En juin 2024, Steven Barrett réalisait un retour marquant. Après avoir dirigé le département d’aéronautique et d’astronautique du MIT pendant plusieurs années, il revenait à l’Université de Cambridge, là où son parcours avait commencé. Ce retour n’était pas simplement symbolique; il représentait une transition de pouvoir entre deux des plus grands centres de recherche au monde, soulignant que les enjeux qu’il abordait transcendaient les limites académiques.
Sa principale mission consistait à approfondir les recherches sur l’impact environnemental de l’aviation. Cela marquait le début d’une nouvelle phase, axée sur la collaboration entre le domaine scientifique, l’industrie et les décideurs politiques, une cohésion essentielle pour relever les grands défis actuels. D’ici 2050, le transport aérien devrait transporter 10 milliards de passagers par an, contribuant déjà à 2,5 % des émissions mondiales de CO2.
Reconnaissant l’importance de ce défi, Cambridge accueillait Steven Barrett de manière prestigieuse, lui octroyant la chaire Regius d’ingénierie, créée par la reine Elizabeth II en 2011. Grâce à ce poste, le chercheur se rapprochait de l’Europe, et plus particulièrement d’Airbus. L’avionneur en faisait un partenaire de recherche privilégié et lui confiait une mission sans précédent : se rendre à Toulouse, au cœur de l’entreprise, pour dévoiler lors d’une conférence ce qu’Airbus n’avait jamais admis auparavant : l’impact des « contrails » sur le climat.
L’équivalent de 60 ans de CO2 effacés
Ce jour-là, Steven Barrett ne mâchait pas ses mots. Accompagné d’un panel d’invités comme Mark Bentall (responsable de la Recherche et Technologie chez Airbus), Tim Johnson (directeur de l’Aviation Environment Federation), et Ilona Sitova (experte en durabilité de l’aviation chez Eurocontrol), il levait le voile sur l’impact collatéral des traînées de condensation, plus connues sous le nom de « contrails ».
Barrett comparait leur impact à celui des émissions de CO2, d’une manière inédite pour l’avionneur. « Actuellement, on estime que le CO2 et les contrails ont un effet similaire sur le réchauffement climatique. Leur impact est incertain – peut-être équivaut-il à la moitié de celui du CO2, peut-être au double – mais ils relèvent du même domaine. »
De ce rapprochement entre CO2 et contrails, Barrett soulignait un chiffre clé. « Le réchauffement dû au CO2 résulte de 60 ans d’émissions accumulées depuis l’aviation à réaction. Le CO2 reste dans l’atmosphère et s’accumule. Les contrails persistent jusqu’à 6 heures. Cela signifie que les soixante dernières années de CO2 dans le secteur aéronautique ont un effet similaire aux contrails sur une période de 6 heures. »
Face à cela, Barrett restait optimiste. « Les contrails sont un agent de contrainte majeur. Mais ils représentent une opportunité significative : si nous parvenons à éliminer leur formation, cela annulerait l’impact de l’aviation sur le climat sur des décennies. C’est une immense opportunité de réduire de manière drastique l’impact climatique de l’aviation. » Un discours fort lors d’un sommet où Airbus avait convié la presse du monde entier à « discuter franchement des défis de l’industrie. »
Le Projet Pacific
Pendant longtemps, les contrails ont été entourés de mystère. Mais plutôt que de dissimuler le ciel, ils ont alimenté des théories du complot, évoquant une diffusion de produits chimiques, communément appelés « chemtrails » (contraction de « chemical » et « trails »).
« Dans 5 à 10 % des cas, les gaz d’échappement des avions se cristallisent, se dispersent et forment de larges bandes, » expliquait Thomas Viguier, spécialiste Énergie et Climat chez Airbus. Comme les nuages en haute altitude, ces contrails renvoient les rayons solaires réfléchis par la Terre, contribuant au réchauffement climatique. « Dans certains cas, les contrails ont un effet inverse, et, comme certains nuages, abaissent les températures. Mais ils restent minoritaires, » nuançait-il.
Lors de son sommet Airbus 2025, l’avionneur admettait qu’il s’agissait bien de chimie. Mais de chimie des carburants, du kérosène utilisé. Même si la formation de contrails résulte d’un air chargé en humidité, elle nécessite aussi la diffusion de fines particules de suie, un déchet émis par les réacteurs après combustion. Pour développer des carburants moins propices à la formation de contrails, Airbus a annoncé le lancement du projet « Pacific ».
