Explosion du trafic aérien

Un rapport sur les performances environnementales des aéronefs décrit les améliorations en matière de durabilité de l'aviation en Europe tout en pointant l'explosion du trafic aérien.
Elaboré par l'Agence européenne de la sécurité aérienne (AESA), l'Agence européenne pour l'environnement (AEE) et Eurocontrol, le deuxième rapport environnemental européen sur l'aviation souligne le paradoxe d'une aviation toujours plus ‘'verte'', mais dont les émissions vont continuer à exploser. De fait, le nombre de vols a augmenté de 8 % entre 2014 et 2017 et va s'accroître de 42 % entre 2017 et 2040 selon les prévisions. D'ici 2040, les émissions de CO₂ et de NO_X (oxyde nitreux) devraient respectivement grimper d'au moins 21 % et 16 %. En 2016, l'aviation était responsable de 3,6 % des émissions totales de gaz à effet de serre de l'Union européenne des vingt-huit et de 13,4 % des émissions du secteur des transports.
Face à ces constats, la Commission européenne estime que ‘'la contribution du secteur aérien à la lutte contre le changement climatique nécessitera son engagement total en faveur d'investissements dans des solutions de décarbonation de l'aviation, en vue d'atteindre l'objectif de l'UE de parvenir à zéro émission nette d'ici à 2050'', souligne un communiqué publié le 24 janvier.
Les améliorations technologiques et le renouvellement de la flotte ont pu partiellement contrebalancer l'impact de la croissance récente, mais le bruit et les émissions ont tout de même augmenté depuis 2014. Le nombre d'aéroports majeurs qui traitent plus de 50.000 mouvements d'aéronefs par an devrait passer de 82 en 2017 à 110 en 2040 et, par conséquent, le bruit des avions pourrait affecter plus d'Européens.
Cependant l'efficacité environnementale de l'aviation continue de s'améliorer et d'ici 2040, d'autres améliorations en termes de consommation moyenne de carburant par passager-kilomètre parcouru (-12 %) et d'énergie sonore par vol (-24 %) sont à prévoir, selon le rapport.
Réduire le bruit
Premier train de mesures, la mise en œuvre d'innovations de conception des aéronefs afin d'en réduire le bruit, auquel sont exposés des millions d'Européens. Les données de certification récentes démontrent que les technologies de pointe continuent d'être intégrées dans les nouvelles conceptions. La nouvelle norme de bruit des aéronefs est entrée en vigueur le 1er janvier 2018 et les prochaines normes relatives aux émissions de CO₂ et aux moteurs des avions seront appliquées dès le 1er janvier 2020.
Le niveau sonore moyen de la catégorie des avions à deux allées de la flotte européenne a considérablement diminué depuis 2008 en raison de l'introduction de l'Airbus A 350 et du Boeing 787, souligne le rapport.
En 2017, 9,6 millions de vols ont eu lieu à destination ou en provenance des aéroports des vingt-huit pays de l'Union européenne en 2017 et leur nombre devrait augmenter de 42 % entre 2017 et 2040. L'initiative Ciel unique européen a introduit des instruments réglementaires pour aider à relever les défis environnementaux associés à cette croissance. Par exemple, les opérations de descente continue des aéronefs ont le potentiel de réduire à la fois le bruit et le CO₂, en particulier dans la zone centrale européenne. De nouveaux processus de vérification et de collecte des certificats de bruit des avions sont mis en place par l'AESA afin de soutenir une approche harmonisée.
Des carburants ‘'durables''
Autre priorité, l'utilisation des carburants aviation durables. Le recours à ces carburants est actuellement minimal et devrait rester limité à court terme. Selon le rapport, les carburants d'aviation durables pourraient apporter une contribution importante à l'atténuation des impacts actuels et futurs de l'aviation sur l'environnement.
Six filières de production des carburants d'aviation à base de biocarburants ont été certifiées et plusieurs autres sont en cours d'approbation. L'Union européenne a le potentiel d'augmenter sa capacité de production de carburant d'avions biosourcé, mais l'utilisation par les compagnies aériennes reste minime en raison de plusieurs facteurs, notamment le coût par rapport au carburant d'aviation conventionnel et la faible priorité accordée à la plupart des politiques bioénergétiques nationales.
Anticiper les effets du climat sur le trafic aérien
En 2016, un accord a été conclu au sein de l'Organisation de l'aviation civile internationale en vue de la mise en place d'un système de compensation et de réduction des émissions de carbone pour le transport international. Depuis novembre 2018, 76 États se sont portés volontaires pour compenser leurs émissions à partir de 2021.
Les effets du changement climatique pourront affecter l'aviation. Des températures moyennes et extrêmes plus élevées auront une incidence sur les performances générales des avions. Ceci est dû au fait que, lorsque la température de l'air augmente, sa densité diminue et que la portance est réduite. Plusieurs aéroports dans le monde prévoient déjà des départs à des heures plus fraîches de la journée pour les avions les plus lourds, afin de prendre en compte les températures plus élevées.

