Chercheur responsable : Bruno Benevit
Titre original : Voies vers une aviation durable : Analyser les émissions des opérations aériennes en Europe pour soutenir les initiatives politiques
Auteurs : Nicolò Avogadro et Renato Redondi
Lieu d'intervention : Europe
Taille de l'échantillon : 9 millions de vols
Secteur : Économie des transports
Variable d'intérêt principal : Émissions de GES
Type d'intervention : Efficacité opérationnelle
Méthodologie : ascendante
Résumé
Avec le débat croissant sur le réchauffement climatique, les émissions de gaz à effet de serre (GES) font l’objet d’une attention particulière de la part de l’opinion publique. L’aviation est l’un des secteurs les plus préoccupants à cet égard, générant une demande d’une plus grande efficacité de la part des acteurs du secteur. Cette étude a évalué l'efficacité de la consommation de carburant et les émissions de GES dans le secteur de l'aviation, à l'aide de données provenant de vols intercontinentaux et intra-européens. Les résultats obtenus ont mis en évidence qu'une part importante des émissions totales provient des procédures d'atterrissage et de décollage. Les éléments de preuve ont également souligné l’importance de l’amélioration opérationnelle, suggérant que les itinéraires plus courts (régionaux et intra-européens) sont moins efficaces.
L'industrie des transports joue un rôle central dans la croissance économique mondiale, étant associée au processus d'intégration mondiale connu au cours des dernières décennies. Cependant, son expansion rapide a suscité des préoccupations environnementales. Le secteur a été le seul parmi les principales activités économiques européennes à afficher une augmentation continue des émissions de gaz à effet de serre (GES) entre 2013 et 2019, contribuant à environ un quart des émissions totales de l'Union européenne au cours de cette période (AVOGADRO ; REDONDI, 2024). Bien que le transport terrestre représente la plus grande part de ces émissions, le transport aérien s’est imposé comme l’une des principales sources de préoccupation en raison de sa croissance accélérée. Depuis 1990, les émissions de l’aviation ont plus que doublé.
Avec l’attente d’une croissance de la demande à moyen et long terme, combinée à la réduction des gains marginaux d’efficacité dans la consommation de carburant des avions, le débat sur la durabilité du secteur aérien a gagné en notoriété. Face à ce scénario, les gouvernements et les institutions internationales se sont fixés des objectifs ambitieux pour décarboner le transport aérien, dans le but d’atteindre zéro émission nette de CO2 d’ici 2050.
Face à la tendance à intensifier l’adoption de politiques environnementales plus strictes, telles que les mécanismes de tarification du carbone, plusieurs entreprises ont cherché à adopter des mesures plus efficaces pour réduire les coûts et les émissions. Les initiatives évaluées comprennent l'utilisation de carburants durables, les progrès technologiques dans le domaine des avions, l'amélioration de la gestion du trafic aérien et l'adoption de mesures opérationnelles plus efficaces. Comprendre les modèles d'émissions et identifier les variations de l'efficacité de la consommation de carburant entre les différents types de vols peut aider à développer des politiques plus efficaces, permettant au secteur de continuer à répondre à la demande de transport aérien sans compromettre la durabilité environnementale.
Les opérations aériennes conventionnelles sont divisées en deux phases principales : les activités effectuées en dessous de 3 000 pieds, qui comprennent le roulage, le décollage, la montée initiale, l'approche et l'atterrissage, et celles qui se déroulent à des altitudes plus élevées, couvrant la montée, la croisière et la descente. Différents facteurs, tels que des conditions météorologiques défavorables, les restrictions du trafic aérien et les réglementations spécifiques aux aéroports, peuvent modifier le profil de vol idéal, influençant les émissions générées à chacune de ces étapes. La relation entre la capacité du secteur aérien à répondre à la demande et l'efficacité technologique et opérationnelle des entreprises et des aéroports est également un aspect pertinent pour l'évaluation des émissions.
Dans ce contexte, l’impact environnemental de l’aviation est de plus en plus étudié pour améliorer la compréhension de ses émissions de GES. La phase de vol de croisière (CCD), qui comprend la montée, le vol à l'altitude de croisière et la descente, a traditionnellement fait l'objet de recherches car elle représente la majorité des émissions totales. Des études plus récentes ont également commencé à analyser les émissions générées lors des opérations d'atterrissage et de décollage (LTO). Bien qu’elles représentent une part moindre des GES, les émissions générées par le LTO affectent directement la qualité de l’air à proximité des aéroports et ont des implications sur la santé humaine et les écosystèmes locaux.
Dans le contexte de l'aviation intra-européenne, les émissions de GES varient en fonction de la structure du marché intérieur de chaque pays et de sa dépendance au transport aérien. Certains marchés ont des émissions plus élevées en raison du plus grand volume de vols intérieurs, tandis que d'autres ont une part plus importante de routes transfrontalières. Les émissions sur les routes internationales au sein de l'Europe sont importantes, certaines liaisons entre grands centres urbains concentrant la majorité des vols et, par conséquent, des émissions.