Annoncé par Mark Bentall, du département R&T, le programme se concentre sur des tests grandeur nature de la formation de condensation des gaz d’échappement, recréant les conditions en haute altitude directement au sol, dans des « chambres à nuages ». Jusqu’à présent, les recherches d’Airbus se focalisaient sur un programme nommé Volcan, nécessitant de faire voler un A320 (à un coût élevé) dans des espaces aériens propices aux contrails.
« Avec ce projet, nous allons prendre un de nos A350 au sol, placer une sonde à l’arrière du moteur Rolls-Royce, pour le faire fonctionner dans ce que j’appelle une chambre à nuages. Nous pourrons expérimenter et reproduire des contrails dans un environnement contrôlé, et observer comment les différentes caractéristiques du kérosène influencent la formation de traînées de condensation, » détaillait Mark Bentall.
Carburant et moteurs : l’importance pour les contrails
Les tests ne se limiteront pas au kérosène classique; ils analyseront surtout les carburants de demain. Avec le programme Volcan, Airbus avait déjà découvert que les nouveaux carburants d’aviation durable (SAF) pouvaient réduire la formation de cristaux de glace de 25 %. Une question de résidus de suie. Car si les contrails résultent d’humidité et de morceaux de glace, ils persistent également avec les cristaux formés autour de ces micro-particules.
Les SAF devraient naturellement limiter la formation de contrails, contrairement à l’avion à hydrogène. En ne rejetant pas de CO2 mais uniquement de la vapeur d’eau, le risque de multiplication des traînées augmente. Heureusement, les scientifiques estiment que celles-ci se disperseraient plus rapidement, les particules étant plus lourdes que la suie du kérosène. Cependant, un avion à hydrogène devrait libérer beaucoup de vapeur d’eau, nécessitant des tests pour mieux comprendre l’impact. Une étude chez Airbus devrait fournir des résultats cette année.
« Lorsque l’on parle d’hydrogène, nous avons un projet expérimental avec un Blue Condor. Beaucoup se demandent quand ces travaux auront lieu. L’avion a déjà volé (premier vol en novembre 2023 ndlr), et maintenant, c’est au monde académique d’analyser les données. Nous espérons publier des résultats au quatrième trimestre de cette année, » déclarait le responsable d’Airbus. Airbus admettait déjà il y a deux ans que l’hydrogène pourrait créer « jusqu’à 2,5 fois plus de contrails » comparé au kérosène actuel.
Sur l’Airbus A350 réquisitionné pour le projet Pacific, le moteur sera également examiné. Le réacteur jouera aussi un rôle dans la réduction des contrails, et Mark Bentall indiquait qu’Airbus collaborait avec ses partenaires (à savoir CFM International, Pratt & Whitney, et Rolls-Royce). « Nous pratiquons des tests en lean burn, en rich burn, nous testons différentes températures, analysons l’impact des lubrifiants dans les moteurs. » Des réacteurs qui, d’ici 2035, changeront radicalement en design et fonctionnement.
Réduction des contrails = Augmentation du kérosène
Évidemment, moteurs et carburants ne résoudront pas entièrement le problème. Une dimension bien plus vaste doit être prise en compte pour un ciel sans contrails. Ce défi se jouera dans les centres de contrôle du trafic aérien, et sur les cartes, grâce à la détection et la prédiction des zones où les conditions sont propices à la condensation des gaz d’échappement.
Pour Mark Bentall, cette partie sera cruciale, car elle impliquera une décision contre-intuitive : modifier la trajectoire des avions au risque d’augmenter leur consommation de carburant. « Nous devons absolument comprendre ce que nous voulons éliminer, car au moment d’agir, il faudra aussi accepter de consommer plus de kérosène, » reconnaissait-il.
Réduire la formation de contrails impliquera des changements de route, même si Bentall privilégiait l’idée de voler « au-dessus ou en dessous » des zones à éviter. « Nous ne les contournerons certainement pas, » ajoutait-il. Voler en dessous augmentera pourtant la consommation des moteurs, car l’altitude joue un rôle dans l’utilisation du kérosène : plus un avion vole haut, moins il rencontre de résistance de l’air.
