Le saviez-vous ? Les avions polluent. En consommant 2 à 3% du pétrole mondial, le transport aérien est responsable d’environ 2% des 700 millions de tonnes de CO2 émises chaque année. Un chiffre qui n’a rien de négligeable et qui devrait doubler à l’horizon 2050.
« D’ici 30 ou 40 ans, le nombre de passagers circulant en avion devrait doubler, souligne Daniel Cariolle, chercheur CNRS au CERFACS (1) et responsable du projet ITAAC (Impact du Trafic Aérien sur l’Atmosphère et le Climat), qui a débuté il y a quelques mois (2). Donc, même en diminuant la quantité de CO² émise par passager grâce à plus d’efficacité énergétique, l’émission totale de dioxyde de carbone va continuer à augmenter ».
Or, ce gaz ne compte que pour moitié dans l’impact total du transport aérien sur notre environnement. D’autres polluants influent sur la dynamique et la chimie de l’atmosphère. Daniel Cariolle et son équipe du projet ITAAC conçoivent des modèles mathématiques de ces effets.
Un polluant méconnu
Dans leur collimateur : l’oxyde d’azote (NOx). Expulsé par les réacteurs, il contribue au réchauffement climatique en augmentant la production d’ozone, un gaz à effet de serre. Au décollage, un avion dégage environ 14 kg de NOx, soit l’équivalent de ce qu’émettent 25.000 voitures parcourant 25 km. Sous la menace d’une taxe écologique, les motoristes se sont engagés depuis 2008 à réduire les émissions d’oxyde d’azote grâce à de nouvelles chambres à réaction.
Il faut dire que dans le milieu des constructeurs et de l’aviation civile, on a longtemps évité de se pencher sur les effets du transport aérien sur le climat. Ainsi, à quelques mètres du CERFACS se dressent les vastes hangars de la Direction Générale de l’Aviation Civile. Mais si proche soit-elle, « le dialogue n’a pas toujours été facile avec la DGAC, la question de l’impact du transport aérien sur l’environnement ne faisait pas partie de la culture de leurs ingénieurs », reconnaît, amusé, Daniel Cariolle.
Des traînées qui accroissent l’effet de serre
Autre impact préoccupant : celui des traînées de condensation. Entre 8 et 12 km d’altitude, au-delà d’un taux de 130% d’humidité, des traînées persistantes se forment deux à trois minutes après le passage d’un avion. « Elles peuvent avoir un impact sur le forçage radiatif, autrement dit la quantité d’énergie solaire emmagasinée », explique Daniel Cariolle.
En effet, les traînées persistantes finissent par dégénérer en nuages, des cirrus, qui captent le rayonnement solaire, accroissant encore l’effet de serre. « Cela arrive souvent, environ 10% du temps sur le seul couloir atlantique, qu’empruntent les avions pour relier l’Europe aux Etats-Unis », précise le chercheur.
Aujourd’hui, l’énergie reçue à la surface terrestre du fait des traînées est de 1 à 2 watt par m². Cela peut sembler peu, « mais il faut se souvenir que les petites causes s’ajoutent et finissent par faire des valeurs importantes ! » rappelle Daniel Cariolle. La solution : « dérouter les avions des zones de sursaturation, afin de réduire le temps qu’ils y passent au moins de moitié ».
Premières mesures in situ en 2011
Il reste un grand nombre d’incertitudes sur l’impact du transport aérien, que l’équipe d’ITAAC tentera de lever au cours des quatre prochaines années du projet. « Il faut garder à l’esprit la grande variabilité de l’atmosphère », souligne Daniel Cariolle, « et nous devrons comprendre quels sont les paramètres déterminants qui font qu’une traînée se transforme en nuage ». Autre variable, « le réacteur lui-même, qui, monté sur deux avions différents, générera deux traînées complètement différentes ! ».
Pour en savoir plus, et tester la validité des modèles mathématiques, l’équipe d’ITAAC envisage donc au printemps prochain « une première en France » : placer, dans le sillage des avions de ligne… un autre avion, bardé d’instruments, afin de mieux connaître la composition et la durée de vie des traînées de condensation.
Simon Castéran, pour KwantiK !
(1) Centre Européen de Recherche et Formation Avancés en Calcul Scientifique, sur le site de Météo-France à Toulouse.
(2) Le projet ITAAC est soutenu par le Réseau thématique de recherche avancée en Sciences et technologies pour l’aéronautique et l’espace (RTRA/STAE)