Les aéronefs utilisant de l’essence d’aviation au plomb (avgas) sont utilisés à de nombreuses fins critiques, y compris les voyages d’affaires et personnels, les vols d’instruction, les levés aériens, l’agriculture, la lutte contre les incendies, l’application de la loi, les urgences médicales et le fret express.

Qu’est-ce qu’avgas ?
L’Avgas est un carburant spécialisé utilisé pour alimenter les avions à moteur à pistons. L’essence d’aviation est un mélange complexe d’hydrocarbures dont les propriétés physiques et chimiques varient considérablement. Les propriétés de l’avgas doivent être correctement équilibrées pour offrir des performances de moteur fiables et sûres dans une large gamme de conditions d’exploitation des avions. Les fabricants certifient généralement que leurs moteurs et leurs avions fonctionnent avec des carburants conformes aux normes de l’American Society of Testing Materials (ASTM) ou à d’autres normes consensuelles telles que les normes de défense du Royaume-Uni ou les normes militaires américaines, qui régissent les propriétés chimiques, physiques et de performance de l’avgas.

Les différentes qualités d’avgas sont identifiées à l’aide de l’indice d’octane moteur (MON) combiné aux désignations alpha suivantes pour indiquer la teneur en plomb: faible teneur en plomb (LL); très faible teneur en plomb (VLL); ou sans plomb (UL).

Bien qu’il existe différentes normes ASTM pour l’avgas, presque tous les avgas sur le marché américain sont aujourd’hui à faible teneur en plomb, 100 MON avgas (100LL). Ce grade d’avgas répond aux exigences de tous les moteurs à pistons utilisant de l’avgas, quel que soit leur niveau de performance. Les avions à réaction et les avions à hélices à turbine n’utilisent pas d’avgas, mais utilisent plutôt des carburants très similaires au kérosène, qui ne contient pas d’additif au plomb.

Pourquoi l’octane est-il si important ?
L’octane est une mesure de la performance d’un carburant lorsqu’il brûle dans une chambre de combustion du moteur. C’est une mesure de la capacité d’une essence à résister à la détonation, ou « frapper”. L’indice d’octane est important pour le fonctionnement en toute sécurité d’un moteur d’avion ou d’automobile. Les moteurs à forte compression et à forte cylindrée, tels que ceux que l’on trouve dans de nombreux avions à moteur à piston haute performance, nécessitent des carburants à indice d’octane élevé afin que la détonation, qui est l’allumage incontrôlé du carburant dans la chambre de combustion, n’endommage pas les pistons et autres composants du moteur et n’entraîne pas de panne moteur. Les moteurs haute performance permettent à un avion de fonctionner à des vitesses accrues et avec plus de charge utile, mais ces moteurs nécessitent un avgas d’octane plus élevé. L’utilisation de moteurs à pistons d’aéronefs ou d’automobiles avec des carburants dont l’indice d’octane est inférieur à ce dont ils ont besoin peut entraîner des dommages dus au cliquetis, mais il est généralement sécuritaire d’utiliser des moteurs à pistons avec des carburants dont l’indice d’octane est supérieur à leur exigence minimale. En d’autres termes, il est sûr d’augmenter l’indice d’octane, mais pas de baisser.

Qu’est-ce que le plomb tétraéthyle (TEL)?
Le TEL est un composé organique qui contient du plomb et, en petites quantités, est très efficace pour stimuler l’octane. L’interdiction du TEL dans le gaz automobile a été mise en place progressivement sur un certain nombre d’années et a été en grande partie achevée en 1986 et a entraîné une réduction significative des émissions de plomb dans l’environnement. TEL was n’a pas encore été interdit pour une utilisation dans avgas, car aucune alternative sûre sur le plan opérationnel n’est actuellement disponible.

Le TEL est-il toxique ?
Toutes les formes de plomb sont toxiques si elles sont inhalées ou ingérées. Le plomb peut affecter la santé humaine de plusieurs façons, y compris des effets sur le système nerveux, les globules rouges et les systèmes cardiovasculaire et immunitaire. Les nourrissons et les jeunes enfants sont particulièrement sensibles à des niveaux même faibles de plomb, ce qui peut contribuer à des problèmes de comportement et d’apprentissage et un QI inférieur chez les enfants a une sensibilité accrue en raison du développement de leur système nerveux.

