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À haute altitude, les réacteurs des avions rejettent des gaz d’échappement qui forment des traînées de condensation en fonction de la température. Photo: Adobe Stock

Climat et énergie Contenu du partenaire: Google

L’IA au service des routes aériennes et de l’environnement

Les voyages en avion permettent de découvrir de nouveaux horizons, mais ils nuisent également au climat. Google travaille à réduire les traînées de condensation dans le ciel grâce à l’intelligence artificielle, une approche qui donne des effets étonnamment positifs.

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L’IA au service des routes aériennes et de l’environnement

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Quand le ciel bleu est sillonné de lignes blanches, d’aucuns y lisent des rêves de pays lointains, tandis que d’autres pensent amèrement à l’impact des activités humaines sur les écosystèmes. Les traînées de condensation couvrent jusqu’à 10% du ciel d’Europe centrale, mais peu de gens ont conscience de leur impact. Ces traces claires apparaissent à chaque fois que les avions rejettent des gaz chauds contenant de la vapeur d’eau dans l’air froid et humide des hautes altitudes, lequel ne parvient plus à absorber l’eau. La vapeur se condense alors autour des particules de gaz d’échappement.

Comme les nuages, les traînées de condensation sont principalement composées de gouttelettes d’eau qui se transforment en cristaux de glace instantanément. Pendant la journée, ces cristaux réfléchissent les rayons du soleil, mais la nuit, ils retiennent la chaleur dégagée par la Terre et contribuent à réchauffer la planète par effet de serre. Selon un rapport du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) publié en 2022, les émissions de carbone sont responsables de plus de la moitié de l’impact de l’aviation sur le climat, mais plus de 35% sont imputables aux traînées de condensation.

Petite déviation, grand effet

Les ingénieurs et ingénieures de Google ont eu une idée brillante: en contournant les couches d’air particulièrement humides, les avions pourraient réduire voire éviter les traînées de condensation. Mais comment les pilotes et les flight dispatchers pourraient-ils identifier en temps réel les régions avec des conditions atmosphériques défavorables? C’est précisément le rôle de l’intelligence artificielle. Celle-ci analyse d’énormes quantités de données météorologiques, satellitaires et aériennes pour prédire le lieu et le moment d’apparition des traînées de condensation. Cette base décisionnelle est idéale pour que les pilotes et les agents et les agentes puissent adapter l’altitude de vol aux conditions environnementales.

Google a testé cette solution pendant six mois avec American Airlines. La compagnie aérienne a réalisé quelque 70 vols d’essai sur la base des prévisions de l’IA. Le résultat est sans appel: 64% des traînées de condensation évitées; 54% raccourcies. Les déroutements ont certes augmenté la consommation de carburant des avions concernés de 2%. Mais à l’échelle de l’ensemble de la flotte de la compagnie, le surplus de consommation représente 0,3%, car seuls quelques vols étaient concernés.

«Au final, l’effet sur le climat s’avère extrêmement positif», juge Max Vogler, ingénieur logiciel chez Google. Ce dernier estime que les changements d’itinéraires sont également judicieux d’un point de vue économique. Selon Google, leur approche permet d’économiser une tonne d’équivalent CO2 pour 5 à 25 francs. À titre de comparaison, le Conseil fédéral estime qu’en Suisse le coût de réduction d’une tonne d’équivalent CO2 varie entre 150 et 320 francs. Après des essais concluants aux États- Unis, Google étend désormais son projet à l’Europe. Il continue à affiner son modèle d’IA en collaboration avec Eurocontrol, l’Organisation européenne pour la sécurité de la navigation aérienne, et d’autres partenaires du secteur. Il se pourrait même que cette technologie devienne la norme mondiale d’ici à quelques années.

Le TIM, pour des vols respectueux du climat

Tout le monde n’est pas capitaine de bord. Mais les passagers et passagères peuvent tout de même opter pour des vols qui émettent le moins de polluants possible. Google Flights les informe sur l’équivalent CO2 de chaque vol dans la rubrique «Émissions». La liaison la plus écologique s’affiche en cliquant sur «Trié par émissions». Et les résultats sont étonnants: un vol direct de Zurich à Miami produit jusqu’à deux fois moins de gaz à effet de serre qu’un vol avec escale.

