Lors de la combustion du kérosène, les suies émises par les avions piègent des quantités incroyables de molécules d’eau, formant de véritables nuages artificiels dont l’impact climatique est avéré. Les chercheurs de l’Institut UTINAM étudient comment s’opère cette étonnante symbiose.
Les suies produites par les moteurs des avions sont à l’origine de la formation des traces nuageuses qu’ils laissent dans leur sillage. Elles se composent d’atomes de carbone se regroupant en structures hexagonales qui se superposent en couches successives sous forme de sphères imbriquées les unes dans les autres. Ces « oignons de carbone » ont la particularité d’attirer les molécules d’eau, une propriété que ne possèdent pas les autres structures carbonées comme le graphite. C’est donc à l’influence de cette forme géométrique particulière que se sont attachés les spécialistes pour comprendre le phénomène.
Les « oignons de carbone » captent des molécules d'eau
En étudiant de près ces armatures sphériques, ils ont mis en évidence leur porosité, permettant aux molécules d’eau de s’implanter dans les espaces vides de la structure carbonée. Les chercheurs de l’Institut UTINAM (équipe DREAM) réalisent de nombreuses simulations numériques pour montrer comment les molécules d’eau se fixent en fonction de la taille et de la forme des pores, de la présence éventuelle d’atomes d’oxygène amplifiant le phénomène. Ces recherches, bien que fondamentales et réalisées à l’échelle moléculaire, pourront fournir aux motoristes des indications afin que, peut-être, ils puissent tenir compte des processus chimiques induits par l’émission des suies dans la conception des moteurs.
Les traces nuageuses produites par les avions se mélangent aux véritables cirrus
Un enjeu important, car les traînées de condensation produites par les avions s’étendent peu à peu dans le ciel jusqu’à constituer des cirrus artificiels en grand nombre. La multiplication de ces nuages est désormais réputée avoir un réel impact sur le climat. S’inscrivant dans cette préoccupation publique, les travaux précurseurs menés à l’Institut UTINAM font actuellement l’objet de deux thèses. Celle de Gyorgy Hantal est conduite en cotutelle avec l’université de Budapest ; la seconde, financée par le CNRS et la Région Franche-Comté, est coencadrée par l’Institut des sciences moléculaires de Bordeaux. Elle a valu à son auteur, Mohamed Oubal, le prix A’doc 2010 de la Jeune recherche en Franche-Comté.
Contact : Sylvain Picaud
Institut UTINAM – Équipe DREAM
Université de Franche-Comté / CNRS
Tél. (0033/0) 3 81 66 64 78
