La NASA et Boeing collaborent pour étudier l'impact du carburant d'aviation durable sur la formation de fumée et le changement climatique. Leurs recherches comprennent des tests en vol de différents carburants et l'analyse de leur impact environnemental, contribuant ainsi à l'objectif de la NASA d'atteindre zéro émission nette des carburants d'aviation d'ici 2050.
Des recherches conjointes de la NASA et de Boeing se concentrent sur la manière dont les carburants d'aviation durables peuvent atténuer l'impact environnemental des sillages, dans le but de promouvoir des pratiques aériennes plus vertes.
Les « nuages de fumée » sont des lignes de nuages qui traversent le ciel par des avions à haute altitude. C'est un spectacle familier, mais ils pourraient avoir un effet invisible sur la Terre : piéger la chaleur dans l'atmosphère. Les chercheurs de la NASA travaillent avec Boeing et d'autres partenaires pour collecter des données afin de comprendre comment de nouveaux carburants d'aviation plus écologiques peuvent contribuer à réduire le problème.
En octobre, la NASA s'est associée à Boeing pour mener une étude sur la trajectoire de vol dans l'État de Washington dans le cadre du programme de démonstration écologique de l'entreprise. L'événement se concentre sur la génération et l'analyse de données sur la capacité des carburants d'aviation durables à bénéficier à l'environnement.
Le deuxième avion ecoDemonstrator Explorer (737-10) de Boeing a effectué des vols d'essai, alternant entre le remplissage des réservoirs avec du carburant d'aviation 100 % durable ou une version à faible teneur en soufre du carburéacteur conventionnel. L'avion DC-8 de la NASA - le plus grand laboratoire scientifique volant au monde - a emboîté le pas, mesurant les émissions de chaque carburant et la formation de glace de fumée. Les données recueillies par les instruments spéciaux du DC-8 aideront à déterminer si les carburants d'aviation durables peuvent contribuer à réduire la formation de smog.
"Les gens pensent que la fumée est une source majeure de pollution", a déclaré Rich Moore, chercheur physicien pour l'expérience Langley Aerosol Research Group de la NASA et chercheur principal du vol. "Avec ce vol, ce que nous essayons de faire n'est pas de corriger la fumée, mais de l'empêcher."
L'avion DC-8 est basé au Armstrong Flight Research Center de la NASA à Edwards, en Californie, et la NASA fournit d'autres capacités clés, notamment un laboratoire mobile pour les essais au sol. Parmi les autres partenaires du vol figurent GE Aerospace, le Centre aérospatial allemand, la Federal Aviation Administration, United Airlines et de nombreux autres contributeurs.
Les chercheurs publieront leurs résultats d’ici un an. "La chose la plus étonnante de cette collaboration est que les données seront accessibles au public dans le monde entier", a déclaré Moore.
Impacts de la fumée et du climat
Selon les conditions et la période de l'année, les nuages de fumée peuvent avoir un effet local de refroidissement ou de réchauffement, mais les estimations informatiques des chercheurs suggèrent qu'à l'échelle mondiale, les nuages de fumée ont un effet de réchauffement plus important. Au cours des dernières années, la NASA a travaillé avec des partenaires pour faire correspondre ces modèles avec des observations afin de comprendre comment et quand se forment les nuages de fumée et leur impact sur l'environnement.
Les gaz d'échappement des moteurs à réaction contiennent de la vapeur d'eau et des particules de suie. Lorsque les avions évoluent dans des environnements à basse température et à haute altitude, de la fumée et de la poussière se forment. Une fois que la vapeur d’eau contenue dans les gaz d’échappement s’est refroidie et condensée, elle interagit avec la fumée ou d’autres particules présentes dans l’air pour former des cristaux de glace. Cette fumée peut persister dans la haute atmosphère pendant des heures, affectant les températures locales et, au fil du temps, affectant le changement climatique.
Les carburants alternatifs, y compris les carburants d’aviation durables, peuvent libérer moins de particules de suie. Les modèles de recherche ont montré que cela entraînerait moins de cristaux et que ceux qui se formeraient seraient plus gros, tombant et fondant dans l’air plus chaud en dessous, réduisant ainsi l’impact environnemental de la fumée.
En plus de ce dernier projet de coopération de démonstration écologique, la NASA et le Centre aérospatial allemand ont également lancé une activité conjointe de recherche en vol appelée ND-MAX. Au cours de l'événement, le DC-8 a testé le nuage de fumée laissé par un avion de ligne A320 fonctionnant au biocarburant et exploité par le Centre aérospatial allemand. En 2013 et 2014, la NASA a mené une série de vols de recherche utilisant de petits jets de classe affaires intitulée « Impact des carburants alternatifs sur les émissions de brume et de croisière ».
Au cours de la dernière décennie, des recherches financées par la NASA ont montré que les carburants d'aviation durables présentent des avantages significatifs en matière de réduction des émissions de particules des moteurs, qui peuvent affecter la qualité de l'air à proximité des aéroports et contribuer à la formation de nuages de fumée. Les efforts visant à développer et à évaluer des carburants d’aviation durables se concentrent sur l’obtention des performances du carburéacteur conventionnel sans rejeter de nouveau dioxyde de carbone dans l’environnement. Ces carburants peuvent être dérivés de sources durables telles que des matières premières et des déchets.
Les recherches de la NASA sur les carburants d'aviation durables font partie des efforts de l'agence pour faire avancer l'objectif des États-Unis de zéro émission nette de gaz à effet de serre provenant de l'aviation d'ici 2050.
Les essais en vol restent la référence pour comprendre les innovations aérospatiales et leur impact sur l'environnement, faisant de partenariats comme l'ecoDemonstrator et les avions de recherche comme le DC-8 de la NASA une source importante de données qui peuvent contribuer à rendre l'aviation plus durable, à protéger l'environnement et à améliorer la vie sur Terre.