Marché des VTOLs : 4 défis à relever pour faire de la mobilité verte un différenciateur clé

Les VTOLs (Vertical Take-Off and Landing) représentent un marché prometteur en termes de mobilité urbaine. Si la pandémie de COVID-19 a fortement impacté les compagnies aériennes, les acteurs des VTOLs semblent épargnés par la crise sanitaire. En effet, depuis le début de la pandémie, de nombreux acteurs ont malgré tout continué à faire des annonces majeures concernant le développement de leurs VTOLs. Il est d’ailleurs attendu que le développement  du marché des VTOLs / UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) se poursuive, avec une croissance estimée à 8.6% en 2021.

Les avancées technologiques rapides, les faibles coûts de maintenance des VTOLs et l’évolution récente des normes de sécurité sont autant de moteurs de croissance pour ce marché. Cependant, il subsiste certains freins, comme le manque d’infrastructures adaptées aux VTOLs ou encore l’acceptabilité sociale, éléments indispensables si l’on veut toucher son marché. Ces dernières années, l’industrie de l’aviation a été mise à mal par le « plane bashing », boycott des avions pour dénoncer leur impact environnemental élevé. Pour éviter un phénomène de « VTOL bashing », il semble donc primordial de s’intéresser à la minimisation de l’impact environnemental de ces nouveaux aéronefs. Dans cet article, Alcimed se demande si la mobilité verte peut permettre aux acteurs de se différencier sur ce marché global et met en lumière 4 défis environnementaux majeurs que les acteurs des VTOLs devraient relever pour passer de l’océan rouge à l’océan vert*.

Premier défi : mieux définir les cas d’usage des VTOLs

Le VTOL pourrait constituer une alternative plus écologique à la voiture pour des longues distances.

Une étude de l’Université du Michigan et de Ford démontre que, pour un trajet de 100 km, les émissions rejetées par un VTOL (comprenant 3 passagers et un pilote) sont 52% inférieures à celles d’une voiture à essence (avec 1,54 personnes à bord) et 6% inférieur à celle d’une voiture électrique.

En revanche, pour des trajets courts (< 35 km), ce e-VTOL pollue plus qu’un véhicule à essence. Cette considération est importante quand on sait que les trajets supérieurs à 35 kms représentent seulement 15% de tous les trajets.

Il y a donc un véritable travail à mener dans la définition des cas d’usages des futurs VTOL en considérant leur impact environnemental. Idéalement, le VTOL devrait être utilisé comme un transport collectif plus que comme un moyen de locomotion individuel tel que la voiture et si possible, être soumis à des restrictions de distances minimum parcourues. Concernant l’expérience passager, il faudra également travailler à un interfaçage cohérent entre le VTOL et les autres moyens de transport utilisés sur le trajet dans son ensemble (gestion du First/Last Mile).


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Deuxième défi : diminuer l’empreinte environnementale des VTOLs sur l’ensemble du cycle de vie de l’équipement

Les émissions produites par l’usage d’un VTOL ne doivent pas constituer le seul point de vigilance. Le VTOL a également un impact environnemental direct tout au long de son cycle de vie. Les matières premières utilisées, la fabrication, la maintenance et le recyclage sont autant d’étapes potentiellement polluantes à surveiller.

Ainsi, pour une meilleure optimisation de l’appareil, certains acteurs ont fait le choix de se tourner vers l’usage de matériaux très légers, tels que la fibre de carbone, qui demeure néanmoins un véritable challenge d’un point de vue environnemental. En effet, si leur utilisation permet de réduire la consommation en vol du VTOL, ces matériaux sont aujourd’hui difficilement recyclables. Par exemple, pour la fibre de carbone, les procédés classiques de recyclage sont relativement polluants ou gourmands en énergie. De nombreux acteurs, comme Alpha Recyclage, développent de nouveaux procédés prometteurs, tels que la vapo-thermolyse. Cependant, ces techniques restent relativement nouvelles et doivent encore faire leurs preuves.

Parallèlement, si d’autres acteurs se sont tournés vers une propulsion électrique (à l’aide de batteries similaires à celles des voitures), il demeure qu’il peuvent également définir une stratégie d’économie circulaire autour du recyclage pour réduire leur impact environnemental et se différencier.