Le krill antarctique fuit le réchauffement climatique

En examinant les données de captures du crustacé emblématique de l’Antarctique, une équipe anglaise vient de prouver que les populations de krills s’amenuisent et se réfugient dans les eaux plus froides proches du continent.

BIOMASSE. Le krill ne va pas bien, et on peut craindre des conséquences en chaîne pour les équilibres écologiques de l'Antarctique. Une équipe de chercheurs du laboratoire marin de Plymouth (Royaume-Uni) vient de publier des résultats alarmants dans Nature climate change : la principale nourriture des baleines à fanons (rorquals et baleines franches) est descendue plus au sud et se concentre désormais autour de la péninsule antarctique. L'étude ne fait pas d'évaluation de la biomasse d'Euphosia superba, la plus importante au monde pour le règne animal (autour de 600 millions de tonnes), mais elle rapporte des changements inquiétants sur la structure même de cette population.
Si les chercheurs se sont focalisés sur la mer de Scotia (située à l’est de la pointe de Patagonie et de la péninsule antarctique), c’est parce que c’est dans cette zone que l’on retrouve le plus de krills, et ce depuis le début des relevés en 1926. Grâce à une banque de données spécialement construite pour l’observation de cette espèce, les biologistes disposent d’une série de 90 ans de relevés de captures par la pêche industrielle et de résultats de prélèvements scientifiques sur le renouvellement annuel de cette petite crevette. C’est ainsi qu’ils ont pu déterminer un déplacement de 440 kilomètres des bancs de crustacés, soit 4 degrés de latitudes au cours des 40 dernières années. L’espèce a délaissé les abords des îles de Géorgie du Sud pour les eaux proches du continent antarctique.

Tout indique que le krill a du mal à se reproduire

GÉNÉRATIONS. Un autre phénomène a intrigué les chercheurs. Les spécimens capturés aujourd’hui sont en moyenne 6 millimètres plus longs que ceux des années 1970 et leur masse corporelle est 75% plus importante. L’explication avancée est plutôt inquiétante. “Nos données sur l’abondance et la structure de la population révèlent les difficultés d’une espèce à renouveler ses générations et à se maintenir en nombre dans les franges nord de son aire de répartition”, explique Angus Atkinson, principal auteur de l’étude. Le réchauffement des eaux provoque toute une série de phénomènes qui se conjuguent pour rendre plus difficile la reproduction de l’espèce. Les chercheurs citent le renforcement des vents, une météo plus chaude et un recul de la glace. En conséquence, les conditions négatives que rencontre le krill lors des années où le courant circumpolaire antarctique provoque des tempêtes et une météo plus chaude et nuageuse se pérennisent. Les conditions plus favorables à la reproduction ne se répètent plus lors du printemps austral. Les jeunes larves dépérissent et les générations ne se renouvellent plus. C’est pour cela que les chercheurs ont constaté une surreprésentation de crustacés plus gros et plus matures.
Ce changement d’aire de répartition affecte à la fois la chaîne alimentaire et le cycle biochimique de l’océan. Car l’espèce n’est pas seulement essentielle à l’alimentation des espèces marines. Elle fixe également le carbone et le fer présent dans les océans. La diminution de sa population pourrait ainsi provoquer des effets en cascade imprévus.

 

Le réchauffement des océans revu à la hausse

Une nouvelle étude parue dans « Science » révise les températures de référence, trop basses, et permet de confirmer les modèles climatiques.
Etudier le réchauffement océanique, c’est être aux premières loges des changements planétaires à l’œuvre. Les vastes étendues d’eau salée régulent la machine climatique en absorbant plus de 90 % de l’énergie attribuable au réchauffement planétaire. Or une étude publiée vendredi 11 janvier dans la revue Science a largement revu à la hausse l’évolution de leur température entre 1971 et 2010.
L’équipe internationale, menée par le chinois Lijing Cheng, s’est appuyée sur quatre études publiées entre 2008 et 2018 pour actualiser les séries temporelles des températures de l’océan. Elles mesurent la chaleur accumulée par ce dernier, nommé « contenu thermique de l’océan » (OHC pour « ocean heat content »).
Leurs résultats suggèrent que les chiffres utilisés par le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) étaient bien inférieurs à la réalité. Entre 1971 et 2010, l’OHC aurait ainsi grimpé annuellement de 0.36 à 0.39 watts par mètre carré (w/m²). Soit presque deux fois plus que les chiffres retenus par le cinquième rapport du GIEC datant de 2013, qui situait cette hausse annuelle entre 0,2 et 0,32 w/m² sur la même période.
Les scientifiques apportent ainsi de nouveaux arguments face à la théorie d’une « pause » dans le réchauffement climatique, comme le rappelle Damien Desbruyères, chercheur à l’Ifremer :

