Pourquoi les avions laissent-ils une traînée blanche ?

En brûlant du kérosène, un moteur à réaction produit principalement du dioxyde de carbone et de la vapeur d'eau : pour chaque kilogramme de carburant brûlé, environ 1,25 kg d'eau est libéré sous forme gazeuse. Cette vapeur sort de la tuyère à plusieurs centaines de degrés et se mélange en une fraction de seconde à l'air qui, à l'altitude de croisière, est compris entre −40 et −60 °C. Le mélange se sature, la vapeur se condense sur des particules de suie et de soufre provenant de l'échappement lui-même, et les gouttelettes gèlent en cristaux de glace. Le résultat est un nuage cirreux linéaire fabriqué par l'avion, visible depuis le sol sous forme de traînée blanche.

La formation dépend de la température et de l'humidité de l'air, pas de l'avion. Le critère de Schmidt-Appleman, formulé au milieu du XXe siècle, fixe le seuil : en dessous d'environ −40 °C, la traînée se forme presque toujours ; dans l'air chaud à basse altitude, elle n'apparaît pas, ce qui explique pourquoi les avions au décollage ou à l'atterrissage n'en laissent pas. Si l'air ambiant est sec, les cristaux se sublimentent en quelques secondes et la traînée ne mesure que quelques centaines de mètres. Si l'air est saturé par rapport à la glace, la traînée survit pendant des heures, le vent l'étire, et elle peut se transformer en une couche de nuages cirrus couvrant des dizaines de kilomètres.

Les traînées persistantes ne sont pas anodines. Elles piègent davantage le rayonnement infrarouge émis par la Terre qu'elles ne réfléchissent la lumière du soleil, si bien qu'au final elles ont un effet de réchauffement. Des études compilées par l'EASA et la NASA estiment que leur effet climatique est comparable à celui du CO2 émis par l'aviation elle-même, bien qu'avec une incertitude bien plus grande. C'est pourquoi des routes évitant les couches humides sont testées, ainsi que des carburants contenant moins de soufre et de suie, qui génèrent moins de noyaux de condensation. En revanche, il n'existe absolument aucun fondement aux théories de pulvérisation chimique : la composition des traînées est mesurée en vol depuis des décennies, et c'est de la glace.