L'aviation commerciale est devenue une pierre angulaire de notre économie et de notre société. Il nous permet de transporter rapidement des marchandises et des personnes à travers le monde, facilite plus d'un tiers de tous les échanges mondiaux en valeur et soutient 87,7 millions d'emplois dans le monde. Cependant, les machines volantes de 80 tonnes que nous voyons traverser nos cieux à des vitesses presque supersoniques transportent également de sérieux bagages environnementaux.

Le récent article de synthèse de mon équipe met en évidence certaines solutions prometteuses que l'industrie aéronautique pourrait mettre en place dès maintenant pour réduire les dommages causés par le vol à notre planète. Changer simplement les itinéraires que nous empruntons pourrait être la clé de réductions drastiques de l'impact climatique.

Les avions modernes brûlent du kérosène pour générer la propulsion vers l'avant nécessaire pour surmonter la traînée et produire de la portance. Le kérosène est un combustible fossile avec une excellente densité énergétique, fournissant beaucoup d'énergie par kilogramme brûlé. Mais lorsqu'il est brûlé, des produits chimiques nocifs sont libérés :principalement du dioxyde de carbone (CO₂), des oxydes d'azote (NOₓ), de la vapeur d'eau et des particules (minuscules particules de suie, de saleté et de liquides).

L'aviation est largement connue pour son empreinte carbone, l'industrie contribuant à hauteur de 2,5 % à la charge mondiale de CO₂. Alors que certains peuvent affirmer que cela n'est rien en comparaison avec d'autres secteurs, le carbone n'est responsable que d'un tiers de l'impact climatique total de l'aviation. Les émissions autres que le CO₂ (principalement le NOₓ et les traînées de glace produites par la vapeur d'eau des avions) représentent les deux tiers restants.

En tenant compte de toutes les émissions des avions, le vol est responsable d'environ 5 % du changement climatique induit par l'homme. Étant donné que 89 % de la population n'a jamais pris l'avion, que la demande de passagers double tous les 20 ans et que d'autres secteurs se décarbonent beaucoup plus rapidement, ce nombre devrait monter en flèche.

Il n'y a pas que le carbone

Les aéronefs passent la plupart de leur temps à voler à une altitude de croisière (33 000 à 42 000 pieds) où l'air est mince, pour minimiser la traînée.

À ces altitudes, le NOₓ des avions réagit avec les produits chimiques dans l'atmosphère pour produire de l'ozone et détruire le méthane, deux gaz à effet de serre très puissants. Cet ozone induit par l'aviation ne doit pas être confondu avec la couche d'ozone naturelle, qui se trouve beaucoup plus haut et protège la Terre des rayons UV nocifs. Malheureusement, les émissions de NOₓ des avions provoquent plus de réchauffement dû à la production d'ozone qu'elles ne refroidissent en raison de la réduction du méthane. Cela conduit à un effet de réchauffement net qui représente 16 % de l'impact climatique total de l'aviation.

De plus, lorsque les températures descendent en dessous de -40 ℃ et que l'air est humide, la vapeur d'eau des avions se condense sur les particules dans les gaz d'échappement et gèle. Cela forme un nuage de glace connu sous le nom de traînée. Les traînées de condensation peuvent être faites de glace, mais elles réchauffent le climat en emprisonnant la chaleur émise par la surface de la Terre. Bien qu'elles ne durent que quelques heures, les traînées de condensation sont responsables de 51 % du réchauffement climatique de l'industrie aéronautique. Cela signifie qu'ils réchauffent la planète plus que toutes les émissions de carbone des avions qui se sont accumulées depuis l'aube du vol motorisé.

Contrairement au carbone, les émissions autres que le CO₂ provoquent un réchauffement par interaction avec l'air ambiant. Leur impact sur le climat change en fonction des conditions atmosphériques au moment et au lieu du rejet.

Réduire l'impact climatique sans CO₂

Deux des options à court terme les plus prometteuses sont le routage et le vol en formation optimaux pour le climat.

L'acheminement climatiquement optimal implique le réacheminement des aéronefs pour éviter les régions de l'atmosphère qui sont particulièrement sensibles au climat, par exemple, là où l'air particulièrement humide provoque la formation de traînées de condensation durables et dommageables. Les recherches montrent que pour une petite augmentation de la distance de vol (généralement pas plus de 1 à 2 % du trajet), l'impact climatique net d'un vol peut être réduit d'environ 20 %.

Les exploitants aériens peuvent également réduire l'impact de leurs aéronefs en volant en formation, un aéronef volant à 1 à 2 km derrière l'autre. L'avion suiveur "surfe" sur le sillage de l'avion de tête, ce qui entraîne une réduction de 5% du CO₂ et d'autres émissions nocives.

Mais voler en formation peut également réduire le réchauffement sans CO₂. Lorsque les panaches d'échappement des avions se chevauchent, les émissions qu'ils contiennent s'accumulent. Lorsque le NOₓ atteint une certaine concentration, le taux de production d'ozone diminue et l'effet de réchauffement ralentit.

Et lorsque les traînées de condensation se forment, elles se développent en absorbant la vapeur d'eau environnante. En vol en formation, les traînées de condensation de l'avion se disputent la vapeur d'eau, ce qui les rend plus petites. En additionnant les trois réductions, le vol en formation pourrait réduire l'impact climatique jusqu'à 24 %.

Décarboniser l'aviation prendra du temps

L'industrie aéronautique s'est concentrée sur la lutte contre les émissions de carbone. Cependant, les plans actuels pour que l'industrie atteigne le zéro net d'ici 2050 reposent sur une augmentation ambitieuse de 3 000 à 4 000 fois de la production de carburant d'aviation durable (SAF), des programmes problématiques de compensation des émissions de carbone et l'introduction d'avions à hydrogène et électriques. Tout cela pourrait prendre plusieurs décennies pour faire une différence, il est donc crucial que l'industrie réduise son empreinte environnementale entre-temps.

Le routage et le vol en formation optimaux pour le climat sont deux exemples clés de la façon dont nous pourrions accélérer le changement, par rapport à une approche purement axée sur le carbone. Mais il n'y a actuellement aucune incitation politique ou financière à changer de cap. Il est temps que les gouvernements et l'industrie aéronautique commencent à écouter la science et prennent au sérieux les émissions sans CO₂ des avions. + Explorer plus loin

Les émissions de carbone nettes nulles pour les avions négligent l'impact climatique sans CO2

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article d'origine.