Traînée de condensation - Définition

Formation de traînées dans la troposphère

Un phénomène rappelant celui des traînées d’avion existe - pour d’autres raisons - à une altitude beaucoup plus basse, dans la troposphère.

• Indétectable dans le spectre visible, il est clairement perceptible dans l’infrarouge par les satellites.
• Ces traînées sont produites par la formation d'aérosols de micro-gouttelettes, qui – à cette altitude – ne gèlent pas, à partir des émissions de cheminées de navires. On les attribue essentiellement à l'effet de nucléation de l'eau-vapeur induite par le soufre relargué par le fuel lourd brûlé par les chaudières de navires. Ce soufre joue le rôle d'un catalyseur en constituant un noyau facilitant la nucléation de micro-gouttelettes d’eau.
• Il est possible (à confirmer) que la réverbération du soleil et en particulier d'une partie des UV sur l’eau ait une importance dans le phénomène en augmentant l’énergie disponible (que nous percevons par exemple sous la forme des coups de soleil) on constate par exemple que les pics d'ozone sont souvent beaucoup plus important au dessus de la mer ou en bordure de mer.
• Le fait que ces « traînées » soient nettement visibles dans l'infrarouge signifie qu’une partie du rayonnement calorique solaire est renvoyé en direction de l’espace. Localement, le phénomène contribue donc, comme les « contrails » d’altitude, à légèrement refroidir l’air ambiant, mais bien moindrement sans doute que dans le cas des avions. Mais il faut aussi tenir compte que chacun de ces panaches est aussi le témoin d'une émission importante de GES (NOx, CO, HC, CO2).

Nuisance supplémentaire

Traînée nocturne ; 2006/01/14 par nuit de pleine lune, froide, claire et sans vent, dans la banlieue lilloise (pose de 15 secondes).

Les nuits de pleine lune, des traînées peuvent être clairement visibles. Par nuit noire, de telles traînées sont très rarement visibles, en tous cas pour les longueurs d'ondes perçues pour l'œil humain. Lorsqu'elles le sont, elles peuvent alors gêner l’observation astronomique. Ces phénomènes sont généralement classé comme « nuisances lumineuses » pour l'astronomie, plutôt que comme pollution lumineuse bien qu'il soit associé à une pollution réelle et durable à partir des réacteurs, liée au CO₂, à la vapeur d'eau (gaz à effet de serre) et aux particules émises.

Tendances et prospective

Ce phénomène de traînées célestes est en très forte augmentation depuis 20 ans. Dans les années 1990, il a été jugé préoccupant notamment car la contribution de l'aviation civile à l'effet de serre était et est encore en forte augmentation (elle serait passée de 3 % environ à 5 % d'augmentation par an en quelques années), sans être prise en compte par le traité de Kyoto .

La première série de scénario de forçage radiatif à vocation d'état des lieux et prospective, et ayant cherché à intégrer les effets climatiques des contrails, semble avoir été fait par la NASA et l'IPCC. Selon ce travail, en 1992, l'apport global de l'aviation était de 0,05 W/m2, soit 3,5% du total forçage radiatif anthropique (+1,4 W/m2 mesurée par rapport l'atmosphère pré-industrielle, pour les gaz à effet de serre et des aérosols combinés, et de +2,7 W m-2 pour les gaz à effet de serre seul).

Pour les avions la part estimée du CO₂ était la plus importante (+0.018 /m2, suivie des NOx (+0.023 W/m2, via ses impacts sur l'ozone) et par le méthane (+0,014 W/2, par l'intermédiaire des changements indirects de taux méthane). La NASA avait estimé que le bilan du forçage causé par les traînées d'avion était d'environ + 0,02 W/m2 alors que la vapeur d'eau stratosphérique, en tant que gaz à effet de serre, ne comptait que pour 10 fois moins (0.002 W/m2), devant les aérosols sulfatés (effet direct), et les aérosols carbonés (+0,003 W/m2 et les suies (+0,003 W/m2). La NASA a également estimé que les cirrus créés ou secondairement étendus par l'expansion des contrails pouvaient également contribuer au forçage radiatif (de 0 à 0,04 W/m2 selon le facteur d'incertitude retenu).

Les premiers grands scenarii prospectifs (2015-2050) datent aussi de cette époque. Selon la NASA, l'impact de la croissance de la flotte subsonique des années 2000 à 2015 - selon les données disponibles à l'époque - pourraient conduire à un forçage de + 0,11 W/m2 vers 2015, soit-environ 5% du forçage radiatif anthropique total prévu pour cette période).

On manque de cadastre mondial des émissions pour évaluer quantitativement et qualitativement les impacts des traînées émises par les navires, ou celle des avions militaires. Faut-il diminuer les vols de nuits, et les décollages en hiver pour mieux respecter la convention de Rio sur les modifications climatiques ? C'est une question posée dans la revue Nature en 2006.