Le CORAC a mis en place dès sa création un réseau de scientifiques afin de préciser et quantifier  les mécanismes d’impact du TA sur l’environnement, dans un double objectif :

• S’associer à une communauté internationalement reconnue (climatologues, physiciens de l’atmosphère, spécialistes d’acoustique) afin d‘objectiver notre empreinte sur l’environnement, celle-ci faisant souvent l’objet de communications approximatives.

• Orienter au mieux nos futurs choix technologiques selon les mécanismes d’impact identifiés comme dominants ou secondaires (c’est le cas par exemple des traînées de condensation).

De 2012 à 2017 un programme de recherches a été mis en œuvre par un ensemble de laboratoires (LSCE, CNRS, CERFACS, Onera) et des industriels du CORAC (Dassault Aviation, Safran, Airbus), avec le soutien de la DGAC. Ces travaux visaient à réduire les incertitudes liées à l’impact climatique de l’aviation et en particulier celles associées aux traînées de condensation, aux cirrus induits mais aussi celles liées aux rejets de NOx (impact indirect sur l’ozone et le méthane, tous deux des gaz à effet de serre) et de particules (sulfates, suies).

Les travaux se sont déroulés en 3 lots :

• Caractérisation des particules émises par les moteurs (ces particules étant les germes à partir desquels se forment les trainées de condensation) ;

• Processus de formation et d’évolution des traînées de condensation et cirrus induits ;

• Modélisation des différentes composantes de l’impact climatique des aéronefs en utilisant les résultats des deux premiers lots de travaux et en adaptant les modèles climatiques partagés et valisés sur une base internationale.

Cette étude constitue une première quant au niveau de modélisation et de validation mis en œuvre par in ensemble de laboratoire, avec des scientifiques impliqués au sein du GIEC. Des développements spécifiques ont pour la première fois été réalisés sur différents modèles de climat existants afin de mieux introduire les processus chimiques et de représenter l’effet radiatif des trainées de condensation et cirrus. Ces modèles ont ensuite été utilisés pour évaluer l’impact climatique de l’aviation en se plaçant dans le cadre global (rapport AR5 de 2014) des simulations du GIEC et calculer l’effet de l’aviation à l’horizon des années 2050. Des études de sensibilité aux hypothèses faites sur la flotte ou sur les carburants futurs ont également été menées. La contribution des trainées et cirrus au forçage radiatif a été incluse dans les modélisations. Enfin des métriques spécifiques ont été introduites pour tenir compte des durées de vie des différentes composantes du forçage radiatif lié à l’aviation.

Différents scénarios de trafic et de flotte ont été utilisés, correspondant à différentes évolutions du CO2 émis par l’aviation avec, sur la base de différents scénarios de type QUANTIFY, l’introduction du Carbon Neutral Growth à différentes échéances, ou les objectifs IATA de division par 2 des émissions globales en 2050. On note que l’on se place dans une hypothèse de croissance du trafic de 4.1% par an. Notons également que, les calculs ont été faits pour différents scénarios en ce qui concerne les émissions issues d’autres sources anthropiques.

Les modélisations permettent d’évaluer l’impact du transport aérien, non en proportion des GES anthropiques émis, comme c’est le cas en dehors des publications scientifiques , mais en proportion du forçage radiatif ou de l’augmentation de température (exprimé en mW/m2 ou en mK) ce qui représente l’effet physique réel.

Résultat

• CO2 : Dans le scénario A1, le CO2 émis par l’aviation représenterait 9% des émissions anthropiques de CO2 en 2050 et engendrerait 1,6% d’augmentation de la T°. La différence entre ces deux chiffres s’explique par la durée de vie du CO2 dans l’atmosphère, qui est de l’ordre de la centaine d’années : un résultat en température ou forçage radiatif (similaire) tient compte de cet aspect temporel.
• La contribution des trainées de condensation / Cirrus induits calculée ici est inférieure à celle publiée jusqu’ici (DLR, Université de Manchester, etc.). Néanmoins, ce chiffre reste assez fortement variable en fonction des hypothèses sur les propriétés optiques des particules (liées à leur forme).
• Bilan global : Lorsque l’on cherche à faire un bilan global en tenant compte du CO2, de la chimie et des trainées /cirrus la différence entre les temps de vie de ces différents constituants participant à l’effet de serre conduit à chercher une autre grandeur physique mieux adaptée que le forçage radiatif (qui implique que tous les constituants sont à l’équilibre stationnaire) : on introduit alors les termes GWP (global warming potential) et GTP (global temperature potential). On voit alors que les effets hors CO2 (traînées, cirrus, effets de la chimie des oxydes d’azote) ne réchauffent le climat que sur une durée de 10 ans du fait de leur durée de vie dans l’atmosphère.

En utilisant cette grandeur plus appropriée, les résultats sont les suivants

• Année de référence 2006 (pour laquelle il est possible de valider les modèles) : contribution de l’aérien représente 2% du réchauffement global ; le CO2 contribue pour moitié à cette élévation de température.
• En 2050 (scénario avec seulement 1% d’amélioration technologique /an): contribution de l’aérien représente 2,5% du réchauffement global. Le CO2 contribue pour 65 à 70% de cette élévation de température.
• Si l’on parvient à stabiliser les émissions de CO2 en 2020 dans le cadre de l’engagement OACI, on limite l’élévation à 41mK soit 1,8% du réchauffement.

Les résultats obtenus dans le cadre de cette étude permettent d’adosser nos propres évaluations et éventuellement certains de nos choix technologiques à des modélisations incontestables menés par des laboratoires scientifiques de très haut niveau.

Fin 2015 a été publié le premier rapport du RTE dédié aux nuisances sonores intitulé « Diminuer le bruit et réduire la gêne sonore engendrés par l’aéronautique civile », disponible sur le site du CORAC. Il préconise une approche pluridisciplinaire pour la compréhension des phénomènes de perception sonore, c’est-à-dire la prise en compte des « facteurs acoustiques », le bruit à la source, des « facteurs individuels », relatifs au vécu et aux caractéristiques propres des différents individus, et « socio-territoriaux », regroupant notamment le cadre de vie et le vécu des habitants replacés dans un contexte social et politique large.

En 2017, des acteurs du groupe RTE-Bruit ont réfléchi à un projet de recherche visant à considérer les interactions entre les deux types de facteurs de gêne sonore (facteurs acoustiques et facteurs « humains » – individuels et socio-territoriaux) pour décrire de manière complète la gêne due aux émissions sonores des avions et conduire à une modélisation plus fine des mécanismes de gêne et à des techniques innovantes de compensation ou de réduction de gêne. Ce projet sera lancé cette année.

Dans une démarche similaire, le rapport sur la qualité de l’air, publié par le RTE en 2012, a débouché sur le lancement du projet MOSIQAA (Modélisation et Simulation de la Qualité de l’Air en environnement Aéroportuaire) visant à modéliser et simuler de manière précise la qualité de l’air dans un environnement aéroportuaire dans différentes situations météorologiques, en particulier en période de pics de pollution, ce qui n’avait jamais été étudié auparavant.

Ce projet réunit 3 partenaires experts dans ce domaine, l’ONERA, l’INERIS et le CERFACS et est financé entièrement par la DGAC.