Il est probable que de plus en plus d’acteurs prennent ce virage du recyclage des batteries. C’est le cas de Renault qui vient d’annoncer un partenariat avec Veolia et Solvay pour créer une usine pilote en France pour recycler en boucle fermée les métaux contenus dans les batteries électriques.

Par ailleurs, le VTOL a aussi des impacts indirects sur l’environnement. Par exemple, son utilisation nécessite la construction d’infrastructures telles que des plateformes aéroportuaires, ayant elles-mêmes un impact environnemental.

Troisième défi : utiliser des énergies renouvelables pour le rechargement des e-VTOLs

La propulsion électrique des e-VTOLS ne dégage pas directement de carbone. Cependant, l’origine de l’électricité qui les alimente mérite une attention particulière. En Europe en 2019, le coût environnemental de production d’un kWh d’électricité était d’en moyenne 275g de CO2/kWh. Le moyen de production de l’électricité joue énormément sur ce chiffre. Un e-VTOL volant grâce à une électricité provenant de l’énergie solaire aura beaucoup moins d’impact environnemental que la moyenne européenne (environ 55g de CO2/kWh).

Cependant, il semble difficile de choisir la source de son électricité, à moins d’en produire localement. La solution pourrait-elle être d’installer des panneaux solaires sur les plateformes de décollage/atterrissage, où sont rechargées les batteries des e-VTOLs ? C’est le pari qu’a pris la société Avy, qui a équipé les ailes de son drone solaire zéro émission de cellules photovoltaïques. Le solaire comme futur des énergies renouvelables pour les VTOLs?

Quatrième défi : réduire la pollution sonore et visuelle des VTOLs

Au-delà de tous ces enjeux environnementaux à bien saisir, les pollutions sonores et visuelles engendrées par les VTOLs représentent également des défis de demain. L’acceptabilité sociale des VTOLs en est dépendant, et aujourd’hui relativement peu de solutions émergent. On peut tout de même citer Lilium qui avec son e-VTOL à sustentation et propulsion électrique cherche à réduire la nuisance sonore au décollage et à l’atterrissage.

Les enjeux environnementaux liés aux VTOLs sont nombreux ! Pour faire des VTOLs une solution de mobilité durable, 4 défis clés sur lesquels se pencher ont donc été identifiés :

  • Mieux définir les cas d’usage pour les VTOLs, en privilégiant par exemple leur utilisation sur des longs trajets.
  • Diminuer l’empreinte environnementale des VTOLs sur l’ensemble du cycle de vie de l’équipement, en améliorant les impacts directs et indirects des VTOLs sur l’environnement.
  • Utiliser des énergies renouvelables pour le rechargement des e-VTOLs, en prenant notamment en compte la proximité de la source.
  • Réduire la pollution sonore et visuelle des VTOLs, en concevant des technologies et des régulations de trafic adaptées.

Certains acteurs se saisissent déjà de ces sujets en les prenant en compte dans leurs choix de conception. En anticipant leurs impacts environnementaux très en amont, et en travaillant à les minimiser, ces acteurs anticipent les contraintes d’acceptabilité sociale qui pourraient se présenter, mettant ainsi toutes les chances de leur côté pour rencontrer leur marché. Et vous ? Ensemble, explorons vos terres inconnues sur ce marché innovant, tout en identifiant des opportunités vertes pour vous, et pour notre planète !

*S’inspirant de l’approche stratégique défendue par W. Chan Kim et Renée Mauborgne dès 2004 avec les notions d’océans rouges et bleus, on entend par « océan vert » la nécessité d’intégrer à votre océan bleu les enjeux environnementaux (par exemple : RSE, d’économie circulaire, d’éco-conception). L’océan vert représenterait donc une différenciation passant par le développement durable et le fait de relever ces challenges.


A propos des auteurs,
Astrid, Business Development Manager, Steffen, Consultant Senior et Maxence, Consultant dans l’équipe Aéronautique -Spatial-Défense d’Alcimed en France

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