Comment les émissions des aéronefs sont-elles réglementées ?
En vertu de la Loi sur la qualité de l’Air (CAA), l’Agence de protection de l’Environnement (EPA) a le pouvoir (en consultation avec la FAA) de réglementer les émissions des aéronefs. La CAA précise que, lorsqu’elles établissent des normes, les agences doivent tenir compte du temps nécessaire pour mettre au point la technologie requise, tenir compte des coûts et ne pas nuire à la sécurité ou au bruit des aéronefs. À l’heure actuelle, aucune réglementation ne s’applique aux émissions des aéronefs utilisant du carburant au plomb. Cependant, la FAA applique les normes d’émission existantes pour les avions à réaction commerciaux et les moteurs par le biais du processus de certification des moteurs. Les fabricants de moteurs à réaction commerciaux ont répondu aux exigences de réduction des émissions par des changements technologiques en améliorant la conception et l’efficacité des moteurs à réaction. Si l’EPA constate que les émissions des aéronefs mettent en danger la santé ou le bien-être public, elle peut établir des limites sur les émissions des aéronefs, puis la FAA a le pouvoir de réglementer les émissions des aéronefs en élaborant des normes pour la composition ou les propriétés chimiques ou physiques d’un carburant d’aéronef ou d’un additif de carburant.

Pourquoi continuer à utiliser du carburant au plomb?
Tout d’abord, l’utilisation de carburants au plomb est un problème de sécurité opérationnelle, car sans l’additif TEL, les niveaux d’octane seraient trop bas pour certains moteurs, et l’utilisation d’un carburant à indice d’octane inférieur à celui requis pourrait entraîner une panne moteur. En conséquence, l’additif TEL n’a pas été banni d’avgas. Les avionneurs, l’industrie pétrolière et la FAA travaillent depuis plus d’une décennie à trouver des carburants alternatifs qui répondent aux exigences d’octane de la flotte d’avions à moteur à piston sans l’additif TEL. Cependant, il n’a pas encore été trouvé de remplacement approprié et sûr sur le plan opérationnel du carburant au plomb pour répondre aux besoins de l’ensemble de la flotte d’avions à moteur à pistons.

Que fait la FAA pour éliminer les carburants d’aviation au plomb?
Quatre initiatives ont été mises en place pour développer une essence d’aviation de remplacement sans plomb sûre:

Tout d’abord et surtout, la FAA a parrainé un Comité de réglementation de l’aviation (ARC) réunissant l’EPA et les parties prenantes de l’industrie, qui a élaboré le processus, l’estimation des coûts et le calendrier pour remplacer les carburants d’aviation au plomb existants par des solutions sans plomb. Le rapport final et les recommandations, connus sous le nom de Rapport final du Comité de transition des gaz sans plomb (UAT), ont été publiés le 17 février 2012. Le rapport est accessible au public sur notre site Web. Le présent rapport contient cinq recommandations clés (et quatorze recommandations supplémentaires) pour faciliter la mise au point et le déploiement d’une essence d’aviation sans plomb de remplacement. Le plan prévoit un financement de la recherche et du développement du gouvernement (R&D) et un financement en nature de l’industrie pour identifier d’ici 2018 un carburant sans plomb qui pourrait être utilisé par les avions fonctionnant actuellement avec de l’essence sans plomb.

Deuxièmement, la FAA a établi une mesure de performance de l’Agence qui stipule: « Un carburant de remplacement pour l’essence d’aviation au plomb est disponible d’ici 2018 et utilisable par la plupart des aéronefs de l’aviation générale. »Malheureusement, les différences entre les carburants de la Piston Aviation Fuels Initiative (PAFI) et ceux de la 100LL posaient des problèmes et ont été évaluées pour les impacts et les atténuations. Pendant l’évaluation de ces problèmes, les essais en vol du PAFI et certains essais moteurs avaient été interrompus. Ces évaluations continuent de prendre du temps et, en fin de compte, affectent le calendrier du programme d’essais. Selon les activités prévues et les échéanciers actuels, la date d’achèvement des tests pour le programme PAFI sera en 2021 (auparavant décembre 2018).

