Modifier les trajectoires de vol pourrait réduire de moitié l’impact climatique de l’aviation

De légers ajustements des trajectoires de vol pour éviter les conditions atmosphériques qui créent les traînées de condensation – appelées contrails – pourraient réduire de près de moitié l’impact de l’aviation sur le réchauffement climatique, suggère une nouvelle étude.

L’étude, menée par des chercheurs de l’Université de Cambridge, suggère que modifier l’altitude de croisière de quelques milliers de pieds, vers le haut ou le bas, pourrait empêcher la formation des contrails. Réduire ou éviter la formation des contrails de cette manière serait aussi plus rapide et moins coûteux que d’autres mesures d’atténuation climatique pour l’industrie aéronautique, car cette pratique peut être adoptée avec les avions et le carburant existants.

Cependant, les chercheurs affirment que le temps est compté, et que plus les compagnies aériennes adopteront des politiques d’évitement des contrails tôt, plus l’impact climatique positif sera important. Leurs résultats sont publiés dans la revue Nature Communications.

Les contrails sont les fines traînées blanches observées derrière les avions volant à haute altitude, et se forment lorsque les gaz d’échappement chauds se mélangent à l’air froid et humide en altitude de croisière. Dans les bonnes conditions, la vapeur d’eau gèle en cristaux de glace, formant des nuages qui peuvent persister pendant des heures.

Les contrails piègent également la chaleur dans l’atmosphère. L’aviation contribue à environ 2–3 % des émissions mondiales de dioxyde de carbone, mais son impact climatique total est plus important en raison des effets non-CO₂ tels que les contrails. L’intérêt pour l’évitement des contrails a rapidement augmenté ces dernières années alors que les gouvernements et les compagnies aériennes cherchent des moyens de réduire l’impact climatique de l’aviation pendant que le secteur transitionne vers des carburants moins carbonés.

« L’évitement des contrails peut souvent être aussi simple que de changer les trajectoires de vol », explique l’autrice principale, le Dr Jessie Smith, du Département d’ingénierie de Cambridge. « C’est souvent encore plus simple que cela – il suffit de monter ou descendre légèrement en altitude pour éviter les zones de l’atmosphère où les contrails se forment. »

Smith et ses collègues ont modélisé comment les ajustements d’altitude pour éviter les contrails pourraient affecter l’empreinte climatique globale de l’aviation. Ils ont constaté qu’un tel programme, déployé progressivement entre 2035 et 2045, pourrait récupérer environ 9 % du budget de température qu’il reste au monde avant de franchir la limite des 2°C de l’Accord de Paris.

Cependant, ils ont également constaté que si aucune mesure n’est prise, d’ici 2050, les contrails de l’aviation auront ajouté environ 0,054°C de réchauffement — 36 % de plus que le réchauffement attribuable au CO₂ de l’aviation sur la même période.

« Ce qui m’a surprise, c’est la rapidité avec laquelle les économies de température pourraient être réalisées », souligne Smith. « En une décennie, on peut retirer une part très importante de l’impact de réchauffement de l’aviation très rapidement. C’est inhabituel en climatologie, où la plupart des changements prennent très longtemps. »

Les chercheurs ont également constaté que bien que le réacheminement des avions puisse légèrement augmenter la consommation de carburant, la réduction du réchauffement due à moins de contrails compenserait plus que les émissions supplémentaires de dioxyde de carbone.

La mise en œuvre de l’évitement des contrails nécessiterait que les compagnies aériennes et les contrôleurs aériens ajustent les routes dynamiquement en fonction des conditions atmosphériques. Certains experts de l’aviation ont exprimé des inquiétudes quant au fait que de tels changements pourraient augmenter la charge de travail des systèmes de gestion du trafic aérien, mais les chercheurs affirment que les ajustements nécessaires pourraient être relativement modestes.

Les vols modifient déjà leurs routes ou leur altitude pour éviter les turbulences ou le mauvais temps, ce qui signifie que des systèmes similaires pourraient potentiellement être utilisés pour éviter les régions de formation des contrails.

« C’est un changement opérationnel, pas technologique », explique Smith. « Vous n’avez pas besoin de modifier les avions. Vous devez simplement déterminer comment cela fonctionnera, et le système est déjà conçu pour cela — les pilotes effectuent ces manœuvres tout le temps. C’est pourquoi nous avons plus d’espoir pour cette solution que pour d’autres interventions comme les carburants d’aviation durables, qui font face à d’énormes obstacles d’infrastructure et de chaîne d’approvisionnement. »

En utilisant un modèle climatique qui suit les réponses de température sur 10 000 scénarios simulés, les chercheurs ont constaté que commencer l’évitement des contrails en 2035 plutôt qu’en 2045 produit une réduction de température en 2050 équivalente à une amélioration d’environ 78 % de l’efficacité. « En d’autres termes, attendre une décennie a à peu près le même effet que de rendre le programme presque cinq fois moins efficace », affirme Smith.

Bien que des travaux supplémentaires soient nécessaires pour améliorer les prévisions des conditions atmosphériques qui causent les contrails et pour mieux comprendre leurs effets climatiques, les chercheurs affirment qu’un évitement imparfait — même à 25 % d’efficacité — procure tout de même un bénéfice climatique significatif, et que commencer tôt est plus important que d’attendre que la technologie soit parfaite.

Le déploiement à grande échelle de l’évitement des contrails nécessitera cependant la coordination des pilotes, des contrôleurs aériens, des météorologues et des décideurs politiques. « La première étape est de démontrer que cela fonctionne à grande échelle par des tests », souligne Smith. « Une fois que c’est fait, la politique peut suivre. Mais la modélisation montre clairement qu’il ne faut pas attendre des conditions parfaites pour commencer. »

Smith a déclaré que les résultats montrent que cette approche pourrait jouer un rôle majeur dans la stratégie climatique de l’aviation. « Nous ne disons pas que cela résout tout », a-t-elle dit. « Mais cela pourrait faire une très grande différence. »

Article : The climate opportunities and risks of contrail avoidance – Journal : Nature Communications – DOI : Lien vers l’étude

Source : Cambridge U.