Etude des impacts des moyens de transports sur le climat

A la fois très diversifiées et en croissance forte depuis plusieurs décennies, les activités liées aux transports peuvent avoir une influence sur l’évolution de la composition atmosphérique et contribuer au changement du climat.

Le projet européen QUANTIFY (coordination R. Sausen, DLR) a permis pour la première fois de simuler, avec les mêmes outils numériques, les impacts des transports terrestres, maritimes et aériens et de les comparer. A côté des rejets de gaz carbonique CO2 en lien direct avec la consommation d’énergie, les émissions d’oxydes d’azote NOx, de suies ou de monoxyde de carbone, parce qu’elles sont le fait de sources mobiles, concernent également des régions peu polluées, à la surface des continents et des océans ainsi qu’à haute altitude et peuvent, par leur rôle dans les équilibres chimiques, avoir un impact sensible sur le bilan radiatif.

Avec le modèle couplé de circulation générale atmosphérique et océanique CNRM-CM3.3, on a réalisé des simulations transitoires de la période 1860 à 2100 en prenant compte des forçages radiatifs de la vapeur d’eau, du gaz carbonique, du méthane CH4, de l’ozone et de l’aérosol pour les 3 modes de transport ainsi que des traînées de condensation créées par les avions et des gaz CFC-12 et HFC-134a émis par les systèmes de climatisation des voitures.

Beaucoup de ces perturbations radiatives ont été calculées par des partenaires du projet à l’exception de celles de la vapeur d’eau, de l’ozone et de la nébulosité qui sont des variables du modèle atmosphérique Arpège-Climat. Les émissions suivent le scénario A1B du GIEC qui est un scénario de croissance moyenne remplaçant progressivement l’utilisation des carbones fossiles par des énergies alternatives.

Les réchauffements moyens en surface dus aux émissions de CO2 des voitures, des bateaux et des avions sont respectivement de 0,3, 0,1 et 0,1 degrés au cours du 21ème siècle, qu’il faut comparer aux 2,2 degrés dus à l’ensemble des activités du scénario A1B. Les rejets autres que le CO2 produisent un impact variable : les voitures créent un réchauffement de 0,05 degré vers 2050 qui diminue dans la seconde moitié du 21ème siècle en raison du scénario choisi.

Les émissions non CO2 des bateaux produisent un refroidissement(de 0(1degré au cours du 21ème siècle par effets combinés des émissions de SO2 (impact radiatif négatif des aérosols sulfatés produits) et des émissions de NOx (diminution de la durée de vie du CH4). Pour les avions, les rejets non CO2 produisent un réchauffement de 0,15 degré au cours du 21ème siècle, ce qui fait que l’impact total des émissions des avions est environ 2,5 fois plus important que celui de leur émission seule de CO2.

Les changements les plus importants de la température de surface apparaissent aux hautes latitude de l’hémisphère nord tandis qu’en altitude, les changements les plus importants sont observés dans la haute troposphère (500 à 200 hPa) des régions tropicales. Cependant, pour l’effet non CO2 des avions, c’est la troposphère des latitudes moyennes de l’hémisphère Nord qui est concernée par le réchauffement (jusqu’à 0,5K entre 2091 et 2100).

Dans le projet QUANTIFY, on a cherché à intégrer au mieux l’ensemble des impacts connus des émissions des moyens de transport dans une modélisation globale. De nombreux effets ne sont pris en compte que par leur forçages radiatifs en moyennes mensuelles calculés avec d’autres modèles par des partenaires du projet. Les résultats sont novateurs mais les efforts se poursuivent pour obtenir un meilleur couplage entre la circulation, la chimie et l’aérosol atmosphériques qui doit à la fois faciliter le calcul et en diminuer les incertitudes.

Figure 1 : Evolution temporelle de la température moyenne, des précipitations et de la nébulosité en réponse au scénario A1B du GIEC (2006). Les impacts séparés dus aux émissions de CO2 sont représentés en bleu clair (transports terrestres) et violet (transports aériens ou maritimes). Les impacts des émissions autres que le CO2 sont représentés en bleu foncé (aériens), rouge (maritimes) et vert (terrestres).