En juin 2024, Steven Barrett bouclait la boucle. Après des années passées à la tête du département d’aéronautique et d’astronautique du MIT, il revenait là où tout avait commencé pour lui : l’Université de Cambridge. Mais ce n’était pas un simple retour aux sources. C’était un passage de relais entre deux des plus grands pôles de recherche au monde, signe que l’enjeu auquel il s’attaquait dépassait les frontières universitaires.
Sa mission première était de faire avancer la connaissance sur l’impact environnemental de l’aviation. Des travaux qui s’attelaient d’une deuxième phase, celle d’encourager la collaboration entre science, industrie et politique, cohésion indispensable pour tout grand défi. D’ici 2050, le transport aérien emportera 10 milliards de voyageurs par an. Et son impact est déjà grand, en représentant 2,5 % des émissions mondiales de CO2.
Cambridge l’a bien compris. Pour accueillir son ancien élève, l’université lui réservait une place d’exception : la chaire Regius d’ingénierie, créée par la reine Elizabeth II en 2011. À ce titre, le chercheur se rapprochait de l’Europe, et notamment d’Airbus. L’avionneur en a fait un partenaire de recherche, et lui confiait une tâche inédite : se rendre dans son centre névralgique à Toulouse et reconnaître lors d’une conférence ce qu’Airbus n’a jamais reconnu : l’impact des « contrails » sur le climat.
« L’équivalent de 60 ans de CO2 effacés »
Ce jour-là, le chercheur n’est pas passé par quatre chemins. Avec un panel d’invités composé de Mark Bentall (patron du département Recherche et Technologie d’Airbus), de Tim Johnson (directeur de l’Aviation Environment Federation), et d’Ilona Sitova (experte en durabilité de l’aviation au sein d’Eurocontrol), Steven Barrett levait le voile sur l’impact collatéral des traînées de condensation formées à l’arrière des avions et communément appelées « contrails ».
Le professeur universitaire rapprochait leur impact sur celui des émissions de CO2, d’une façon tout à fait inédite pour l’avionneur. « On estime aujourd’hui que le CO2 dans l’atmosphère et les contrails ont un rôle similaire sur le réchauffement climatique. Il est incertain si l’impact des contrails est du même niveau que celui du CO2 – peut-être qu’il équivaut à la moitié, peut-être qu’il équivaut au double – mais les deux relèvent bien du même domaine ».
De ce rapprochement entre CO2 et contrails sur le réchauffement climatique, Steven Barrett en venait à la mention d’un chiffre important. « Pour ce qui est du réchauffement à cause du CO2, il est le résultat de 60 ans d’émissions accumulées depuis l’ère de l’aviation à réaction. Parce qu’une fois que l’on rejette du CO2 dans l’atmosphère, il y reste et s’y accumule. Les traînées de condensation persistent jusqu’à 6 heures. Cela veut dire que les soixante dernières années d’émission de CO2 dans l’aéronautique ont un effet similaire aux contrails sur une durée de 6 heures ».
Face à cela, Steven Barrett était optimiste. « Les contrails sont un très puissant agent de contrainte. Mais ils offrent une opportunité significative : si l’on parvenait à éliminer leur formation dans l’air, cela équivaudrait à annuler l’impact de l’aviation sur le climat à l’échelle de décennies. C’est une immense opportunité de réduire de manière massive l’impact climatique de l’aviation ». Un discours de taille, lors d’un « Summit » où Airbus s’était empressé d’inviter la presse du monde « discuter sincèrement des défis de l’industrie ».
Pacific Project
Pendant longtemps, les traînées de condensation ont jeté une ombre. Mais plutôt que de voiler le ciel et venir piéger les rayons lumineux, ces contrails alimentaient les théories du complot, autour d’une éventuelle diffusion de produits chimiques. Les fameux « chemtrails » (contraction de « chemical » et de « trails »).
« Dans 5 à 10 % des cas, les gaz d’échappement rejetés par les avions se cristallisent, se dispersent, et finissent par former de larges bandes », préférait rappeler Thomas Viguier, spécialiste Energie et Climat chez Airbus. Problème, comme les nuages en haute altitude, ces contrails renvoient les rayons du soleil réfléchis par la Terre, et participent au réchauffement climatique. « Dans certains cas, les contrails ont un effet inverse, et participent comme certains nuages à baisser les températures. Mais ils sont minoritaires » nuançait le responsable.
