Operation Blue Skies : comment l’IA pourrait aider les avions à réduire l’impact climatique de leurs traînées

Operation Blue Skies veut répondre à une question très concrète : peut-on réduire une partie de l’impact climatique de l’aviation en faisant légèrement monter ou descendre certains avions au bon moment ? Soutenu par le Royaume-Uni et piloté avec Google, ce programme de 5 millions de livres sterling s’étendra sur 30 mois dans l’espace aérien de Shanwick, la partie orientale du corridor aérien nord-atlantique. Ses organisateurs le présentent comme le premier essai soutenu par un État consacré à l’évitement des traînées de condensation à l’échelle d’un espace aérien océanique entier.

L’objectif n’est pas de modifier la trajectoire de chaque vol transatlantique. L’expérience cherchera plutôt à repérer un nombre limité de vols et de zones atmosphériques où un petit changement d’altitude pourrait empêcher la formation d’une traînée particulièrement persistante et réchauffante.

Pourquoi certaines traînées d’avion réchauffent l’atmosphère

Les traînées de condensation se forment lorsque la vapeur d’eau contenue dans les gaz d’échappement chauds d’un avion rencontre l’air très froid de la haute atmosphère. Des cristaux de glace apparaissent alors derrière l’appareil. La plupart de ces traînées se dissipent rapidement. Dans une atmosphère suffisamment froide et humide, certaines peuvent toutefois persister, s’étendre et se transformer en un voile nuageux plus large.

Ces nuages de glace peuvent modifier la quantité de chaleur infrarouge qui s’échappe de l’atmosphère terrestre. Les traînées persistantes constituent ainsi une part importante de l’impact climatique de l’aviation qui ne provient pas directement du CO₂. Leur effet dépend des conditions météorologiques et de l’heure de la journée : les vols du soir et de la nuit sont particulièrement importants, car les nuages de glace formés peuvent alors retenir davantage de chaleur.

C’est pourquoi Operation Blue Skies ne considère pas toutes les traînées comme équivalentes. L’idée est de cibler celles dont le potentiel de réchauffement est le plus élevé.

Comment l’IA doit guider les décisions de vol

Les modèles de prévision de Google combineront des observations satellitaires, des données historiques de vols et de traînées, ainsi que les prévisions météorologiques du Met Office, le service météorologique national britannique. Ils tenteront notamment d’identifier les régions dites « sursaturées en glace » — des zones de la haute atmosphère où les traînées persistantes ont davantage de chances de se former.

Le dispositif doit fonctionner en trois étapes :

1. Prévoir le risque : les modèles d’IA estiment les zones et les altitudes où un avion risque de produire une traînée persistante.
2. Évaluer la manœuvre : les contrôleurs vérifient si une modification limitée d’altitude est sûre et compatible avec les contraintes opérationnelles du vol.
3. Vérifier le résultat : les images satellites et les données de vol sont comparées aux prévisions pour déterminer si la traînée a bien été évitée, et à quel coût en carburant.

Les contrôleurs de NATS — l’organisme britannique chargé des services de navigation aérienne — devraient demander à certains appareils de monter ou de descendre de manière limitée, jusqu’à environ 2 000 pieds. Il ne s’agit donc pas de détourner l’ensemble du trafic transatlantique. Les phases opérationnelles sont prévues pendant des périodes hivernales, notamment pour les vols en soirée et de nuit, lorsque le bénéfice climatique attendu de l’évitement est le plus important.

Le vrai test : le bilan climatique est-il réellement positif ?

Un changement d’altitude n’est pas automatiquement bénéfique pour le climat. Monter ou descendre peut augmenter la consommation de carburant et donc les émissions de CO₂. Operation Blue Skies devra mesurer cet éventuel surcoût et le comparer au réchauffement évité grâce à la suppression d’une traînée persistante.

Un résultat convaincant devra aller au-delà de prévisions qui semblent exactes. Les chercheurs devront notamment établir :

• à quelle fréquence le modèle prévoit correctement les traînées persistantes ;
• combien de traînées réchauffantes sont manquées ou prédites à tort ;
• quelle quantité supplémentaire de carburant les changements d’altitude consomment ;
• si les observations satellites confirment les traînées prévues et celles qui ont été évitées ;
• quelle mesure du climat et quel horizon temporel sont utilisés pour comparer le réchauffement des traînées aux émissions de CO₂.

