La pollution de l’atmosphère par les avions

Parmi les différentes formes de pollution, celle qui résulte de l’emploi des hydrocarbures apparaît comme l’une des plus désagréables (odeurs, fumées) voire des plus nocives (caractère insidieux et effets induits des produits rejetés dans l’atmosphère par les usines, les moteurs, etc.). Périodiquement, des mini-marées noires, nées de quelques pétroliers éventrés, ajoutent à la pollution par l’emploi la pollution par l’accident, souvent moins néfaste mais toujours plus spectaculaire.

L’avion, généralement tenu pour un gros consommateur d’hydrocarbures, se signale, aux yeux de beaucoup, comme une source importante de pollution atmosphérique. Qu’en est-il exactement ? Quels sont la nature et le degré de la pollution provoquée ? Existe-t-il des moyens de lutte appropriés ?

Rapportée à la consommation pétrolière mondiale, la consommation de l’aviation, avec 4 % seulement, se situe très loin derrière celle des autres moyens de transport (20 %), des centrales thermiques et de la pétrochimie (30 %), du chauffage industriel et domestique (plus de 45 %). On serait donc tenté de conclure que la pollution de l’aviation est faible. En fait, la masse totale d’hydrocarbures consommés n’est pas exactement représentative de la masse, et encore moins de la nature, des polluants rejetés dans l’atmosphère.

Dans les gaz d’un réacteur (seul moteur d’avion considéré dans le présent développement) il existe quatre polluants essentiels :

– Des hydrocarbures non brûlés : la plupart d’entre eux sont inoffensifs, d’autres en revanche seraient cancérigènes. Sous certaines conditions, ces produits peuvent favoriser la formation de brouillards au ras du sol. Dans tous les cas ils sont porteurs d’odeurs désagréables.

– Des oxydes de carbone (CO) résultant d’une combustion imparfaite du carburant. Ce sont des produits hautement toxiques pour l’homme s’ils sont en concentration élevée dans l’air.

– Des oxydes d’azote (NO et NO₂) qui prennent naissance dans le foyer même du réacteur à la suite de réactions chimiques parasites. Ces oxydes, à l’instar de ceux du carbone, sont également dangereux au-delà d’une certaine teneur dans l’air. Ils peuvent être à l’origine de la formation de brouillards locaux. Enfin ils peuvent détruire partiellement l’ozone de l’atmosphère dont on connaît le rôle éminent dans l’absorption du rayonnement ultraviolet du soleil.

– Des particules de carbone sont également rejetées dans l’air. Elles ont en général un caractère et des conséquences plus inesthétiques que dangereux.

Le degré de pollution d’un moteur, lié au carburant utilisé, au régime de fonctionnement et à la phase de vol considérée, est un élément important à connaître. Les mesures de lutte à envisager dépendent en effet très étroitement d’une bonne connaissance de ce paramètre.

Pour simplifier, et à simple titre indicatif, nous donnons ci-après quelques chiffres permettant de comparer les degrés de pollution (quantité de produit rejeté par kg de kérosène) de différentes sources.

L’émission maximum d’oxyde de carbone d’un réacteur est :

– 5 à 6 fois inférieure à celle des autres véhicules motorisés,
– 3 à 4 fois supérieure à celle des foyers domestiques.

L’émission maximum d’oxyde d’azote de ce même moteur est :

– équivalente à celle des chaudières industrielles et foyers domestiques,
– 2 à 3 fois inférieure à celle des autres véhicules motorisés.

À signaler en outre qu’un turbopropulseur est encore moins polluant qu’un réacteur.

Enfin, au sein même de la famille des réacteurs, on note, au passage d’une génération à l’autre, une très nette régression de l’émission de produits polluants. C’est assez dire que d’une façon générale, sauf dans des cas bien précis que nous évoquerons ci-après, un réacteur est peu polluant. De plus, des moyens de lutte assez efficaces existent et sont déjà mis en œuvre.

Nous avons vu que les hydrocarbures et les oxydes de carbone résultent d’une combustion imparfaite du kérosène dans le foyer du réacteur. Pour le constructeur, au-delà du simple effet de pollution, cela représente une consommation inutile de carburant. Une amélioration de la combustion se traduira donc à la fois par une réduction de la masse des polluants considérés et par une baisse de la consommation.

