Nuages ​​contaminés par les gaz d'échappement des navires : un phénomène susceptible d'influencer les processus climatiques locaux bien au-delà des régions polaires.

L'ArticoLes scientifiques répètent depuis des années que l'Arctique se réchauffe trois à quatre fois plus vite que la moyenne mondiale. Chaque année, nous perdons environ 71 000 kilomètres carrés de glace arctique en été, et la situation ne cesse de s'aggraver, comme le souligne le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) dans son rapport. Rapport spécial sur l'océan et la cryosphère dans un contexte de changement climatique, l'Arctique perd également son glace « pluriannuelle »La couche de glace la plus épaisse et la plus résistante a disparu à plus de 90 % par rapport aux années 1980, remplacée par une fine couche de glace saisonnière plus sujette à la fonte estivale.

Dans un tel contexte, l'augmentation de trafic maritime Dans les régions polaires, l'inquiétude est grande. L'ouverture d'une route arctique stable exercera une pression anthropique sans précédent sur les écosystèmes fragiles de l'Arctique, notamment en les exposant à divers types de… pollution, y compris les émissions atmosphériques. En effet, les gaz d'échappement des navires peuvent modifier la chimie des nuages polaire, avec des conséquences qui vont bien au-delà de la région arctique.

L’impact environnemental de l’attaque des routes maritimes arctiques

Ouvrez le Route maritime du Nord Cela nécessitera le développement d'infrastructures de soutien, qui n'existent pas actuellement, et la capacité de construire des brise-glaces lourds, éventuellement à propulsion nucléaire, une technologie qui ne compte actuellement qu'un seul acteur mondial : la Russie. Pourtant, le trafic maritime dans l'Arctique est augmenté de 40 % au cours des 12 dernières années et devrait gérer un volume d'échanges commerciaux mondiaux d'ici 2100 supérieure à celle des canaux de Suez et de Panama.

Il ne s’agit pas seulement d’éviter des crises comme celle d’Ormuz, mais aussi de bonne vieille économie : selon des études récentes, en effet, la route maritime du Nord et la Passage du Nord-Ouest, rendues plus facilement navigables par la fonte des glaces arctiques, offrent une économies de distance jusqu'à 30-40% pour les routes entre l'Asie de l'Est et l'Europe du Nord par rapport aux routes traditionnelles. À ce jour, cependant, la majeure partie du trafic maritime arctique est constituée de navires de pêche et de navires destinés à l'extraction des ressources locales. Mais il existe également une inquiétude concernant de plus en plus de navires de croisière qui amènent des centaines de touristes à la fois dans des régions dépourvues des infrastructures sociales et de secours nécessaires, lesquelles ont augmenté de 123 % entre 2013 et 2025.

L’impact du trafic maritime sur l’un des écosystèmes les plus fragiles et les plus importants de la planète est dévastateur : outre lespollution sonore ce qui perturbe l’écholocation des mammifères marins arctiques et accroît le risque de collision avec les navires de fort tonnage, suscite des inquiétudes quant à l’introduction possible d’espèces exotiques via les eaux de ballast des navires et risque de marée noireNettoyer une marée noire dans l'Arctique est quasiment impossible, et le pétrole lourd — toxique pour les poissons, les oiseaux et les mammifères — peut rester piégé sous la glace pendant des décennies. Mais il existe un autre type de pollution susceptible d'affecter le climat arctique : émissions des navires impact sur le chimie atmosphérique de la région polaire.

Une recherche née de « données indésirables »

D’après les données du Conseil international pour des transports propres (ICCT) et du Conseil de l’Arctique, entre 2015 et 2019, émissions de carbone noir Les émissions de suie des navires dans l'Arctique ont augmenté de 85 %, avec des conséquences disproportionnées par rapport à d'autres régions du monde. Mais le problème est plus complexe. Une étude récente menée par Julia Schmale e Benjamin Heutte de l'EPFL, publié le Environmental Research LettersIls ont constaté que les émissions d'un seul navire augmentaient la puissance radiative locale des nuages ​​jusqu'à 22 %, ce qui signifie que les nuages ​​retenaient beaucoup plus de chaleur que dans des conditions normales.

Les chercheurs ont découvert ce phénomène en suivant la piste indiquée par certains données « indésirables » recueillis à bord du navire de recherche L'Etoile polaireLors d'une mission en Arctique entre 2019 et 2020, des chercheurs de l'EPFL souhaitaient mesurer les aérosols naturels locaux et la pollution transportée des latitudes moyennes vers les régions polaires. Ils ont cependant découvert qu'une grande partie de leurs données était contaminée par le navire de recherche lui-même. Des vents persistants soufflant dans la même direction pendant une grande partie de l'année avaient transporté les émissions du Polarstern vers les points de prélèvement.

« Soixante pour cent de nos données ont été contaminées par notre propre navire. La présence du navire a modifié l'atmosphère, et nous en avons mesuré l'effet. »

explique Schmale.

« Contrairement à l’environnement arctique relativement propre, les émissions du navire ont produit des concentrations maximales 10 à 100 fois supérieures aux niveaux de fond typiques. »

ajoute Heutte, doctorant au Laboratoire de recherche sur les environnements extrêmes. Et ce, malgré le fait que le Polarstern était alimenté exclusivement par gazole marin à faible teneur en soufre, introduites en 2020 par la réglementation de l'Organisation maritime internationale pour prévenir la formation de particules ultrafines, de particules métalliques et de sulfates.

Les navires dans l'Arctique et la chimie des nuages

Comme le soulignent les chercheurs, plusieurs études ont montré un faible impact des émissions des navires sur la formation de nuages ​​lors de l'utilisation de carburants à faible ou très faible teneur en soufre, mais la situation est différente dans l'Arctique. Schmale et Heutte ont ont mesuré la concentration de particules, leur distribution granulométrique et le nombre de noyaux de condensation autour desquels se forment les gouttelettes nuageuses, en intégrant leurs données à celles d'autres groupes de recherche :

« Nous avons utilisé du carbone noir pour comprendre la pollution provenant du navire et d'autres produits chimiques. »

explique Schmale. D'autres études ont montré que les émissions des navires entraînent une augmentation de la concentration numérique des gouttelettes nuageuses, associée à une diminution de leur taille moyenne, provoquant ce que l'on appelle le phénomène de condensation. Effet Twomey, ce qui augmente la capacité du nuage à réfléchir le rayonnement solaire (le phénomène s'explique facilement : Plus de gouttes, plus de surface, une plus grande capacité à réfléchir la lumière).

Des chercheurs de l'EPFL ont mesuré la sensibilité des nuages ​​aux gaz d'échappement des navires pendant la saison estivale, période de forte activité maritime. Et les résultats ne sont pas encourageants. Comme l'explique Schmale,

Les nuages ​​pollués peuvent agir comme une couverture. Ils réchauffent la surface plus qu'un nuage pur. Dans notre cas, nous avons constaté qu'un nuage pollué peut accélérer la fonte de la banquise. Malgré l'utilisation d'un carburant parmi les plus propres, à très faible teneur en soufre, nous observons un impact significatif. L'utilisation de carburants propres est un pas dans la bonne direction, mais elle ne suffit pas.

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