« Entre 2000 et 2009, la température de surface de l’océan, mesurée par satellites, est restée stable : tout le monde s’est alors dit que le réchauffement climatique se ralentissait. En réalité, le mécanisme probablement responsable de cette pause, c’est que la variabilité naturelle des grands courants marins modifie la redistribution de la chaleur entre la surface et les grandes profondeurs. »

Loin du décrochage annoncé par certains, l’étude note même une accélération de la température océanique pour la période récente, estimée entre 0.55 et 0.68 w/m² après 1991. « L’augmentation établie et continue de l’OHC indique que la planète est de toute évidence en train de se réchauffer », concluent les scientifiques.

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A défaut d’être réjouissants, ces résultats sont en adéquation avec les algorithmes utilisés par le GIEC pour modéliser le climat dans son ensemble. « Nous savons maintenant que les modèles mis en œuvre par le GIEC sont plus performants que nous le pensions », constate ainsi John P. Abraham, chercheur à l’université de Saint-Thomas aux Etats-Unis et coauteur de l’étude.

Un obstacle : l’immensité du terrain d’étude

Dans le cas du scénario le plus proche du respect de l’accord de Paris, les scientifiques projettent désormais une hausse de 1 037 zettajoules (1 021 joules) de l’OHC d’ici la fin du siècle. Les prévisions doubleraient pour un scénario sans diminution importante des émissions de gaz à effet de serre, portant ce chiffre à 2 020 zettajoules. A titre de comparaison, c’est l’équivalent de 4 000 fois la consommation annuelle énergétique de l’humanité, qui est d’environ 0,5 zettajoules.
L’immensité du terrain d’étude constitue pour les scientifiques le principal obstacle à une meilleure compréhension des températures océaniques. L’océan couvre en effet 71 % de la surface du globe et atteint par endroits 11 000 mètres de profondeur. Sa température est loin d’être uniforme.
Entre 1940 et 2000, les chercheurs utilisaient des sondes bathythermographes (XBT en anglais), sorte de thermomètre muni d’un nez en plomb. Lancées depuis la surface, elles filaient au fond de la mer en transmettant leurs mesures. S’ils possédaient l’avantage de pouvoir être utilisés sans nécessiter l’arrêt du bateau, ces instruments à usage unique se heurtaient à l’impossibilité de couvrir l’ensemble de l’océan.
« Les nouvelles corrections des biais imputés aux XBT, tout comme la réduction de l’impact du sous-échantillonnage de certaines parties de l’océan, nous suggèrent de revoir à la hausse les estimations du réchauffement océanique » constate Damien Desbruyères.

Mémoire des épisodes climatiques

Pour pallier ces limites, la communauté scientifique peut compter depuis les années 2000 sur les mesures du programme international Argo, un réseau de 3 900 flotteurs dérivant aux quatre coins du globe à 1 000 mètres de profondeur et programmés pour effectuer des plongées jusqu’à 2000 mètres. S’il permet d’augmenter la résolution spatiale et temporelle des données collectées, le programme ne résout pas une inconnue majeure : l’absorption de l’excédent de chaleur par les abysses.
De récentes recherches ont pourtant démontré que les profondeurs de l’océan conservaient une forme de mémoire des épisodes climatiques sur de longues périodes. « Argo ne mesure finalement que la moitié du volume total de l’océan. Il y a encore de grosses incertitudes sur la contribution de l’océan profond », explique Damien Desbruyères. « Pour avoir une image plus complète, nous avons besoin de capteurs qui puissent aller au-delà de 2 000 mètres », souligne également John P. Abraham. Ce sera tout l’enjeu de la flotte « Deep Argo » en cours de déploiement, et dont les sondes pourront atteindre les fonds marins.
La modification de la température de l’océan n’est pas qu’un indicateur du dérèglement climatique. Outre ses effets sur la biodiversité, son réchauffement provoque sa dilatation et donc l’élévation du niveau de la mer, renforcée par la fonte de la banquise et de la glace terrestre (glaciers, inlandsis). Il pourrait également modifier les grands courants océaniques et la circulation de l’eau, des mécanismes qui intéressent particulièrement les scientifiques, comme l’explique Damien Desbruyères.

« La circulation thermohaline, ou circulation permanente à grande échelle de l’eau des océans, c’est comme un grand tapis roulant qui évolue lentement dans le temps. Le réchauffement de surface et la fonte des glaces, en rendant les eaux plus légères, pourraient inhiber la formation des eaux profondes aux hautes latitudes, un maillon essentiel de cette circulation et la principale source de renouvellement de l’océan profond et abyssal. »

Signe de cet intérêt, le prochain document du GIEC, qui sera rendu public en septembre 2019, portera sur les incidences des changements climatiques sur les océans et la cryosphère.