Evaluer l’impact climatique de l’aviation grâce à une application en accès libre

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CAST est une application innovante développée par l’ISAE-SUPAERO qui permet de mesurer l’impact de l’avion sur le climat en prenant en compte l’ensemble des phases de son cycle de vie. Thomas Planès, doctorant au Département Conception et Conduite des Véhicules Aéronautiques et Spatiaux (DCAS), a mis au point un outil de modélisation sous forme d’une application web accessible à tous.

CAST pour Climate and Aviation – Sustainable Trajectories, est un outil de simulation et d’évaluation de trajectoires climatiques de l’aviation. L’objectif est d’évaluer différents scénarios de développement pour l’aviation et apprécier leur compatibilité avec les objectifs de l’accord de Paris sur le climat de 2015, c’est-à-dire limiter le réchauffement climatique bien en dessous de +2°C. Il permet aussi de sensibiliser les utilisateurs aux différents impacts climatiques de l’aviation comme les émissions de CO2 ou les traînées de condensation.

Une application pédagogique

Interactif et pédagogique, CAST propose une utilisation en mode manuel destinée au grand public, pour sensibiliser l’utilisateur aux enjeux environnementaux de l’aviation, en mettant en évidence l’impact quantifié des différents paramètres sur lesquels on peut influer. En complément, un mode expert, permet de mesurer des tendances et d’évaluer plus finement l’efficacité des stratégies de réduction d’impact vis-à-vis des engagements internationaux de lutte contre le réchauffement climatique.

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Exemple de scénario / Example of scenario

CAST offre à l’utilisateur la possibilité de simuler sa propre trajectoire carbone pour l’aviation en jouant sur plusieurs leviers d’action à l’aide de curseurs. Ces leviers d’action sont par exemple la réduction de la consommation énergétique des avions, l’utilisation de nouveau carburants tels que les biocarburants ou l’hydrogène, ou encore la croissance du trafic aérien.

« CAST met en œuvre une démarche d’ingénieur, scientifique, riche de modèles objectifs sur le système avion, pour mieux comprendre les enjeux auxquels l’aviation doit faire face.  », affirme Thomas

Thomas Planès est doctorant à l’ISAE-SUPAERO, il travaille depuis plus d’un an dans le cadre de la chaire CEDAR (*) de recherche en éco-conception. Sa thèse intitulée« Évaluation de l’impact environnemental d’architectures avion en phase d’avant-projet » a pour objectif d’intégrer les problématiques environnementales dès les premières phases de conception des avions.

  • Son premier axe de recherche est la modélisation des performances énergétiques des principaux sous-systèmes présents dans les nouvelles architectures avion afin d’optimiser leur dimensionnement et leur intégration.
  • Le second concerne le développement d’une méthodologie d’analyse de cycle de vie adaptée aux avant-projets avion. L’analyse de cycle de vie permet par exemple d’estimer les émissions de CO2 qui seront générées par un avion de sa fabrication jusqu’à sa fin de vie.
  • Le dernier concerne l’extension à l’ensemble de l’aviation pour les enjeux climatiques avec notamment l’outil CAST.
CAST : Climate and Aviation – Sustainable Trajectories

Découvrez l’outil et commencez vos simulations !

Vidéo tutoriel pour utiliser CAST



Entrevue avec Thomas Planès

Quelles ont été vos motivations pour développer cet outil ?

J’ai commencé à m’intéresser aux enjeux environnementaux depuis mes années en école d’ingénieurs à Centrale Nantes. Peu à peu, j’ai réalisé l’ampleur des défis auxquels nous devons faire face, comme la crise de la biodiversité, l’épuisement des ressources ou le réchauffement climatique. Cela m’a motivé à m’engager sur ces problématiques. Mon intérêt pour le domaine aéronautique a donc orienté mon projet professionnel sur les défis environnementaux et climatiques que doit relever l’aéronautique. J’ai alors eu l’opportunité de réaliser une thèse sur ces thématiques à l’ISAE-SUPAERO. Lors de ma première année, j’ai réalisé qu’il était difficile de trouver des références pour analyser des scénarios de transition pour l’aviation et j’ai proposé la création d’un outil spécifique, CAST. Mes encadrants de thèse, Valérie Pommier-Budinger, Scott Delbecq et Emmanuel Bénard, m’ont alors accompagné pour le développement de la méthodologie. Scott m’a aussi aidé pour le développement de CAST comme application web scientifique.

CAST a été conçu pour sensibiliser à la transition climatique de l’aviation des publics variés, étudiants, citoyens intéressés par la transition écologique, spécialistes aéronautiques, une raison pour être est un outil interactif, pédagogique et librement accessible en ligne.

Quelles sont les intérêts et les utilisations de cet outil ?

CAST permet de rationaliser et d’alimenter le débat entre les partisans d’une poursuite de la croissance du trafic aérien et ceux pour une réduction drastique. Il permet de fournir une analyse objective, transparente, concrète et transverse qui aide à évaluer des trajectoires soutenables pour l’aviation.

De plus, il est important de raisonner sur l’ensemble de la flotte d’avions pour ces problématiques. En effet, si vous faites voler 4 fois plus d’avions qui consomment 2 fois moins de kérosène, vous allez quand même émettre 2 fois plus de CO2 !

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L’outil de simulation CAST

Les utilisations possibles sont multiples. Les analyses se basent notamment sur la notion de budget carbone, c’est-à-dire la quantité maximale de CO2 que l’on peut encore émettre pour limiter le réchauffement climatique à 2°C par exemple. Je peux donner un exemple pour illustrer mon propos.
Les engagements des acteurs de l’aviation comme l’ATAG (Air Transport Action Group) peuvent être modélisés en utilisant CAST. Par exemple, l’analyse des engagements de 2009 de l’ATAG montre que l’aviation consommerait 3,5% de l’ensemble du budget carbone mondial pour 2°C jusqu’en 2050 et 8,1% de celui pour 1,5°C. Pourtant, l’aviation représente à ce jour 2,6% des émissions mondiales de CO2.

Des développements supplémentaires sont-ils prévus ?

Nous allons régulièrement mettre à jour CAST en y intégrant de nouvelles fonctionnalités. Dans les prochaines décennies, les carburants alternatifs au kérosène seront disponibles en quantité limitée, nous souhaitons donc intégrer des modèles qui permettront de déterminer les disponibilités en ressources énergétiques pour l’aviation.

*CEDAR chaire développée en partenariat avec Airbus

Conférence de Thomas pendant la Journée Portes Ouvertes 2020


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