Plusieurs études ont évalué ces types d'émissions au niveau des aéroports, des régions ou des pays, mais il existe encore des lacunes dans la littérature concernant l'efficacité de la consommation de carburant et la variabilité des modèles d'émissions entre les aéroports et les pays du continent. Cependant, les études abordant cette question de manière intégrée sont encore rares, notamment dans le contexte européen. Cette lacune renforce la nécessité d’élargir les analyses sur les normes d’émissions et l’efficacité opérationnelle dans le secteur de l’aviation.
Cette étude a considéré le marché européen pour évaluer les émissions de GES dans l'aviation. À cette fin, les auteurs ont utilisé un outil développé par l’Agence européenne pour l’environnement (AEE, 2019) pour estimer les émissions de GES du secteur aérien avec des observations détaillées au niveau du vol. La base de données utilisée dans l'étude couvrait les vols commerciaux de passagers au départ ou à l'arrivée dans les pays de l'espace Schengen, en plus du Royaume-Uni, de l'Irlande et de la Turquie, et a été obtenue à partir des enregistrements des vols réguliers. L'ensemble de données comprend environ 9 millions de vols, totalisant plus de 1,53 milliard de sièges proposés. Parmi ces vols, environ 6,9 millions ont eu lieu en Europe, soit 76,7% du total, avec 1,05 milliard de sièges offerts.
Compte tenu de l’impact important de la pandémie de COVID-19 sur le secteur en 2020 et 2021, et de la reprise encore incomplète en 2022, l’année 2019 a été retenue comme référence. Pour estimer la consommation de carburant et les émissions générées lors des procédures d'atterrissage et de décollage, des données spécifiques sur la consommation de carburant par type d'avion et par phase de vol ont été utilisées, sur la base d'informations sur les moteurs et leur efficacité. De plus, les temps de roulage effectifs moyens au sol ont été intégrés à l’analyse pour capturer les variations entre les aéroports.
La méthodologie adoptée a pris en compte les informations sur les aéroports d'origine et de destination, ainsi que les modèles d'avions utilisés. Cette approche a permis le calcul de la consommation de carburant et des émissions pour chaque vol individuellement, en plus d'une analyse segmentée par phases de vol. Les données ont été agrégées au niveau des aéroports et des pays. La méthodologie a également pris en compte l'impact de facteurs opérationnels, tels que les écarts de route, les procédures d'attente et la fragmentation de l'espace aérien européen, qui affectent l'efficacité du trafic aérien. Des études indiquent que ces inefficacités augmentent la consommation de carburant entre 6 et 12 %, étant donné que les avions suivent rarement des trajectoires directes entre les aéroports d'origine et de destination (AVOGADRO ; REDONDI, 2024).
La méthode adoptée pour estimer la consommation de carburant et les émissions de GES a pris en compte séparément les phases de décollage et d'atterrissage (LTO) et la phase de croisière (CCD), en adoptant une ascendante , comme proposé par l'AEE (2019). La consommation de carburant dans la phase LTO a été déterminée en fonction de facteurs de consommation spécifiques du moteur et du temps passé dans chaque sous-phase du cycle. Pour la phase CCD, la consommation a été estimée en tenant compte du type d'avion et de la distance entre les aéroports d'origine et de destination.
Les émissions ont été exprimées en équivalents CO2 et comprennent non seulement le dioxyde de carbone, mais également le méthane et le protoxyde d’azote, pondérés en fonction de leur potentiel de réchauffement climatique. De plus, pour refléter les inefficacités de la trajectoire de vol réelle, un modèle a été utilisé qui ajuste la distance réellement parcourue par rapport à la route en ligne droite.
La principale analyse des émissions basée sur la longueur du vol a classé les itinéraires en quatre groupes : régionaux (moins de 500 km), court-courriers (entre 500 et 1 500 km), moyen-courriers (entre 1 500 et 4 000 km) et long-courriers (plus 4000km). Pour comprendre l’hétérogénéité de la manière dont les émissions de GES se produisent dans les opérations aériennes, les auteurs ont estimé les impacts dans les phases CCD et LTO, ainsi que dans leurs différentes composantes.
La répartition spatiale des émissions générées lors du cycle LTO varie selon les pays européens, en fonction du volume du trafic aérien et de la densité de population autour des aéroports. Par conséquent, les niveaux d’émission dans différentes régions, pays et destinations de voyage (vols internes et externes) ont également été pris en compte. Enfin, les auteurs ont présenté le calcul des émissions par habitant afin de comprendre l'impact relatif de ces émissions dans chaque pays.
