Le CO2 serait-il l’arbre qui cache la forêt ? Le pouvoir réchauffant du dioxyde de carbone émis par l’aviation depuis ses débuts en 1940 s’élèverait, pour l’année 2018, à 34 mW/m², soit seulement un tiers du forçage radiatif total de l’aviation, d’après l’étude de référence coordonnée par D. S. Lee et publiée dans Atmospheric Environment en juillet 2020. À titre de comparaison, le CO2 est responsable de 65 % de l’effet de serre généré par l’ensemble des activités humaines. « À cause de l’altitude, certaines émissions liées à l’aviation, comme la vapeur d’eau ou les oxydes d’azote, à courte durée de vie, ont un effet réchauffant, alors qu’au sol leur impact radiatif est plutôt refroidissant », indique Olivier Boucher, climatologue à l’Institut Pierre-Simon Laplace (IPSL). Résultat : les émissions hors CO2 des avions – vapeur d’eau, oxydes d’azote, aérosols de suie et de sulfates, traînées de condensation – seraient responsables de plus de 60 % du forçage radiatif dû à l’aviation.
Un phénomène difficile à mesurer
Parmi les émissions hors CO2, les traînées de condensation, ces longs sillons blancs qui accompagnent parfois le passage d’un avion dans le ciel, sont particulièrement préoccupantes. À elles seules, elles auraient contribué à plus de la moitié (57 mW/m²) du réchauffement climatique lié à l’aviation. Pourtant, « il est encore difficile de fixer des objectifs chiffrés de réduction des traînées, dans la mesure où le taux d’incertitude associé à leur impact radiatif reste très élevé », souligne Philippe Beaumier, le directeur de l’aéronautique civile à l’Office national d’études et de recherches aérospatiales (Onera). Cet organisme et l’IPSL ont donc lancé la Convention aviation et climat, un programme de recherche de cinq ans qui vise à quantifier l’impact radiatif des traînées et à comprendre quels processus physico-chimiques interviennent dans leur formation.
« Une traînée, c’est de la vapeur d’eau qui s’est transformée en petits cristaux de glace », note Olivier Boucher. Notamment « dans l’hémisphère nord, aux altitudes de croisière des avions ». Dans ces zones, l’air chaud et humide qui sort des réacteurs se mélange avec l’air froid et plus sec de l’atmosphère, provoquant la condensation de la vapeur d’eau en gouttelettes d’eau qui gèlent quasi immédiatement. En général, la traînée disparaît au bout de quelques minutes. Mais si l’atmosphère est sursaturée par rapport à la glace, ce qui se produit régulièrement, la traînée va continuer à grossir, se transformant peu à peu en un voile nuageux d’une durée de vie de plusieurs heures. L’avion agit alors plutôt comme déclencheur : « La vapeur d’eau de l’atmosphère va pouvoir se déposer sur les cristaux de glace qui forment la traînée d’avion, explique le scientifique. Mais peut-être que le nuage se serait formé sans le passage de l’avion… »
Double effet
L’impact climatique des traînées et des nuages associés est double. Ils réfléchissent le rayonnement solaire, contribuant à refroidir le climat, mais induisent également un effet de serre. Le réchauffement qui en découle l’emporte largement. Les cirrus induits par l’aviation réchaufferaient deux fois plus la Terre que les émissions de CO2, qui persistent pourtant plusieurs centaines d’années dans l’atmosphère. En cause, leur capacité à capter la chaleur : « Les traînées absorbent toute la gamme du rayonnement infrarouge – de 4 à 100 microns – émis par la surface de la Terre, tandis que les gaz à effet de serre n’absorbent que certaines longueurs d’onde », précise Olivier Boucher. L’énergie absorbée étant ensuite réémise en partie vers la Terre, la glace des avions réchauffe la planète.