L’essai constitue donc une expérience, et non la preuve que ces manœuvres apportent déjà un bénéfice climatique net. L’influence exacte des traînées reste difficile à estimer, comme le souligne également l’évaluation britannique consacrée aux effets non liés au CO₂ de l’aviation.

Un essai à l’échelle d’un corridor aérien

Le consortium réunit Google Royaume-Uni, le ministère britannique des Transports, NATS, le Met Office, Contrails.org, l’Imperial College London et l’Université de Cambridge. Le soutien public passe par le programme de l’Aerospace Technology Institute.

La particularité du projet tient surtout à son échelle opérationnelle. Des travaux antérieurs ont porté sur des démonstrations menées par des compagnies aériennes, ainsi que sur des outils capables de détecter les traînées dans les images satellites, de les relier à des vols précis et de produire des prévisions. Les recherches précédentes de Google ont notamment utilisé la vision par ordinateur, entraînée sur des images satellites annotées, pour repérer les traînées et les associer aux avions concernés.

Blue Skies entend franchir une étape supplémentaire : au lieu de se limiter à quelques vols expérimentaux, le programme testera des décisions fondées sur des prévisions au sein d’un espace aérien océanique très fréquenté, géré par des contrôleurs. Selon les organisateurs, l’espace de Shanwick représente environ 5 % du réchauffement mondial estimé lié aux traînées de condensation.

Pourquoi la publication des résultats sera déterminante

Le programme indique que ses méthodes et ses résultats doivent faire l’objet de publications. Cette transparence sera essentielle : les conclusions devront pouvoir être reproduites et examinées indépendamment, plutôt que reposer uniquement sur des projections de modèles ou des estimations de communication.

Les partenaires universitaires peuvent contribuer à l’évaluation scientifique, mais la vérification devra aussi porter sur les données opérationnelles. Le bilan le plus utile détaillerait la performance des modèles, les changements de traînées effectivement observés, la consommation de carburant à l’échelle du vol, les hypothèses climatiques retenues et l’énergie nécessaire au fonctionnement du système de prévision.

Ces informations permettraient de distinguer trois affirmations différentes : l’IA sait-elle prévoir les conditions favorables aux traînées ? Les contrôleurs peuvent-ils exploiter ces prévisions sans perturber la sécurité ni le fonctionnement des vols ? Et l’intervention réduit-elle réellement l’impact climatique total ?

Ce que cela pourrait changer pour l’aviation

Si l’essai démontre un bénéfice net fiable, l’évitement ciblé des traînées pourrait offrir à l’aviation un moyen relativement rapide de réduire une partie de son impact climatique non lié au CO₂. Cette approche utiliserait les avions et les systèmes de contrôle existants, sans attendre le renouvellement complet des flottes ou la généralisation de nouveaux carburants.

Elle ne remplacerait pas les efforts de réduction du CO₂. Les avions continueraient à brûler du carburant, toutes les traînées ne pourraient pas être évitées et certaines modifications d’altitude pourraient même augmenter les émissions. Le résultat dépendrait donc de la capacité à sélectionner les bons vols et les bonnes zones atmosphériques avec une précision suffisante.

Le paradoxe de l’énergie consommée par l’IA

Le projet soulève aussi une question de comptabilité carbone concernant l’énergie nécessaire à l’intelligence artificielle. Google indique que la demande d’électricité de ses centres de données a augmenté de 27 % en 2024, tandis que les émissions liées à leur consommation énergétique ont diminué de 12 %, une évolution que l’entreprise attribue notamment à ses achats d’énergie propre et à des gains d’efficacité.

Ces chiffres ne permettent pas, à eux seuls, de conclure que le système de Blue Skies produira un bénéfice climatique net. Une évaluation complète devra comparer l’énergie et les émissions marginales consacrées aux calculs de prévision avec les variations mesurées de la consommation de carburant des avions et le réchauffement effectivement évité par les traînées supprimées.

En attendant la publication de ces données, le verdict doit rester prudent : Operation Blue Skies est un test important de la capacité de l’IA à rendre l’évitement des traînées praticable à l’échelle d’un espace aérien, mais son bénéfice climatique reste à démontrer.