L'impact stratosphérique du tourisme spatial
Pourquoi le CO2 n'est que la face émergée de l'iceberg climatique des vols suborbitaux de Virgin Galactic et Blue Origin.
Source : Jeff Foust; Blue Origin
Un bilan CO2 déjà élevé, et pourtant très secondaire
Dans la presse et sur les réseaux sociaux, plusieurs chiffres de quelques dizaines de tonnes de CO2 par passager ont été annoncés pour les vols récents de Virgin Galactic (Richard Branson), puis de Blue Origin (Jeff Bezos).
Certains ont utilisé ces chiffres pour dénoncer avec raison l’injustice climatique de ce tourisme qui consiste à monter en altitude, passer quelques minutes dans l’espace, avant de revenir sur Terre. Cependant, ces chiffres ont tous en commun de ne justement considérer que le CO2, alors que son impact est complètement négligeable dans l’impact total de ces vols sur le climat.
Deux technologies, deux cocktails d’émissions
Les deux compagnies de tourisme spatial utilisent des technologies de propulsion très différentes. Le SpaceShipTwo de Virgin Galactic, qui a transporté Richard Branson, est propulsé par un moteur fonctionnant avec un carburant basé sur un hydrocarbure (HTPB). Le New Shepard de Blue Origin, qui a transporté Jeff Bezos, est une fusée dite « cryogénique » car elle fonctionne avec de l’oxygène liquide et de l’hydrogène liquide.
Lors de son fonctionnement, le SpaceShipTwo émet du CO2 mais surtout une quantité énorme de particules de suies (potentiellement jusqu’à 1000x plus qu’un moteur d’avion moderne), notamment dans la stratosphère où elles resteront pendant plusieurs années.
Un réchauffement de la stratosphère aux conséquences incertaines
Ces particules absorbent la lumière du soleil ce qui réchauffe la stratosphère (la couche située au-dessus de celle dans laquelle nous vivons, la troposphère)1.
Cependant, les conséquences sur la troposphère sont complexes et encore très mal connues. Il est bien connu dans le contexte de la géoingénierie solaire que l’injection de particules dans la stratosphère a pour effet de refroidir la troposphère en empêchant une partie des rayons du soleil de l’atteindre. L’effet global d’une flotte de SpaceShipTwo serait donc un refroidissement (non contrôlé) de la troposphère. Mais en partie parce que les émissions d’une telle flotte ne seraient pas homogènes autour du globe, car la majorité des bases de lancement se trouvent concentrées dans les latitudes moyennes de l’hémisphère Nord, la réponse complexe du climat pourrait également résulter en un réchauffement local de certaines régions1.
Par exemple, en 2010, une étude2 a modélisé l’impact climatique d’une flotte de 1000 lancements/an de véhicules typiques de tourisme spatial (type SpaceShipTwo), pendant 10 ans, correspondant à un scénario plausible de développement du marché pour ~2030-2040. Résultat : influence sur le climat comparable (au sens du forçage radiatif) à celui de l’aviation, et augmentation possible de la température de surface aux pôles jusqu’à +1°C. Il en ressort que, du fait de son impact démesuré, le tourisme spatial a le potentiel d’être un problème au-delà du pur aspect symbolique de l’injustice climatique.
L’effet sur le climat de ces suies, exprimé par le forçage radiatif, est plusieurs ordres de grandeurs supérieur à celui du CO2. En 2014, une étude1 tenant compte de l’effet des suies a estimé qu’un passager dans un vol typique de tourisme spatial (type SpaceShipTwo) avait une empreinte carbone « analogue » comparable à celle d’un passager faisant des milliers d’allers-retours en avion entre Los Angeles et Londres. Donc plusieurs milliers de tonnes de CO2, soit beaucoup plus que les quelques dizaines de tonnes annoncées. Cela vient du fait que dans son rapport de 2012 visant à décrire l’impact climatique du SpaceShipTwo, la FAA (Federal Aviation Administration) n’a tenu compte que du CO2 (probablement pour cause méconnaissance et/ou complexité et faible état d’avancement de la science sur l’impact des suies).
Non, la vapeur d’eau n’est pas sans effet pour le climat
Le New Shepard, lui, brûle de l’oxygène liquide et de l’hydrogène liquide, ce qui produit principalement de la vapeur d’eau. Cela a été mis en avant maintes fois pour servir l’argument que sa phase de vol n’avait pas d’impact sur le climat, car « pas de CO2 ». Ce qui est totalement faux. En fait, le forçage radiatif de la vapeur d’eau émise par une fusée cryogénique est plus important de plusieurs ordres de grandeurs que celui du CO2 émis par une fusée à base d’hydrocarbures. Par contre, une fusée à base d’hydrocarbures émettra des suies, et donc sera bien in fine plus « sale » qu’une fusée cryogénique, mais le CO2 ne joue qu’un rôle insignifiant dans la comparaison.
L’impact du New Shepard sur le climat est donc bien plus faible que celui du SpaceShipTwo à cause de ses suies, mais cet impact n’en demeure pas moins scandaleux pour l’utilisation qui en est faite.
Destruction de l’ozone
Enfin, tous les carburants de fusées détruisent l’ozone stratosphérique. Même si les deux véhicules en question ne sont pas les pires, ils sont concernés3.
Attention cependant à ne pas faire d’amalgame entre ce tourisme et le secteur du spatial tout entier, dont une partie importante, rappelons-le, contribue largement à la cause environnementale.
Une discussion plus approfondie sur ce sujet est désormais disponible ici
Références
1. Ross, M. N. et Sheaffer, P. M. Radiative forcing caused by rocket engine emissions. Earth’s Future, vol. 2, no 4 (2014).
2. Ross, M., Mills, et al. Potential climate impact of black carbon emitted by rockets. Geophysical Research Letters, vol. 37, no 24 (2010).
3. Ross, M., Toohey, D., et al. Limits on the Space Launch Market Related to Stratospheric Ozone Depletion. Astropolitics, vol. 7, no 1 (2009).