Initialement pour aider à atteindre cet objectif, la FAA a demandé le 10 juin 2014 aux producteurs mondiaux de carburant de soumettre des propositions d’options de carburant qui aideraient l’industrie de l’aviation générale à faire la transition vers un carburant sans plomb. La FAA a évalué la viabilité des carburants candidats en fonction de leur impact sur le parc existant, de leur infrastructure de production et de distribution, de leur impact sur l’environnement et la toxicologie, et de considérations économiques. La FAA a reçu 17 soumissions de 6 offrants de carburant. Ils ont été examinés par le Comité d’évaluation technique, TEC, et 4 carburants ont été sélectionnés dans la phase 1 du programme PAFI. Le programme d’essais de la phase 1 comprenait des essais de laboratoire et de moteur qui ont débuté en mars 2015. La FAA a de nouveau convoqué le TEC et 2 des offreurs de carburant ont été sélectionnés pour passer à la phase 2, Swift et Shell. Les essais des moteurs et des avions de la phase 2 ont révélé des problèmes et les essais ont été interrompus en 2018. Swift a annoncé une suspension inn leurs activités de travail PAFI pour poursuivre un autre carburant en dehors du programme. Shell continue de travailler activement à la formulation de son carburant dans le cadre de ses spécifications pour atténuer les problèmes identifiés.

Pendant ce temps, la FAA cherchait à obtenir une nouvelle autorisation de l’administrateur de la FAA pour autoriser l’utilisation du carburant sans plomb dans les moteurs et les aéronefs. Cette autorisation a été accordée en octobre 2018 en vertu de l’article 565 HR 302.

Il y a environ 167 000 avions aux États-Unis et un total de 230 000 dans le monde qui dépendent de 100 avgas à faible teneur en plomb pour une exploitation sûre. C’est le seul carburant de transport restant aux États-Unis qui contient l’ajout de TEL.

Troisièmement, l’article 910 de la Loi sur la modernisation et la réforme de la FAA de 2012 a établi un programme d’essence d’aviation sans plomb R&D avec des exigences livrables pour un plan et un rapport R&D. La FAA a publié le Plan d’action de Transition des gaz sans plomb (UAT) qui intégrera ces trois activités.

La quatrième initiative implique des entreprises du secteur privé qui ont demandé des certificats de type supplémentaires pour des modèles spécifiques de moteurs à pistons et d’aéronefs afin d’utiliser de nouvelles formulations d’essence d’aviation sans plomb. La FAA travaille activement à soutenir toutes ces initiatives.

Que fait la FAA à court terme pour réduire les émissions de plomb?
Malgré le retard de la fin des essais, la mission PAFI perdure et la FAA et les partenaires de l’industrie continuent leur engagement à évaluer et à identifier avec succès des carburants sans plomb candidats pouvant être autorisés pour une utilisation par la grande majorité du parc de moteurs à pistons GA. L’objectif de la FAA pour un AVGAS sans plomb est la solution à long terme qui permettra, à terme, d’éliminer les émissions de plomb des avions utilisant du carburant au plomb. La FAA et l’industrie continuent de rechercher toutes les solutions alternatives d’avgas sans plomb, à la fois dans le programme PAFI R &D et en dehors du programme.. La FAA travaille avec d’autres développeurs de carburant sans plomb à indice d’octane élevé sur une base de non-interférence avec le programme PAFI en cours. La FAA a invité les producteurs de carburants qui développent actuellement des carburants sans plomb à indice d’octane élevé à transmettre leurs données à la FAA pour évaluation, et un processus de sélection est en cours. Ceux qui réussiront le processus de sélection participeront à un programme de tests d’Accord de recherche et de développement coopératif (CRADA) pour effectuer un sous-ensemble des tests PAFI. Les essais devraient inclure la détonation et certains tests de performance au centre technique William J. Hughes de la FAA, afin de donner à la FAA une visibilité sur toutes les activités de développement de formulation de carburant sans plomb dans l’industrie.