Si vous approchez une allumette d'une flaque de kérosène Jet-A1 au sol, la flaque refuse de s'enflammer. L'allumette s'éteint. Ce n'est pas intuitif pour un carburant qui propulse des avions de 300 tonnes, mais c'est précisément ce comportement qui a dicté le choix du kérosène pour l'aviation commerciale il y a plus de soixante ans.
Ce que le Jet-A1 est, chimiquement
Le Jet-A1 est un distillat pétrolier, extrait dans une plage de température de raffinage comprise entre 150 °C et 300 °C environ, entre l'essence (qui sort plus tôt) et le gasoil (qui sort plus tard). Sa composition est un mélange de centaines de molécules hydrocarbonées, parmi lesquelles des alcanes, des cycloalcanes et quelques aromatiques. Aucune formule unique ne le définit, ce qui surprend souvent.
Ce qui compte pour les ingénieurs, ce sont ses propriétés mesurables. La principale est le point d'éclair, c'est-à-dire la température minimale à laquelle le carburant émet assez de vapeurs pour s'enflammer au contact d'une flamme. Pour le Jet-A1, ce seuil est fixé à 38 °C minimum par la norme internationale ASTM D1655. L'essence automobile, elle, a un point d'éclair négatif, autour de -40 °C. En pratique, ses vapeurs s'enflamment spontanément dans n'importe quelle condition ambiante, ce qui la rend commode pour un moteur à explosion mais terrifiante dans un contexte aéronautique.
Un avion long-courrier emporte 150 à 200 tonnes de Jet-A1. C'est la marchandise la plus lourde à bord, souvent plus du tiers du poids au décollage.
Un incendie au sol lors d'un accident d'avion (talonnage, sortie de piste) est déjà assez dangereux avec du kérosène. Avec de l'essence, il serait systématiquement catastrophique. Ce calcul a été tranché très tôt.
Le problème du gel à -47 °C
Les avions de ligne croisent entre 10 000 et 12 000 mètres d'altitude (on a déjà expliqué pourquoi ils volent à cette hauteur précise), où les températures extérieures descendent couramment à -55 °C ou -60 °C. Le carburant dans les ailes, en contact thermique indirect avec cet air glacial, refroidit lui aussi.
Le Jet-A1 commence à se solidifier partiellement à partir de -47 °C, ce qui constitue son point de congélation maximal autorisé par la norme. En dessous, des cristaux de paraffine se forment et peuvent obstruer les filtres des moteurs en quelques minutes. Les avions disposent d'échangeurs de chaleur pour réchauffer le carburant avant injection, mais la marge est surveillée en permanence. Sur les routes polaires ou les longs trajets transpacifiques hivernaux, la gestion thermique des réservoirs est un paramètre de vol réel, pas une théorie.
Il existe une variante, le Jet-A, utilisée principalement aux États-Unis, dont le point de congélation maximal est de -40 °C seulement. Moins contraignant à produire, mais inadapté aux routes les plus froides. En Europe et sur la quasi-totalité du réseau mondial, le Jet-A1 est la norme.
Pourquoi les réservoirs sont dans les ailes
Ce détail est rarement évoqué, alors qu'il en dit long sur la conception des avions modernes. Les ailes d'un long-courrier (un Airbus A350 ou un Boeing 787) contiennent l'essentiel du carburant, pas le fuselage. La raison n'est pas uniquement volumique.
En vol, les ailes sont soumises à une flexion vers le haut sous l'effet de la portance. Cette flexion génère des contraintes mécaniques énormes à la jonction aile-fuselage. Le poids du carburant dans les ailes contrebalance partiellement cette flexion, soulageant la structure. Sur un A380 à pleine charge, les six réservoirs principaux dans les ailes et le caisson central contiennent jusqu'à 320 000 litres, répartis de façon à maintenir un centrage précis tout au long du vol.
(Un ingénieur structures qui me racontait cela l'avait formulé autrement : les ailes d'un avion lourd non ravitaillé volent mieux que celles d'un avion à sec, parce que la flexion non compensée accélère la fatigue des longerons. Je n'ai jamais trouvé cette formulation dans un manuel, mais elle reste juste dans son principe.)
La consommation : un chiffre qui relativise tout
Un Boeing 737-800, l'avion le plus courant sur les routes européennes, consomme en croisière environ 2 400 kg de kérosène par heure. Divisé par les 162 sièges d'une configuration standard, cela donne moins de 15 kg par siège et par heure, soit à peu près 17 litres. Sur un Paris-Barcelone d'une heure quarante, la consommation par passager est de l'ordre de 25 à 30 litres.
Ces chiffres sont à comparer avec les données des constructeurs, disponibles dans leurs rapports techniques publics, et non avec les estimations souvent approximatives qui circulent. Airbus publie des chiffres de consommation normalisés pour chaque type dans ses documents de performance.
Ce qui consomme le plus n'est pas la croisière, d'ailleurs. C'est la montée initiale, où le moteur pousse à forte puissance pendant vingt à trente minutes, et surtout... le roulage au sol. Un avion qui attend 45 minutes sur le tarmac avec ses deux réacteurs tournants peut brûler plusieurs centaines de kilos de carburant avant même d'avoir quitté l'aéroport. C'est une des raisons pour lesquelles certains aéroports encouragent le remorquage motorisé jusqu'au point d'arrêt, moteurs éteints. CDG l'expérimente depuis quelques années.
Ce que le carburant durable change à l'équation
Le SAF (Sustainable Aviation Fuel) est au kérosène ce qu'un E10 est à l'essence ordinaire, sauf que la comparaison s'arrête là. Un SAF certifié peut être produit à partir de graisses animales usagées, de résidus agricoles ou par synthèse électrique (Power-to-Liquid). Sa composition chimique est délibérément proche du Jet-A1 car il doit être utilisable sans modification des moteurs ni des systèmes d'avitaillement en place.
C'est là que réside à la fois son intérêt et sa limite. Les réacteurs actuels sont conçus autour du Jet-A1. Un carburant radicalement différent demanderait de recertifier chaque type de moteur, un processus qui se chiffre en années et en centaines de millions d'euros. Le SAF contourne ce problème en s'insérant dans le même système. Aujourd'hui, il est autorisé en mélange jusqu'à 50 % avec du Jet-A1 conventionnel. Les vols 100 % SAF existent en test, mais restent rares.
Le guide bagage en soute ne parle évidemment pas de kérosène, mais le poids des bagages et sa gestion par les compagnies s'explique en partie par le coût du carburant : chaque kilo embarqué coûte quelques centimes de litre sur la durée du vol. Ce n'est pas pour rien que les franchises bagages varient autant selon les compagnies, les low-cost ont optimisé leur masse opérationnelle bien avant les majors.
Et si vous voulez comprendre comment tout ce carburant arrive dans l'avion en moins de 45 minutes entre deux rotations, l'article sur les escales détaille la séquence du ravitaillement parmi les autres opérations au sol.