Lors de son Airbus Summit 2025, l’avionneur reconnaissait qu’il était bien question de chimie. Mais de chimie des carburants, du kérosène utilisé. Même si la formation des trainées de condensation se présente par la présence d’un air chargé en humidité, il nécessite aussi la diffusion de fines particules de suie, un déchet dispersé par les réacteurs, une fois la combustion passée. Pour travailler sur 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 focalise sur des tests grandeur nature de la formation de condensation des gaz d’échappement des avions, en recréant les conditions propices en haute altitude, et ce directement au sol, dans des « chambres à nuages ». Jusqu’à présent, les recherches d’Airbus se concentraient sur un programme baptisé Volcan, qui nécessitait de faire voler un A320 (ce qui avait un coût) dans un espace aérien propice à la formation de contrails.
« Avec ce projet, nous allons prendre l’un de nos A350 au sol, nous allons placer une sonde à l’arrière du moteur Rolls-Royce, et nous pourrons le faire fonctionner dans ce que j’appellerais une chambre à nuages. Nous pourrons l’essayer et reproduire des contrails dans un environnement contrôlé, et voir comment les différentes caractéristiques du kérosène peuvent changer la formation de traînées de condensation », détaillait Mark Bentall.
De l’importance du carburant et des moteurs
Si les tests sont effectués avec du kérosène classique, ils s’attacheront aussi et surtout à analyser les carburants de demain. Avec le programme Volcan déjà, Airbus découvrait que les nouveaux carburants d’aviation durable (SAF) pouvaient réduire la formation de petits cristaux de glace de l’ordre de 25 %. Une question de résidus de suie. Car si les traînées de condensation sont le fruit d’humidité et de petits morceaux de glace, elles persistent aussi et surtout avec les cristaux de glace formés autour de ces micro-particules.
Les SAF devraient naturellement lutter contre la formation de contrails, ce qui ne sera pas le cas de l’avion à hydrogène. En ne rejetant pas de CO2 mais uniquement de la vapeur d’eau, le risque augmente de voir les traînées d’avion se multiplier. Heureusement, les scientifiques pensent que celles-ci se disperseraient plus vite, car les particules seraient plus lourdes que la suie du kérosène. Mais toujours est-il qu’un avion à hydrogène devrait dégager beaucoup de vapeur d’eau, et que l’on aura besoin de tests pour avoir un meilleur aperçu. Une étude chez Airbus devrait fournir des résultats cette année.
« Quand il en vient au sujet de l’hydrogène, nous avons une expérimentation avec un Blue Condor. Beaucoup de personnes me demandent quand ces travaux auront lieu. L’avion a déjà volé (il réalisait son premier vol en novembre 2023 ndlr), et c’est maintenant au monde académique d’analyser ses mesures. Nous espérons publier des résultats lors du quatrième trimestre de cette année » déclarait le responsable d’Airbus. Il y a deux ans, l’avionneur reconnaissait déjà que l’hydrogène pourrait créer « jusqu’à 2,5 fois plus de traînées de condensation » comparé au kérosène actuel.
Sur l’Airbus A350 réquisitionné pour le projet Pacific, le moteur sera aussi inspecté. Le réacteur aura lui aussi son rôle dans la diminution des contrails dans le ciel, et Mark Bentall déclarait qu’Airbus travaillait avec ses partenaires (comprenez par là CFM International et Pratt & Whitney, en plus de Rolls-Royce). « Nous pratiquons des tests en lean burn, en rich burn, nous testons différentes températures, nous analysons quel est l’impact des lubrifiants dans les moteurs ». Des réacteurs qui, d’ici 2035, changeront drastiquement de design et de fonctionnement.
Baisse des contrails = hausse du kérosène
Évidemment, le moteur et le carburant ne règleront pas tout le problème. Une autre dimension bien plus grande doit être prise en compte pour un ciel sans contrails. Cet autre chantier prendra place dans les centres de contrôles 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 certainement le plus critique, car elle impliquera une décision contre-intuitive : modifier la trajectoire des avions au risque d’augmenter leur consommation de carburant. Pour cela, il faudra donc « absolument comprendre ce que l’on compte éliminer, car au moment où l’on se mettra en action, nous devrons aussi consommer plus de kérosène », reconnaissait Mark Bentall.
La diminution de la formation de contrails passera par des changements de route, même si le responsable d’Airbus privilégiait la piste de voler « au-dessus ou en dessous » des zones à éviter. « Nous ne les contournerons certainement pas », ajoutait-il. Le fait de voler en dessous augmentera pourtant bien la consommation des moteurs, alors que l’altitude joue un rôle dans l’utilisation du kérosène : plus l’avion est haut, moins il rencontre de résistance de l’air.
