AeroSCOPE, la première base de données open-source pour explorer les émissions de CO2 du transport aérien

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• Doctorant à l’ISAE-SUPAERO, Antoine Salgas a réalisé une photographie des émissions de CO2 émises par le transport aérien pays par pays, région par région.
• Ce travail sans équivalent vient nourrir AeroMAPS, une plateforme ouverte de référence visant à explorer les scénarios pour décarboner le transport aérien.

Quel taux de CO2 est émis chaque année par le transport aérien entre la France et les États-Unis ? Par les avions partant de Chine ? Par type d’appareil ?...

L'équipe d'AeroMAPS au sein de l'ISAE-SUPAERO
L’équipe d’AeroMAPS au sein de l’ISAE-SUPAERO (de g. à d.) : Scott Delbecq, Antoine Salgas, Thomas Planès et Félix Pollet.

Une photographie des émissions de CO2 émises par le transport aérien pays par pays, région par région, c’est le travail de fourmi auquel s’est livré Antoine Salgas dans le cadre de sa thèse de doctorat à l’ISAE-SUPAERO. En a découlé AeroSCOPE, une interface fondée sur une base de données open-source qui couvre la totalité des émissions du globe. « C’est un outil en source ouverte sans équivalent », souligne le doctorant.

Attiré par le secteur aéronautique, Antoine Salgas a « pris conscience des enjeux environnementaux » au cours de son cursus ingénieur à l’ISAE-SUPAERO, notamment à travers le Certificat d’ingénierie environnementale, un module proposé en 3ᵉ année dans le cadre d’un partenariat avec Airbus. C’est donc naturellement qu’il s’est intéressé aux travaux menés par Scott Delbecq et Thomas Planès au sein de l’Institut. AeroMAPS, l’outil développé par ces deux chercheurs, vise à évaluer les impacts environnementaux du secteur aérien et à réaliser des projections en jouant sur les leviers pour décarboner le secteur.

AeroMAPS, un outil de référence pour modéliser les scénarios de décarbonation du secteur aérien

Scott Delbecq, enseignant-chercheur en conception de systèmes aéronautiques et Thomas Planès, enseignant-chercheur en aviation durable et conception avion, ont initialement créé cette plateforme d’exploration open-source des scénarios de transition à l’attention des chercheurs. Pour simuler les scénarios du futur, AeroMAPS a progressivement intégré de nombreux paramètres comme les différents modèles d’avion, les différents types de carburants ou encore la réglementation.

Ce travail s’inscrit désormais dans le cadre de l’Institute for Sustainable Aviation, un consortium de recherche pluridisciplinaire fondé à l’initiative de l’ISAE-SUPAERO pour travailler à l’avenir durable du secteur aérien et proposer à la recherche, aux industriels, aux décideurs et au grand public des outils et de méthodes scientifiques, sans parti pris.

Début 2022, fraîchement diplômé du cursus ingénieur de l’ISAE-SUPAERO, Antoine Salgas a rejoint l’équipe d’AeroMAPS pour étudier le coût économique de chaque scénario de transition du secteur aérien : « Les différentes options de décarbonation n’ont pas les mêmes caractéristiques. Par exemple, un avion plus efficace sera vraisemblablement moins cher à exploiter ; utiliser des carburants plus durables sera plus cher que ce qui se fait aujourd’hui », explique-t-il. « Le premier volet de la thèse sur laquelle je travaille, en partenariat avec Toulouse Business School, concerne le développement de modèles pour quantifier cela. »

Une photo de l’année 2019

Une fois modélisé l’impact environnemental et économique de chaque scénario à l’échelle globale, l’équipe d’AeroMAPS s’est intéressée à la partition géographique de l’outil. « Pour une analyse encore plus fine, il nous a paru important de pouvoir proposer des scénarios à l’échelle d’une région du monde, l’UE par exemple ou nationale. Et même de pouvoir, à terme, envisager d’étudier la décarbonation d’une compagnie aérienne », explique Antoine Salgas. De là est né le projet AeroSCOPE, mené au cours d’un séjour académique de trois mois à l’université néerlandaise de TU Delft où le doctorant a été accueilli par le chercheur Junzi Sun.

Pour établir une base de données des émissions de CO2 du transport aérien, Antoine Salgas s’est référé à une année réelle, 2019, pour laquelle il s’est attelé à rechercher toutes les données correspondantes. Il a dressé manuellement un état des lieux du trafic aérien mondial, région par région, compagnie par compagnie, type d’avion par type d’avion, avant de calculer les émissions correspondantes.

Pour ce faire, « j’ai d’abord fait le tour de toutes les données ouvertes, comme il en existe aux États-Unis et en Europe. Ce fut plus difficile pour d’autres régions du globe, comme l’Asie. » Pour pallier le manque de données, une solution s’est révélée via la plateforme… Wikipédia. « Nous nous sommes rendu compte qu’elle possédait une trame fiable, commune à tous les aéroports du monde, ce qui nous a permis de collecter l’ensemble des routes aériennes existantes. » Grâce à une approche de machine-learning, Antoine Salgas s’est ensuite efforcé d’estimer le trafic aérien associé. De ces travaux, il a pu dresser une cartographie – une photographie des émissions de CO2 pays par pays.

Capture d'écran de l'outil AeroSCOPE
Capture d’écran de l’outil AeroSCOPE

Au-delà d’une base de données pouvant intéresser chercheurs, industriels et grand public, AeroSCOPE permet une base de projection pour l’outil AeroMAPS. « Grâce à la combinaison des deux outils, on peut affiner les scénarios et être beaucoup plus précis sur les solutions de décarbonation qu’on peut proposer par région », note ainsi Antoine Salgas. Lié à AeroMAPS, cet outil se révèle incontournable pour explorer les futurs possibles de l’aviation, en bon exemple des travaux menés à l’Institute for Sustainable Aviation et fidèle à l’engagement de l’ISAE-SUPAERO de mobiliser ses compétences académique et scientifique au service de la transition vers une société durable.

Retrouvez AeroSCOPE sur https://aeromaps.eu/aeroscope.

Photo d'Antoine Salgas

« Comme de nombreux jeunes de ma génération, j’ai envie d’être moteur d’une transition écologique indispensable pour le futur. Ayant intégré, par passion, la formation ingénieur de l’ISAE-SUPAERO en 2017, c’est naturellement que j’ai cherché à m’investir au sein de celle du secteur aérien en rejoignant l’équipe de développement d’AeroMAPS. Cet outil nous permet de prendre du recul sur les différentes solutions de décarbonation proposées et de les évaluer au sein de scénarios prospectifs. Mes travaux permettent d’apporter une analyse économique primordiale, puisque nombre de solutions envisagées engendrent des coûts supplémentaires. En parallèle, je suis allé à TU Delft pour développer AeroSCOPE, un outil nous permettant de régionaliser les analyses : l’aérien est caractérisé par des usages et des dynamiques très différents dans le monde. Ces sujets sont passionnants, et abordés au sein d’une équipe dynamique, ce qui donne beaucoup de sens à mes recherches. »

Antoine Salgas, doctorant au sein du Département Conception et conduite des véhicules aéronautiques et spatiaux (DCAS) de l’ISAE-SUPAERO

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