Steven Barrett soulignait l’importance du pragmatisme. « Réduire les contrails offre des avantages clairs, avec des inconvénients minimes. Éliminer les contrails pourrait réduire de 2 % l’impact du réchauffement climatique, un effet équivalent à celui de la France et de l’Angleterre combinés. En parallèle, limiter les contrails entraînerait une augmentation de 1 % de la consommation de carburant dans le secteur aérien, représentant seulement 2 % des émissions mondiales de CO2. »
Surveillance satellite et modèles de prédiction
Il faudra encore savoir où se trouvent ces zones avant de pouvoir les intégrer dans les raisons de modifier la trajectoire d’un avion. Pour Barrett, l’orbite géostationnaire et l’orbite basse offrent déjà des moyens de surveiller ces zones à risque.
Il mentionnait un nouveau satellite géostationnaire d’observation au-dessus de l’Europe et de l’Afrique, « offrant de l’imagerie en temps réel pour identifier les formations de contrails. » Des satellites similaires existent pour les Américains, et récemment pour l’Asie de l’Est, grâce à l’agence spatiale japonaise. Une constellation de satellites en orbite basse nommée FireSat, lancée par Google en mars 2025, pourrait aussi jouer un rôle, bien qu’initialement conçue pour prévenir les incendies.
« En somme, je pense qu’à l’image des observations pour les turbulences, nous pourrons détecter en temps réel les régions où se forment des contrails pour indiquer aux pilotes de voler 2 000 pieds plus bas. Avec le temps, les prévisions s’amélioreront, et nous pourrons éliminer progressivement les contrails de 50 %, puis de 80 %, puis de 90 %, etc… », affirmait Steven Barrett.
Une voix parmi le panel s’opposait cependant aux propos de Barrett et à l’approche par l’observation. Il s’agissait d’Ilona Sitova, représentant les centres de contrôle aérien. L’experte en durabilité de l’aviation pour le MUAC d’Eurocontrol critiquait le raisonnement simpliste selon lequel il suffirait de modifier les routes aériennes. « La déviation d’un avion entraînerait la déviation de nombreux avions, posant des problèmes de sécurité, nous obligeant à réguler le trafic et à garder certains avions au sol. »
Plutôt que l’observation, Sitova prônait l’idée de « privilégier les prédictions » et de se concentrer sur la vérification. « Nous devons savoir si nous faisons les bonnes choses. Sinon, nous consommerons plus de kérosène inutilement, » avertissait-elle.
Conflit entre scientifiques et décideurs
Dans l’ordre des choses, Airbus ne voit pas de changements se produire sans l’impulsion d’initiatives politiques. Pour l’avionneur comme pour Barrett, rien ne prendra forme sans un changement réglementaire.
« Le marché libre et les industriels ne feront pas le premier pas. En parallèle à la lutte contre les émissions de CO2, nous avons besoin de régulations. Ceux qui fourniront les raisons de supprimer les contrails sont les régulateurs et les politiques. S’ils donnent l’élan, alors nous trouverons un moyen de répondre à leurs attentes. Nous ne parlons pas ici de résoudre le problème de la fusion nucléaire, ce n’est qu’une question de logiciels pour rediriger les avions et d’outils d’observation pour repérer où se forment les traînées de condensation. C’est tout à fait faisable. »
Guy Johnson, médiateur de la table ronde, se tournait vers Tim Johnson, directeur de l’Aviation Environment Federation (AEF), pour son avis. Habitué au dialogue avec les décideurs politiques et les régulateurs, il illustrait la difficulté à avancer à la vitesse souhaitée par Barrett. « Les traînées de condensation devront aussi être surveillées. Mais nous avons besoin des avancées scientifiques au préalable, pour obtenir les données nécessaires à grande échelle. Je pense que les deux ou trois prochaines années seront cruciales pour nous apporter ces réponses, » lançait-il.
Momentum
Derrière la présentation des enjeux et des difficultés de la suppression des traînées de condensation, une grande question : pourquoi ne s’y intéresser que maintenant ? Pourquoi ne pas s’en être occupé il y a cinq, dix, vingt ans ? Alors que Barrett prônait cet agent de contrainte comme une opportunité d’avoir un impact positif « immédiat » sur le climat, difficile de comprendre pourquoi la machine ne s’était pas mise en marche plus tôt.