Steven Berrett appelait toutefois à se montrer pragmatique. « Je pense que nous devrions reconnaître que la réduction des contrails offre des avantages clairs, avec des inconvénients plus anodins. L’élimination des contrails pourrait réduire de 2 % l’impact du réchauffement climatique, un effet équivalant à celui de l’impact de France et de l’Angleterre sur le climat combinés. En parallèle, limiter les contrails entraînerait une augmentation de 1 % de la consommation de carburant dans le secteur aérien, qui ne représente que 2 % des émissions de CO2 dans le monde ».
Surveillance satellite et modèles de prédiction
Faudra-t-il encore savoir où se trouvent ces zones, avant de se montrer prêt à les intégrer dans la liste des raisons pour modifier la trajectoire d’un avion. Pour le chercheur Steven Barrett, l’orbite géostationnaire et l’orbite basse nous offrent déjà de quoi garder un œil sur les zones à risque.
Il mentionnait l’arrivée d’un nouveau satellite géostationnaire d’observation, au-dessus de l’Europe et de l’Afrique, « qui offre de l’imagerie en temps réel utile pour repérer des formations de traînées de condensation ». Des satellites équivalents existeraient aussi pour les Américains, et plus récemment pour l’Asie de l’Est, grâce à l’agence spatiale japonaise. Une constellation de satellites en orbite basse baptisée FireSat, lancée par Google en mars 2025, pourrait aussi avoir un rôle, même si celle-ci a d’abord été déployée pour prévenir des départs d’incendies.
« Pour faire simple, je pense qu’à la manière des observations que l’on fait 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. Au fil du temps, les prévisions s’amélioreront, et nous pourront éliminer les contrails de 50 %, puis de 80 %, puis de 90 %, etc… », soutenait Steven Barrett.
Une voix du panel s’élevait tout de même contre ses propos de Steven Barrett, et contre l’approche par l’observation. Il s’agissait de celle d’Ilona Sitova, qui parlait au nom des centres de contrôles aériens. L’experte en durabilité de l’aviation pour le MUAC d’Eurocontrol pointait du doigt le raisonnement simpliste selon lequel il suffirait de modifier la route d’un avion. « La déviation d’un avion entraînerait la déviation de nombreux avions. Et cela poserait des problèmes de sécurité, donc nous serions obligés de réguler le trafic, et garder des avions au sol ».
Plutôt que de l’observation, Ilona Sitova prônait l’idée de « favoriser les prédictions », et mettre l’accent sur la vérification. « Nous devons savoir si nous faisons les bonnes choses. Sinon, nous brûlerons une quantité supérieure de kérosène sans aucun bénéfice », prévenait Ilona Sitova.
Conflit entre scientifiques et décideurs
Dans l’ordre des choses, Airbus ne voit pas des changements arriver sans qu’ils ne soient motivés par des initiatives politiques. Pour l’avionneur comme pour le chercheur Steven Barrett, rien ne prendra forme sans l’impulsion au préalable d’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. »
À Guy Johnson, médiateur de la table ronde, de se tourner vers le directeur de l’Aviation Environment Federation (AEF) Tim Johnson pour connaître son avis. Plus habitué au dialogue avec les décideurs politiques et les régulateurs, l’homme illustrait toute la difficulté à avancer à la vitesse souhaitée par Steven Barrett. « Les trainées de condensation vont aussi devoir être surveillées. Mais nous avons besoin des avancées du monde scientifique au préalable, pour obtenir la data nécessaire à grande échelle. Je pense que ces deux ou trois prochaines années seront critiques 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 pencher qu’aujourd’hui ? Pourquoi ne pas s’en être occupé il a cinq, dix, vingt ans ? Alors que Steven Barrett prônait l’agent de contrainte comme une opportunité d’avoir un impact positif « immédiat » sur le climat, difficile de comprendre comment la machine ne s’est pas mise en route plus tôt.
Ilona Sitova confiait qu’à ce stade, « c’est un projet de recherche, uniquement ». Une recherche revenue de multiples fois sur la table, 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 mal des avions plus efficients
En accord sur la notion de momentum, Steven Barrett appelait à ne plus perdre de temps. « Il y a des fourchettes hautes et des fourchettes 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 compliquera la tâche, car d’ici là, le problème s’aggravera. 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. Tout un paradoxe.
En réponse à un journaliste, Steven 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 des avions. Outre-Atlantique, des travaux de recherches commencent à porter leurs fruits. Sur la question des carburants d’aviation durable, Boeing, General Electric et la NASA réalisent des essais depuis 2015 en Europe, en collaboration avec le German Aerospace Center. En octobre 2024, leur programme basculait 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 ampleur lorsque Google s’y est intéressé en 2021 avec le « Project Contrails ». L’essor de l’intelligence artificielle a marqué un tournant, en 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 Summit, 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 balayés, 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 trainées des avions consistait surtout à effacer des traces – ses propres traces.
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