Trouver la bonne trajectoire: aider l’aviation à réduire son incidence sur le climat
L’aviation est responsable de plus de 2 % des effets du changement climatique mondial. Ce pourcentage est encore bien plus élevé si l’on tient compte des effets non liés au CO2 (traînées de condensation, vapeur d’eau, oxydes d’azote et émissions de particules) sur le climat. Une façon de remédier à ce problème consiste à optimiser les trajectoires des aéronefs en fonction de leur incidence sur le climat. C’est justement l’objectif du projet FlyATM4E, financé par l’UE au titre de l’entreprise commune SESAR, un partenariat public-privé mis en place pour moderniser le système de gestion du trafic aérien en Europe. «FlyATM4E s’est penché sur la manière dont l’aviation peut réduire ses effets sur le climat en empruntant de nouvelles trajectoires optimisées du point de vue climatique qui évitent les couches de l’atmosphère où les émissions de l’aviation ont un effet important sur le climat», explique Sigrun Matthes, coordinatrice du projet. L’élément nodal de cette stratégie d’atténuation est le concept consistant à fournir des informations à résolution spatiale et temporelle sur les effets sur le climat des émissions de l’aviation non liées au CO2, afin d’informer les usagers de l’espace aérien des couches où les effets non liés au CO2 sont les plus prononcés. Par exemple, si l’aviation évite de générer des changements dans l’atmosphère comme la formation de traînées de condensation ou une forte production d’ozone, elle est également en mesure d’éviter d’augmenter les espèces radiativement actives et, partant, de réchauffer l’atmosphère». L’aviation peut ainsi réduire son incidence sur le changement climatique», ajoute Sigrun Matthes.
Identifier des routes aériennes optimisées d’un point de vue climatique
L’une des réalisations clés de FlyATM4E est la mise à disposition d’une bibliothèque en source ouverte qui combine des données issues de prévisions météorologiques numériques avec des algorithmes mathématiques. Cette bibliothèque informe les utilisateurs à l’aide d’un produit de données à résolution spatiale et temporelle sur les couches où les émissions de l’aviation ont un effet important sur le climat. «Le fait de disposer de ce service permet de planifier et d’optimiser les trajectoires des aéronefs afin d’identifier de nouvelles trajectoires présentant des effets moindres sur le climat ainsi que des trajectoires optimisées d’un point de vue climatique», ajoute Sigrun Matthes. FlyATM4E a également étudié le potentiel d’atténuation de ces trajectoires optimisées d’un point de vue climatique pour un éventail d’études de cas dans trois environnements différents de simulation numérique de planification de vol. «Dans un échantillon de trafic européen, les optimisations montrent que, dans le scénario d’une mise en œuvre efficace sur les vols présentant un potentiel d’atténuation le plus élevé, une augmentation modeste d’environ 1 % des coûts d’exploitation se traduit par une réduction des effets sur le climat de l’ordre de 20 à 50 %», explique Sigrun Matthes. Un aspect crucial de ces réalisations clés est que FlyATM4E a élaboré des concepts qui permettent de tenir compte des incertitudes qui subsistent encore dans les simulations susmentionnées. Cette approche permet de meilleures prises de décisions dans des conditions d’incertitude qui prévalent en raison, notamment, des incertitudes au niveau des prévisions météorologiques.
Explorer le potentiel d’atténuation des effets de l’aviation sur le climat
Sigrun Matthes se tourne vers l’avenir: «Notre prochaine étape consistera à mettre en œuvre un nouveau service météorologique développé par FlyATM4E dans les environnements de simulation visant à assurer la planification opérationnelle des vols, comprenant la gestion du trafic aérien et le contrôle du trafic aérien.» Pour ce faire, il est nécessaire d’instaurer une collaboration étroite avec des prestataires de services afin d’assurer une fourniture efficace d’informations à résolution spatiale et temporelle concernant les effets sur le climat, notamment l’effet des traînées de condensation et des variations des niveaux d’ozone et de méthane induits par les NOx. L’infrastructure existante devra également être élargie pour prendre en compte les effets de l’aviation sur le climat pendant le processus d’optimisation des trajectoires. En parallèle, il faudra mener des recherches afin d’améliorer la compréhension et la représentation des effets sur le climat non liés au CO2, en s’appuyant sur une modélisation numérique et des observations de l’atmosphère de pointe. «En vue de faciliter ces efforts, il faudra engager une collaboration avec les parties prenantes de l’aviation et les décideurs politiques concernés afin d’aligner les travaux de recherche et de développement actuels sur la mise en œuvre de mesures fondées sur le marché. Cette démarche favorisera l’exploitation des possibilités d’atténuation des effets de l’aviation sur le climat», conclut Sigrun Matthes.
Mots‑clés
FlyATM4E, aviation, trajectoires optimisées d’un point de vue climatique, effets non liés au CO2, émissions de CO2