L’analyse des émissions par longueur de vol a révélé que, même si les vols longue distance ne représentaient qu’environ 10,7 % des mouvements aériens, ils étaient responsables d’environ 60,3 % des émissions totales de GES. Cet impact élevé est dû aux émissions plus élevées par vol et par siège disponibles dans ce segment. En moyenne, un vol long-courrier émettait 210,4 tonnes de CO2, soit environ 700 kg par siège. En comparaison, un vol long-courrier pollue environ 6,5 fois plus qu’un vol moyen et 15 fois plus qu’un vol court.
En revanche, les vols régionaux présentaient la plus forte intensité d'émissions par kilomètre et par siège disponible, en raison de la moindre efficacité énergétique des avions régionaux et de la fréquence élevée des procédures de décollage et d'atterrissage sur de courtes distances. En revanche, les vols moyen-courriers se sont révélés être le segment le plus efficace sur le plan environnemental, peut-être en raison de l'équilibre entre l'efficacité des avions et la distance parcourue.
La répartition des émissions par phase de vol a montré que les vols régionaux et court-courriers présentaient une incidence d'émissions significativement plus élevée pendant les cycles d'atterrissage et de décollage (31,5 % et 18,6 %, respectivement), par rapport aux vols moyens et longs (10,4 % et 4,3 %). , respectivement). Cela était dû à la consommation élevée de carburant lors des opérations au sol et à basse altitude, où le rendement du moteur est réduit. Malgré la prédominance des émissions lors de la phase de croisière des vols longue distance, les impacts des émissions au sol et lors du décollage n'étaient pas négligeables. Les estimations indiquent que les mouvements au sol dans les aéroports européens génèrent environ 8,65 millions de tonnes de CO2 par an, dont plus de la moitié sont concentrées dans les 17 aéroports les plus fréquentés de la région.
Dans le cadre des vols intra-européens, les émissions totales ont été estimées à environ 102 millions de tonnes de CO2 en 2019, avec une moyenne de 14,72 tonnes par vol et 96,7 kg par siège disponible. Le marché intérieur de chaque pays a fortement influencé les émissions totales et par habitant. La Turquie avait les émissions absolues les plus élevées, suivie par l'Espagne, l'Italie, la France, l'Allemagne et le Royaume-Uni. En ce qui concerne les émissions par habitant, la Norvège se démarque avec les valeurs les plus élevées en raison de sa dépendance au transport aérien et de l'utilisation fréquente d'avions régionaux moins efficaces. Selon les auteurs, la transition vers les avions électriques a été identifiée comme une solution viable pour réduire l’impact environnemental des vols régionaux et intérieurs sur des marchés disposant de peu d’alternatives de transport terrestre. Pour les vols internationaux en Europe, les liaisons entre l'Espagne, le Royaume-Uni et l'Allemagne représentaient les liaisons les plus polluantes, ce qui souligne la nécessité d'initiatives coordonnées pour atténuer les émissions de ces liaisons, notamment en investissant dans les infrastructures ferroviaires à grande vitesse.
Les estimations concernant la répartition spatiale des émissions locales ont révélé que les plus grands volumes d'émissions au cours de la phase LTO se sont produits dans les aéroports du Royaume-Uni, d'Allemagne, de Turquie, de France et d'Italie. En termes par habitant, les pays insulaires comme Malte, l'Islande et Chypre, outre la Norvège, ont enregistré les valeurs les plus élevées en raison de leur plus petite population et de leur plus grande dépendance au transport aérien. La Turquie et le Royaume-Uni se distinguent par une proportion élevée d'émissions liées au roulage, représentant environ 40 % des émissions totales de la phase LTO.
Dans cet article, les auteurs ont analysé la relation entre la croissance du transport aérien et les émissions de gaz à effet de serre, en considérant différents facteurs qui influencent cette dynamique. Les résultats indiquent que l'expansion du secteur aérien a contribué de manière significative à l'augmentation des émissions, avec des variations en fonction du type de vol, de l'efficacité des avions et des réglementations environnementales en vigueur.
Les éléments présentés dans cet article aident à comprendre les défis associés à la réduction des émissions dans le secteur de l'aviation, en soutenant la formulation de politiques visant à la durabilité dans le transport aérien. Les auteurs soulignent que, compte tenu de la nécessité de concilier croissance économique et réduction de l’impact environnemental, améliorer la réglementation, encourager les technologies moins émettrices et les opérations aériennes plus efficaces peuvent contribuer à atténuer les émissions du secteur.
Références
AVOGADRO, N. ; REDONDI, R. Voies vers une aviation durable : Analyser les émissions des opérations aériennes en Europe pour soutenir les initiatives politiques. Recherche sur les transports, partie A : Politiques et pratiques , vol. 186, p. 104121, août. 2024.
EEE. Transports : l'augmentation de la consommation de pétrole et des émissions de gaz à effet de serre entravent les progrès de l'UE vers les objectifs environnementaux et climatiques . [sl] Agence européenne pour l'environnement, 2019.
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