Bien entendu le constructeur portera plus particulièrement son effort sur la (ou les) phase de vol la plus dispendieuse en carburant : le décollage, la montée et surtout la croisière (durée). En dehors de ces phases d’utilisation – roulage au sol surtout – le moteur tournera à faible régime, loin de son régime optimum d’adaptation. Il produira alors une quantité importante d’hydrocarbures non brûlés et d’oxydes de carbone. Une solution à ce problème pourrait consister, pour le roulage par exemple, à diminuer le nombre de moteurs en fonctionnement ou à employer d’autres sources d’énergie non (ou moins) polluantes.

La formation des oxydes d’azote est due aux très fortes températures qui règnent dans le réacteur au moment où celui-ci fournit de fortes puissances : décollage, montée et croisière. Ces produits, selon qu’ils sont rejetés à proximité du sol ou en altitude, auront des effets nocifs sur les êtres vivants ou sur l’ozone de l’atmosphère. La lutte contre ces sous-produits polluants est plus difficile que pour les précédents bien que plusieurs formules existent déjà ou soient à l’étude : injection d’eau (ce qui pose le difficile problème du poids mort emporté), modification du foyer du réacteur, etc.

En définitive, si l’on fait le bilan des différents points évoqués précédemment, on constate que :

– D’une part, l’aviation occupe une place modeste dans la consommation mondiale d’hydrocarbures et donc, aux réserves prés formulées plus haut, dans la production de polluants.
– D’autre part, les moteurs qu’elle utilise sont de plus en plus « propres ».

Les produits rejetés n’en sont pas moins nocifs et peuvent, dans certaines zones aéroportuaires, atteindre des degrés de concentration élevés. Leurs effets sur l’ozone de l’atmosphère doivent également être considérés.

La lutte générale contre les différentes formes de pollution connaît actuellement, au moins dans les pays industrialisés, une vigueur toujours plus grande. L’aviation doit poursuivre les efforts déjà entrepris si elle veut continuer à se situer très bas dans la hiérarchie des sources de pollution.

Mystère Falcon 50

Le premier prototype du triréacteur d’affaires à long rayon d’action Mystère Falcon 50 poursuit actuellement à Istres ses essais en vol visant à l’exploration de tout le domaine de vol. Le second appareil est en construction et ses vols devraient débuter en octobre prochain. Le vol du prototype n° 3 est prévu en mai 1978 tandis que le n° 4 est programmé pour février 1979. Parallèlement à ces essais en vol, ont lieu au sol sur deux cellules des essais statiques et de fatigue. Pour l’exécution des vols du prototype, Dassault-Breguet utilise ses installations d’Istres initialement prévues pour les essais des avions militaires. Ces moyens sont très perfectionnés notamment sur le plan des télémesures et permettent, en temps réel, l’enregistrement de très nombreux paramètres.

Le Mystère 50 est le prolongement logique d’une famille aéronautique très réussie : Mystère 10 et Mystère 20. Ce nouvel appareil a fait l’objet d’une étude approfondie en tridimensionnel sur ordinateur. Sur le plan commercial, la maison Dassault-Breguet a, préalablement au lancement de l’avion, effectué une enquête très complète auprès de la clientèle potentielle intéressée par l’utilisation d’un avion d’affaires à grand rayon d’action.

La production du Mystère 50 est répartie entre Dassault-Breguet, la Société Aérospatiale et quelques autres sociétés sous-traitantes. La motorisation de l’avion sera réalisée grâce à trois réacteurs Garrett TFE 731-3 à double flux, d’une poussée nominale de 1,7 tonne et pourvus d’un inverseur de poussée.

Pour une longueur de 18,86 m et une envergure de 18,43 m, il a une surface alaire de 46 m². Sa masse à vide est de 9 tonnes et sa masse maxima de 17 tonnes pour une charge marchande légèrement supérieure à 1 tonne. Son plafond d’utilisation est prévu à 45 000 pieds (13 700 m) et sa vitesse maxima de Mach 0,82. Avec les réserves fixées par les règlements internationaux, sa distance franchissable est de 3 000 nautiques (5 600 kilomètres). Cet appareil a en outre été étudié pour opérer à partir de terrains très courts ou aux abords mal dégagés ; c’est ainsi qu’il pourra décoller d’une piste de 900 m avec 4 passagers pour effectuer un parcours de 2 600 km ou avec 9 passagers pour un parcours de 2 100 km.

Il s’agit donc d’un avion très performant qui a le mérite d’être plus léger, donc moins coûteux que ses concurrents capables d’accomplir un programme similaire.