Impact du changement climatique sur la turbulence en ciel clair pour l'aviation

Dans cette thèse, nous avons exploré l'impact du changement climatique sur la turbulence en ciel clair (CAT), un phénomène affectant la sécurité aérienne et à l'origine de la plupart des accidents dans l'aviation liés aux conditions météorologiques. Des études récentes indiquent une augmentation de la fréquence de la CAT au cours des dernières décennies, tendance qui devrait persister avec le réchauffement climatique. Notre recherche, s'appuyant sur différentes réanalyses atmosphériques et simulations de modèles climatiques, a intégré les incertitudes liées à la variabilité interne et aux modèles pour étudier les changements de la CAT dans un climat passé et futur. Nous avons démontré que les modèles sont adéquats pour caractériser la CAT en haute altitude, bien que certains modèles tendent à sous-estimer la fréquence de la CAT dans l'Atlantique nord. De plus, nous utilisons plusieurs diagnostics de CAT pour évaluer la sensibilité des résultats aux différentes représentations de la turbulence. Nous avons observé une augmentation significative de la fréquence de la CAT, notamment dans l'Atlantique nord, le Pacifique nord, l'est de l'Asie, Moyen-Orient et l'Afrique du Nord. Cela est principalement dû à une forte augmentation du cisaillement vertical du vent dans les courants-jets, qui est lui-même dû à l'accentuation du gradient méridien de température causé par le réchauffement des tropiques et le refroidissement au pôle en haute altitude. L'analyse a révélé que, dans certaines régions de l'hémisphère nord, la variabilité interne du climat est prédominante, tandis que dans d'autres, les changements observés sont principalement dus au réchauffement climatique. Les projections indiquent que la tendance à l'augmentation de la fréquence et de l'intensité de la CAT se poursuivra, surtout dans les régions situées dans la bande de latitudes 20-40° N, s'intensifiant avec le degré de réchauffement global. Des incertitudes persistent néanmoins dans l'Atlantique Nord, liées aux modèles et aux indices de CAT. Nos résultats suggèrent que la CAT risque de devenir plus intense, avec des implications importantes pour la sécurité et les opérations aériennes, ainsi que pour la conception des futurs avions. Nous avons également lié la CAT aux régimes de temps dans l'Atlantique Nord, révélant que la phase positive de la NAO favorise le développement de la CAT en hiver. Nous proposons des trajectoires de vol pour les traversées transatlantiques qui minimisent la consommation de carburant (donc les émissions de CO2) et évitent la CAT, adaptées selon les régimes de temps. Nous avons constaté qu'il est possible de réduire la consommation de carburant tout en évitant la CAT, à l'exception dans les jours du régime NAO. L'optimisation des itinéraires pourrait donc bénéficier à l'industrie de l'aviation et contribuer à minimiser l'impact de l'aviation sur l'environnement.