Lorsque nous scrutons le ciel et observons les estelas de los aviones, de nombreuses questions surgissent. Ces lignes blanches sont le fruit d’un phénomène physique lié au vapeur d’eau et aux basses températures en haute atmosphère. Découvrons leur impact sur le climat et les idées reçues qui les entourent.

Comprendre les estelas des avions : formation et impact sur le climat

Lorsque nous levons les yeux vers le ciel et apercevons ces lignes blanches laissées par les réacteurs, il est naturel de se poser des questions sur leur nature et leur signification. Les estelas des avions font l’objet de nombreuses théories, mais la science nous offre des éclaircissements sur ce que nous observons, leur formation et leur rôle dans le climat de notre planète.

Qu’est-ce que les estelas des avions ?

Les estelas des avions ne contiennent ni agents chimiques ni biologiques ajoutés, et ne sont pas utilisées comme outil secret pour modifier le climat. Elles sont essentiellement le résultat d’un phénomène physique lié à la condensation du vapeur d’eau et aux températures extrêmement basses des couches supérieures de l’atmosphère. Le reste des composants émis par les moteurs n’est pas responsable de la formation de ces bandes blanches visibles.

Selon les explications fournies par Paloma Castro Lobera, déléguée de l’Agence État de Météorologie en Navarra, la clé réside dans la très basse température de la haute troposphère. C’est là que les avions commerciaux volent, à une altitude d’environ 8 à 12 kilomètres, où les températures oscillent entre moins 30 et moins 50 degrés Celsius.

Lorsque le jet hot et humide issu du moteur rencontre cet air glacial, le vapeur d’eau se condense et se transforme en cristaux de glace, rendant l’estela visible. La durée de vie de cette estela dépend de la température extérieure ; plus l’atmosphère est froide, plus elle persiste dans le ciel sans se dissiper.

Ce phénomène est particulièrement visible dans des régions comme l’Antarctique, où l’air est extrêmement froid et sec, rendant les estelas nettement plus nombreuses et durables que dans des zones tempérées.

Altitude, latitude et concentration des estelas

La formation et la persistance des estelas dépendent de l’altitude de la tropopause, la limite supérieure de la troposphère qui varie selon les régions : elle est d’environ 8 kilomètres aux pôles, de 10 à 12 kilomètres dans les latitudes tempérées, et peut atteindre jusqu’à 16 kilomètres près de l’équateur.

Les avions commerciaux volent près de cette frontière entre la troposphère et la stratosphère. La génération des estelas n’est pas un processus linéaire ; leur apparition et leur durée dépendent des conditions spécifiques de l’environnement au moment du survol.

Dans des zones à forte concentration de trafic aérien comme Madrid, Barcelone, Londres ou Paris, il est courant d’observer une multitude d’estelas. Par exemple, dans la ville de Toledo, située au sud-ouest de Madrid, un simple coup d’œil vers le ciel peut révéler plusieurs estelas simultanément.

Cette accumulation de lignes peut surprendre et inquiéter ceux qui ne connaissent pas le phénomène. Toutefois, il s’agit simplement de condensation de vapeur d’eau, et non de substances chimiques ajoutées ; il est essentiel de considérer cela comme un phénomène physique lié à l’émission des réacteurs.

Des lignes fines aux nuages qui influencent le climat

Les estelas de condensation se forment lorsque les gaz chauds et humides émis par les moteurs rencontrent des couches d’air très froides et saturées d’humidité. Les particules du gaz d’échappement agissent comme des noyaux de condensation, permettant au vapeur d’eau de geler et de former une nuage linéaire de cristaux de glace.

Initialement, cette formation est une ligne fine, mais si les conditions atmosphériques le permettent, elle peut s’élargir, se mélanger avec son environnement et évoluer en un nuage haute altitude semblable à des cirrus. Ces formations nuageuses ont un effet complexe sur le bilan radiatif de la Terre : elles réfléchissent une partie de la radiation solaire, tout en conservant la chaleur émise par la surface terrestre vers l’espace.

Les études climatiques révèlent que les estelas, ainsi que les cirrus qui en découlent, génèrent un effet net de réchauffement, surtout durant la nuit, lorsque leur capacité à piéger la radiation infrarouge prédomine. Certaines analyses estiment que les estelas pourraient représenter jusqu’à 50 % de l’impact climatique de l’aviation.

Estelas « cachées » dans les cirrus

Au-delà des estelas visibles, la science s’intéresse également à un autre type d’empreinte moins évidente : celles qui se forment à l’intérieur de nuages élevés existants, notamment des cirrus. Ces estelas « incorporées » ne sont pas identifiables comme des lignes distinctes, mais elles peuvent altérer significativement la structure des nuages qu’elles traversent.