Les données de Google sont basées sur le Travel Impact Model, abrégé TIM. Celui-ci prend en compte une multitude de facteurs – du type d’avion à l’itinéraire, en passant par le fret à bord – avant de les répartir par siège. Plus de 50% des réservations de vols dans le monde utilisent déjà le TIM. Des plateformes comme Booking.com, Skyscanner, Expedia et bien d’autres affichent ces valeurs. Ce modèle bénéficie d’un large soutien: derrière chaque modification se trouve un comité composé de scientifiques, de membres des autorités aéronautiques européennes et américaines ainsi que de représentants et représentantes des compagnies aériennes. Le prince Harry est également engagé en faveur du modèle TIM à travers son organisation à but non lucratif Travalyst.

Grâce aux nouvelles technologies, nous verrons peut-être moins de traînées blanches dans le ciel. Mais ainsi, le rêve d’évasion aérienne restera bel et bien vivant pour les prochaines générations.


«Nous associons innovation et durabilité»

L’ingénieur logiciel Max Vogler explique pourquoi Google tente de réduire les traînées de condensation dans le ciel grâce à l’IA, le rôle de Zurich dans ce projet et la réaction du secteur.

Quelles sont les motivations de Google dans la réduction des gaz à effet de serre de l’aviation civile?

Max Vogler: Google poursuit des objectifs ambitieux. Nous voulons non seulement devenir climatiquement neutres, mais aussi réduire nos émissions d’équivalent CO₂ d’une gigatonne par an à partir de 2030. Comment y parvenir? Notre département de recherche climatique sur l’IA a découvert que les traînées de condensation présentaient un potentiel prometteur. En effet, un nombre réduit de vols est responsable de la plupart des traînées de condensation.

L’expertise de Google en matière d’IA permet d’éviter les traînées de condensation. Comment le site de Zurich est-il impliqué dans ce projet?

L’équipe de Google responsable des voyages durables est basée à Zurich, où notre culture d’entreprise innovante se met au service de la durabilité, une priorité européenne. Notre équipe assure le lien entre la recherche climatique, les compagnies aériennes et les logiciels de planification des routes de vol. Nous intégrons nos prévisions dans les systèmes de nos partenaires industriels. Nous formons également nos collaborateurs et collaboratrices à la planification et à l’optimisation des routes de vol.

En quoi votre approche se distingue-telle des efforts déployés jusqu’à présent pour freiner le changement climatique?

Les programmes précédents se concentraient sur les émissions de carbone. Mais il s’avère de plus en plus difficile de réaliser des économies dans ce domaine. De plus, les prévisions météorologiques traditionnelles sont inadaptées aux altitudes de vol de 10 000 mètres. Nous avons développé des solutions plus efficaces qui intègrent l’IA avec les satellites météorologiques et les innovations en recherche climatique. Cela nous permet de proposer des ajustements de route minimes, mais à fort impact.

Les prévisions de l’IA sont-elles fiables?

Nos prévisions sont suffisamment précises pour réduire de manière significative l’impact climatique. Dans nos essais avec American Airlines, nos itinéraires de vol ont permis aux pilotes de réduire de plus de moitié les traînées de condensation – un résultat confirmé par des recherches indépendantes.

Comment les compagnies aériennes réagissent- elles à votre solution?

Éviter les traînées de condensation est l’une des solutions climatiques les plus rentables dans l’aviation. Pas étonnant que les compagnies aériennes s’y intéressent autant!

American Airlines vient de tester votre solution. Quelles seront les prochaines compagnies?

Nous sommes ouverts à tout partenariat, non seulement avec des compagnies aériennes, mais aussi avec des prestataires de planification et de contrôle aériens. Nous collaborons actuellement avec Eurocontrol, l’Organisation européenne pour la sécurité de la navigation aérienne. Nous dévoilerons d’autres partenariats au cours de l’année.

Comment les passagers et passagères peuvent-ils choisir des vols «respectueux du climat»?

L’impact climatique dépend de nombreux facteurs: classe des sièges, taux de remplissage, type d’avion, itinéraire et heure de la journée. Notre estimation des émissions sur Google Flights vous permet de voir en un coup d’oeil quel vol est plus respectueux du climat. En outre, une recherche Google vous présentera toujours des alternatives de voyage respectueuses de l’environnement — par exemple, les liaisons ferroviaires.

Photo: DR

Max Vogler Google

Déclaration: Ce contenu est réalisé par la rédaction de Sustainable Switzerland pour le compte du partenaire Google.

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