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Un réseau d'avions commerciaux pour la surveillance du climat

Les ingénieurs et chercheurs du projet européen IAGOS (In-service aircraft for a global observing system), dédié à la surveillance de la composition de l'air et du climat via des avions de ligne, viennent de passer une étape décisive dans sa mise en place en obtenant la certification aéronautique de l'EASA (European aviation safety agency) pour les Airbus A340. L'extension de cette certification à d'autres autorités aériennes (Hong Kong, Taiwan et États-Unis) et aux avions Airbus A330 est en cours. Elle permettra de construire un réseau mondial de mesures de routine sur des avions de ligne. Le premier vol de l'instrumentation IAGOS s'est déroulé avec succès sur un A340 de Lufthansa le 8 juillet 2011 entre Francfort et Lagos.

Suite au projet précurseur MOZAIC(1), le projet IAGOS (In-service aircraft for a global observing system) vise à mettre en place, en collaboration avec des compagnies aériennes, un réseau d'une vingtaine d'avions de ligne équipés d'une instrumentation entièrement automatique dédiée à la collecte d'observations de la composition de l'atmosphère et de la surveillance du climat.

De telles observations sont d'un grand intérêt du fait de l'altitude à laquelle elles sont faites. Les avions commerciaux volent en effet à une altitude de 8-12 km, où l'impact de l'ozone en tant que gaz à effet de serre est le plus fort et où la durée de vie de certaines espèces chimiques jouant un rôle important dans le climat est la plus longue. En outre, elles seront réalisées à une échelle spatiale, une fréquence et avec une précision que ne peuvent atteindre d'autres moyens d'observation comme les ballons sonde ou les satellites.

Pour atteindre cet objectif, de nouveaux instruments très novateurs ont été conçus : plus intégrés, compacts et légers, et donc plus aptes à être insérés dans le compartiment avionique Airbus A340/A330, ils permettront des mesures automatiques et in situ des concentrations de plusieurs gaz trace réactifs et à effet de serre (ozone, monoxyde de carbone, dioxyde de carbone, méthane, oxydes d'azote, vapeur d'eau), des aérosols et des particules nuageuses. Des moyens modernes de transmission automatique des données ont également été développés. Enfin, un hublot comportant des prises d'air pour ces instruments a été spécialement conçu.

Les observations seront transmises après l'atterrissage de l'avion au Laboratoire d'aérologie, puis insérées dans la base de données IAGOS du pôle thématique ETHER (CNES / INSU). Elles seront accessibles quelques jours plus tard, après validation, aux centres météorologiques internationaux, au Service atmosphère de GMES (Global monitoring for environment and security) et aux scientifiques des réseaux internationaux de recherche. Les données IAGOS serviront à la validation de modèles climatiques globaux (en particulier ceux du Service atmosphérique de GMES) et de modèles dédiés à l'étude du cycle du carbone et à la vérification des émissions de CO2 dans le cadre du protocole de Kyoto. Elles seront également utilisées pour la calibration et la validation d'instruments embarqués sur satellite.

La conception d'un module de transmission en temps réel est en cours et devrait aboutir en 2013. Cette transmission temps réel est nécessaire pour l'utilisation des données IAGOS en mode opérationnel, comme pour la validation d'une analyse de modèle de chimie-transport et/ou de qualité de l'air ou pour l'assimilation par des modèles régionaux de qualité de l'air visant à améliorer leurs prévisions.

La certification aéronautique des instruments de recherche et de leur installation dans un avion de ligne a été confiée à Sabena Technics à Bordeaux.

Une première étape vient d'être franchie avec la certification aéronautique par l'EASA (European aviation safety agency) qui permettra d'équiper les Airbus A340 des compagnies européennes Lufthansa, Air France et Ibéria avec l'instrumentation IAGOS. Un premier A340 de Lufthansa a été équipé dont le premier vol a eu lieu le 8 juillet 2011 entre Francfort et Lagos. C'est la première fois que les instruments fonctionnaient en condition réelle. Depuis lors, l'avion réalise environ deux vols par jour.

Dans les quelques années qui viennent, quatre ou cinq installations seront réalisées sur des Airbus A340 ou A330 d'Air France, China Airlines Taiwan, Cathay Pacific et Ibéria. En fonction des budgets acquis par IAGOS, d'autres avions seront équipés par la suite, jusqu'à une vingtaine à terme.

Toutes ces compagnies aériennes participent au projet en proposant gratuitement le transport de l'instrumentation IAGOS.

 

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