Une étude menée par l’Institut de Météorologie de l’Université de Leipzig a récemment quantifié ce phénomène. En combinant les données de position des avions avec des observations satellites, les chercheurs ont étudié plus de 40 000 cas entre 2015 et 2021, pour déterminer l’impact des trajets aériens sur les cirrus.

Les résultats montrent que ces estelas intégrées contribuent environ à 10 % de l’effet de réchauffement lié aux estelas visibles. Les chercheurs estiment également un forçage radiatif annuel moyen d’environ 5 milliwatts par mètre carré, une somme non négligeable dans le cadre du bilan énergétique de l’atmosphère.

Une question en suspens était de savoir si forcer le passage d’avions à travers des cirrus pouvait inverser ce bilan et entraîner un refroidissement net. Les données recueillies n’ont pas soutenu cette hypothèse, les auteurs affirmant qu’il n’existait pas de preuves solides en faveur d’une telle inversion.

Dès lors, détourner les vols pour leur faire traverser des cirrus, espérant un effet bénéfique sur le climat, semble peu réaliste. Les estelas incorporées ajoutent un effet supplémentaire qu’il convient de prendre en compte dans les évaluations climatiques de l’aviation.

Impact des estelas durant la pandémie

La chute drastique du trafic aérien provoquée par la pandémie de COVID-19 a ouvert une occasion presque expérimentale pour étudier l’impact des estelas dans un contexte de moindre activité humaine. En 2020, le nombre de vols ayant diminué, la quantité de perturbations causées par les avions dans les cirrus a également baissé.

Les recherches réalisées à Leipzig ont mis en lumière que pendant cette période, l’atmosphère se rapprochait d’un état préindustriel, avec moins d’interférences humaines. Dans ce contexte plus pur, la signalisation radiative des estelas incorporées devenait plus évidente.

Cependant, cette situation était temporaire ; avec la reprise du trafic aérien en 2021, les indicateurs sont vite revenus à leurs valeurs d’avant la pandémie, illustrant ainsi l’impact significatif de l’aviation moderne sur la microphysique des nuages et le bilan radiatif de l’atmosphère.

Éviter les estelas : une stratégie pour réduire l’impact climatique

L’une des pistes qui suscite l’intérêt parmi les scientifiques, les compagnies aériennes et les régulateurs en Europe est la possibilité de réduire l’impact climatique de l’aviation en évitant, autant que possible, les régions de l’atmosphère favorables à la formation d’estelas persistantes. La logique est simple : si le problème ne réside pas uniquement dans le CO₂, mais aussi dans les nuages de glace générés après les avions, prévenir leur formation pourrait atténuer rapidement une partie du réchauffement.

Contrairement au dioxyde de carbone, qui peut persister des décennies dans l’atmosphère, les estelas ont un impact immédiat et de courte durée. Si un vol peut éviter de créer une estela dans une zone critique, les bénéfices climatiques sont ressentis dès que l’avion passe.

Sur le papier, un léger ajustement de l’altitude ou de l’itinéraire pourrait suffire pour échapper aux couches d’air plus froides et humides. Toutefois, le défi est de taille : il faut prédire avec précision où et quand les conditions favorables à la formation d’estelas persisteront, tout en garantissant la sécurité des vols et l’efficacité énergétique.

Pour relever ce défi, la communauté scientifique analyse les données des estelas déjà formées et les informations atmosphériques afin de développer des modèles prévisionnels. Les images satellites jouent un rôle crucial, offrant une vue d’ensemble de grandes zones du ciel et permettant de reconstruire le comportement des estelas dans des situations réelles de vol.

Surveillance des estelas par satellites

Les satellites géostationnaires (GEO) sont actuellement l’outil principal pour surveiller les estelas à grande échelle. Situés à 36 000 kilomètres au-dessus de l’équateur, ils tournent à la même vitesse que la Terre et peuvent observer de manière continue la même zone, capturant des images toutes les quelques minutes.

Cependant, une étude récente de l’Institut Technologique du Massachusetts (MIT) souligne une limitation majeure : en comparant les images des estelas prises par des satellites GEO et ceux en orbite basse (LEO), les chercheurs ont révélé que jusqu’à 80 % des estelas visibles échappent à la détection des satellites GEO.

Cela ne signifie pas que l’impact climatique des estelas soit considéré comme négligeable, car les nuages de glace les plus étendus et denses sont ceux qui généralement provoquent un plus grand forçage radiatif. Néanmoins, cette découverte indique que notre compréhension des effets climatiques des estelas pourrait être incomplète.

