant un moteur électrique à la combustion directe dans une turbine modifiée.

Performances environnementales estimées des avions à propulsion alternative

Les réductions d’émissions dépendent étroitement de la source de l’énergie primaire. Pour l’avion électrique ALIA CX300, en utilisant le mix néo-zélandais (85% renouvelable), les émissions « well-to-wing » sont estimées à environ 15 g CO2e/passager-km pour un vol régional type. Cela représenterait une réduction de plus de 80% par rapport aux émissions d’un turbopropulseur régional comme l’ATR 72 (environ 90 g CO2e/pax-km).

Pour l’hydrogène « vert » produit par électrolyse avec de l’électricité renouvelable, la réduction pourrait être de l’ordre de 90%. Cependant, si l’électricité utilisée pour l’électrolyse est carbonée, le bilan global s’effondre, remettant en cause les bénéfices de la décarbonation aérienne.

Infrastructures énergétiques et besoins logistiques pour les aéronefs nouveaux

Déployer ces technologies exige d’adapter les infrastructures aéroportuaires. Recharger la batterie de 630 kWh de l’ALIA CX300 en une heure nécessiterait une puissance de charge d’au moins 700 kW, soit l’équivalent de plusieurs bornes de recharge rapide pour véhicules électriques.

Pour l’hydrogène, un vol régional de 350 km pourrait nécessiter environ 100 kg d’H2. Produire cette quantité quotidiennement pour une flotte modeste nécessiterait un électrolyseur d’une capacité de plusieurs mégawatts et un investissement initial substantiel en stations de ravitaillement, un défi logistique de taille.

Coûts, financement et calendrier réglementaire pour l’introduction commerciale

Le coût d’acquisition d’un ALIA CX300 n’est pas public, mais il est estimé être significativement plus élevé que celui d’un turbopropulseur conventionnel comparable. Le coût opérationnel sera largement dicté par le prix de l’énergie. Actuellement, le coût de l’hydrogène vert en Nouvelle-Zélande est estimé entre 6 et 9 NZD/kg, un niveau qui doit baisser pour être compétitif avec le kérosène.

Sur le plan réglementaire, l’ALIA CX300 poursuit son processus de certification auprès des autorités, incluant la NZCAA. Les vols passagers commerciaux ne sont pas envisagés avant que la certification de type ne soit obtenue et que des protocoles stricts de sécurité, notamment pour la gestion des batteries et de l’hydrogène, ne soient établis et validés.

Perspectives et prochaines étapes vers une aviation régionale décarbonée

La feuille de route d’Air New Zealand s’articule en plusieurs phases : validation technique par des vols cargo (2023-2025), démonstrations à l’hydrogène (à partir de 2025), et éventuellement l’introduction de vols passagers sur des segments très courts dans la seconde moitié de la décennie.

Les indicateurs clés à surveiller seront l’évolution de la densité énergétique des batteries, la baisse du coût de l’hydrogène vert, les décisions de certification des autorités aéronautiques, et les résultats concrets des campagnes d’essai en cours. La réussite de cette transition technique dépendra de la convergence de ces facteurs technologiques, économiques et réglementaires.