Ilona Sitova confiait qu’à ce stade, « c’est un projet de recherche, uniquement. » Une recherche maintes fois abordée, reconnaissait Tim Johnson. « Nous en parlons depuis des années, à vrai dire. On s’est déjà retrouvés très proches d’y parvenir dans le passé – et quand je dis ‘le passé’, je parle d’il y a environ dix ans. Cette fois, c’est différent. L’élan ne vient pas seulement de l’Europe, il semble mondial. L’intérêt s’est étendu jusqu’à l’OACI, nous avons attiré l’attention du grand public, et nous faisons des tests opérationnels. Je ne pense pas que l’on fera marche arrière cette fois-ci. »
Le directeur de l’Aviation Environment Federation (AEF) ajoutait qu’en parallèle de l’objectif de zéro émission nette de CO2 d’ici 2050, « il faudrait aussi nourrir l’ambition de ne plus générer de réchauffement supplémentaire lié aux autres effets non-CO2 à cet horizon. Je pense qu’avant nous ne pouvions pas voir de voie immédiate, et nous avions le sentiment de ne pas disposer des données nécessaires. L’élan s’épuisait. Cette fois, je crois vraiment que c’est différent. »
Le paradoxe des avions plus efficients
En accord sur la notion de momentum, Barrett appelait à ne plus perdre de temps. « Il y a des fourchettes hautes et basses. La littérature scientifique n’a cessé de chercher à réduire cette plage d’incertitude. Mais une chose est sûre, cela n’enlève en rien l’estimation consensuelle sur l’effet de réchauffement. Nous avons des preuves suffisamment fortes sur cette dernière génération de recherches. Au lieu de nous casser la tête à en vouloir davantage, ce qui demanderait une nouvelle génération de recherche, nous devrions passer à l’action. »
Attendre une autre génération compliquerait la tâche, car d’ici là, le problème s’aggraverait. Et pas seulement à cause de la croissance du transport aérien. Bien que les SAF pourraient réduire le risque de formation de contrails en supprimant les résidus de suie dans les gaz d’échappement, l’amélioration de l’efficience des avions risque aussi d’augmenter la formation des trainées de condensation. Un vrai paradoxe.
En réponse à un journaliste, Barrett expliquait cette autre tendance contre-intuitive, sur l’efficience des avions. « Il est vrai que plus un avion est efficace, plus le carburant est utilisé pour la propulsion et moins il est gaspillé sous forme de chaleur dans les gaz d’échappement de l’avion. Ainsi, les anciens avions inefficaces laissaient beaucoup de chaleur derrière eux, et toute cette chaleur rendait la formation de nuages de glace plus difficile. En revanche, les nouveaux moteurs laissent de l’air plus froid derrière eux et créent donc plus de traînées de condensation. »
Boeing peut compter sur Google et l’IA
L’urgence sera aussi de l’ordre symbolique et souverainiste. L’Europe n’est pas la seule à travailler sur la suppression des traînées d’avions. Outre-Atlantique, des recherches commencent à porter leurs fruits. Sur la question des carburants d’aviation durable, Boeing, General Electric et la NASA mènent des essais depuis 2015 en Europe, en collaboration avec le German Aerospace Center. En octobre 2024, leur programme passait ironiquement d’un Airbus A320 à un Boeing 737 Max 10, équipé de moteurs plus modernes.
Plus marquants encore, les travaux américains sur les contrails ont pris une nouvelle dimension lorsque Google s’y est intéressé en 2021 avec le « Contrails Project ». L’essor de l’intelligence artificielle a marqué un tournant, permettant d’analyser massivement l’imagerie satellite pour mieux prédire la formation des traînées et optimiser les trajectoires de vol. En seulement six mois d’expérimentation, sur 70 vols menés avec American Airlines, Google annonçait une réduction de 54 % des contrails, pour une hausse de consommation de carburant limitée à 2 %.
Un programme dont Airbus, visiblement, reste à l’écart. Lors de son sommet, l’avionneur européen organisait pourtant une table ronde consacrée à l’intelligence artificielle, à laquelle participait Vincent Poncet, un cadre de chez Google. Malgré de nombreux sujets abordés, l’IA au secours des contrails figurait comme le grand absent. Comme si le sujet n’existait plus pour personne, et que l’idée d’effacer les traînées des avions consistait surtout à effacer des traces – ses propres traces.
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