Approche multi-observation pour une meilleure observation

Les satellites de basse orbite (LEO) volent à des altitudes beaucoup plus basses que les GEO, offrant une résolution spatiale bien supérieure. Ils peuvent capturer des détails que les satellites en orbite géostationnaire ne pourraient pas distinguer : estelas courtes, structures plus fines, premières phases de formation de cristaux de glace, etc.

Cependant, ces satellites ne peuvent pas observer en continu la même région, ce qui limite leur utilité pour surveiller l’évolution complète des estelas. Par conséquent, des approches multi-observation sont considérées, intégrant les forces de chaque type de capteur.

Les satellites GEO fourniraient une couverture presque continue, tandis que les LEO offriraient des détails sur les phases précoces de formation. Des réseaux de caméras terrestres pourraient également enregistrer en temps réel le moment où un avion génère une estela sur un aéroport ou un couloir très fréquenté.

Cette méthode permettrait un suivi complet du cycle de vie d’une estela, depuis sa sortie du moteur jusqu’à sa transformation éventuelle en nuage de glace ou sa dissipation. Grâce à une accumulation suffisante de données, des modèles de prévision quasi en temps réel pourraient être développés pour anticiper où et quand les conditions seront propices à la formation d’estelas à fort impact climatique.

Vers des systèmes de prévision en Europe

En Europe, où l’espace aérien est très fréquenté et où les politiques climatiques se renforcent, ces informations pourraient être intégrées dans les systèmes de gestion du trafic aérien. Comme les pilotes reçoivent actuellement des avertissements concernant les turbulences ou les tempêtes, ils pourraient dans le futur recevoir des alertes sur les zones sujettes à la formation d’estelas persistantes.

Si un modèle fiable prédit que certaines conditions de température et d’humidité favoriseront la formation d’une estela avec un fort impact radiatif, une simple recommandation d’ajustement de l’altitude pourrait suffire. Bien que ce changement semble mineur, il peut avoir des conséquences significatives sur la création de nuages de glace durables.

Les chercheurs du MIT soutiennent que les satellites géostationnaires continueront à jouer un rôle essentiel grâce à leur capacité à couvrir de vastes étendues, mais mettent également en garde contre le risque de se fier uniquement à eux, ce qui donnerait une image partielle.

En parallèle, des réseaux de caméras sur terre pourraient également être déployés dans des aéroports et d’autres sites stratégiques, afin d’associer chaque estela à un vol spécifique, de connaître l’altitude exacte à laquelle elle a été générée, et de suivre son développement avec l’aide des satellites.

Une recherche récente met en lumière que les estelas des avions sont un élément clé de l’impact climatique du secteur aérien, tant sous forme de lignes visibles que de traces cachées dans les nuages. Elles résultent d’un phénomène physique bien documenté — la condensation et la congélation de la vapeur d’eau dans l’air froid — et non d’opérations secrètes, mais leur influence sur le réchauffement climatique mérite d’être soigneusement étudiée.

Mon avis :

Les estelas de los aviones, résultant de la condensation du vapeur d’eau dans des conditions atmosphériques froides, représentent un phénomène physique bien compris. Si elles contribuent au réchauffement climatique, notamment à travers leur effet de serre, il est crucial de considérer simultanément des solutions comme l’ajustement des trajectoires de vol pour atténuer leur impact négatif.

Les questions fréquentes :

Qu’est-ce que les estelas de los aviones ?

Les estelas de los aviones, ou traînées de condensation, sont des lignes blanches visibles dans le ciel, formées par la condensation et la congélation du vapeur d’eau émis par les moteurs d’avion. Elles se produisent lorsque l’air chaud et humide des gaz d’échappement se rencontre avec des couches d’air très froides dans l’atmosphère.

Quel est l’impact des estelas sur le climat ?

Les estelas peuvent influencer le climat en réchauffant l’atmosphère. Des études montrent qu’elles peuvent contribuer à un effet net de réchauffement, en particulier la nuit, lorsqu’elles retiennent la chaleur émise par la surface terrestre.

Pourquoi certaines estelas restent-elles plus longtemps dans le ciel ?

La durée de visibilité des estelas dépend principalement de la température de l’atmosphère. Plus l’air est froid, plus les estelas ont tendance à rester visibles longtemps, car elles se transforment en cristaux de glace qui persistent dans des conditions favorables.

Quelle est la relation entre l’altitude et la formation d’estelas ?

La formation des estelas dépend de l’altitude de la tropopause, qui varie à travers le globe. Les avions volent généralement à proximité de cette limite, ce qui les rend susceptibles de créer des estelas. Les variations de température et d’humidité à différentes altitudes affectent également leur formation et leur durabilité.