Une situation diminuant les marges de sécurité mais inéluctable…
Il semble que nous entrons, ces dernières saisons, dans une ère nouvelle en matière de données météorologiques, avec la survenue régulière de périodes de fortes chaleurs, voire de canicules. Pour les météorologues, il faut distinguer les pics de chaleur (épisode ponctuel bref avec des températures supérieures aux normales saisonnières durant 12 à 48h00), les vagues de chaleur (épisode plus long de températures plus élevées que les normales durant plusieurs jours d’affilée) et les canicules (période de chaleur intense et prolongée, de jour comme de nuit et ce durant au moins trois jours consécutifs).
Météo-France utilise l’indicateur thermique national, soit la « température moyenne de l’air mesurée à l’échelle du pays (moyenne des températures minimales et maximales sur 24h00 dans 30 stations météorologiques réparties de manière équilibrée en France ». Une vague de chaleur voit le jour si cet indicateur est supérieur ou égale à 25,3°C pendant une journée ou
s’il est supérieur ou égal à 23,4°C pendant au moins trois jours.
La canicule est liée à un épisode de températures élevées sur une période d’au moins trois jours. Mais les seuils de température et de durée varient selon les départements tout en débutant autour de 35°C de température maximale avec des températures minimales restant supérieures à 21°C. De telles températures ont un impact sur l’organisme humain et sur les performances de nos aéronefs. On notera que les températures « officielles » sont prises à l’ombre
Du côté de l’équipage
Pour l’être humain, une protection débute par un habillement adapté, avec des vêtements légers, de couleur claire sans oublier un couvre-chef pour se protéger du soleil, au moins durant la préparation du vol au sol, de la visite prévol, du chargement de l’appareil. À bord,
un couvre-chef pourra être conservé si la verrière est intégrale. Le port de lunettes de soleil est recommandé. L’organisme humain ayant besoin d’eau, il faut en avoir à bord si le vol doit
se prolonger.
Il faut se méfier de la déshydratation en air sec, sous une verrière, avec un air peu régénéré
en cabine – d’où l’importance d’ouvrir les aérations. Tout ceci créé de nouvelles menaces
avec une possible baisse de vigilance (hypovigilance), une altération de la réflexion pouvant dégrader la conscience de la situation et donc retarder la prise de décision. L’organisme récupérant mal si le sommeil est perturbé par le maintien de températures nocturnes élevées, il peut être utile de reporter un vol si on ne sent pas en parfaite condition physique.
Les fortes températures fatiguent l’organisme humain, qui souffre sous l’effort (sudation). D’où la nécessité de se ménager, dès la sortie de l’appareil du hangar à la main par exemple, en se faisant aider, en évitant la précipitation. Si les capacités physiques sont réduites, les capacités mentales le sont également. Ce peut être des erreurs grossières de calcul mental… Cela peut aussi entraîner des maux de tête après un « coup de chaleur », des étourdissements ou une somnolence, voire des vomissements comme révélés récemment par des Rex dans le milieu vélivole. Dans le cas critique, cela peut aller jusqu’à la perte de connaissance.
Du côté de l’aérologie
La masse d’air peut être plus instable, avec des ascendances puissantes qui peuvent générer des inclinaisons non souhaitées et des turbulences fortes. En région montagneuse, la conjonction du vent ou d’une brise de vallée avec l’air réchauffé sur des parois rocheuses peut entraîner des ascendances themo-dynamiques violentes, pouvant mettre un appareil dans une position inusuelle. Les régions montagneuses accentuent ainsi les menaces avec l’altitude et le relief pouvant générer des phénomènes aérologiques locaux.
Du côté des performances des machines
De fortes températures diminuent la densité de l’air (c’est le Rho dans la formule de la portance !), d’où une baisse de la portance, avec pour conséquence des distances de roulage plus importantes au décollage pour atteindre la vitesse minimale de sustentation. Le risque
de passer en second régime est alors élevé si la rotation est un peu trop énergique, tandis
que l’effet de sol disparaît rapidement.
La puissance d’un moteur atmosphérique est également impactée avec un air plus chaud donc moins dense, diminuant la pression d’admission dans les cylindres. Si la voilure perd du rendement aérodynamique, il en sera de même pour les pales de l’hélice. Moins de puissance dit moins de performances de montée et il faudra aussi surveiller la température d’huile qui a toutes les chances de grimper dans la plage verte pour se rapprocher de la plage rouge supérieure. D’où le fait d’éviter de monter à Vx (sauf obstacle dans la trouée d’envol), voire d’éviter de monter à Vy pour utiliser une montée « exploitant » offrant une vitesse plus élevée meilleure pour le refroidissement du moteur et aussi la visibilité.
D’ailleurs, le refroidissement du moteur peut déjà représenter un problème dès le roulage,
les manoeuvres au sol et le point fixe. Si sur Lycoming, un régime de 1.000 tr/mn est retenu comme valeur d’attente, certains manuels de vol peuvent conseiller d’afficher 1.200 tr/mn pour augmenter le refroidissement du GMP au sol. On aura également tout intérêt à faire son point fixe, moteur face au vent (comme pour un appareil à train classique) afin de mieux alimenter les entrées d’air et refroidir plus optimalement les cylindres.
Ainsi, une température au-delà des 30 à 35°C dégrade fortement les performances des aéronefs légers qui sont bien souvent loin d’être surmotorisés. La lecture du manuel de vol s’impose pour aller chercher les valeurs sous des conditions atmosphériques bien loin de l’atmosphère standard théorique.
Une menace existe aussi du côté des téléphones portables et tablettes utilisés en vol pour suivre la navigation. Il peut arriver que l’équipement atteigne une température limite le mettant automatiquement en « sécurité », et vous proposant donc un écran sur lequel figurent un thermomètre et une phrase vous confirmant la nécessité de refroidir l’électronique. Une solution de type Plan B doit donc être disponible. Le cas le plus critique serait une divergence thermique de la batterie, d’où la recommandation d’avoir à bord un gant et une pochette adaptée à ce type de crise…
Altitude densité
On peut estimer la dégradation des performances en notant le delta de température au-delà de la valeur standard. En partant du niveau de la mer avec 15°C et 1013,21 hPa, la température décroît de 2°C par 1.000 ft ou 6,5°C pour 1.000 m. Après avoir calculé la valeur « standard » sur votre terrain, il faut noter l’écart avec la température supérieure à la normale constatée.
Une application à disposer sur son smartphone est une méthode plus simple et plus rapide, apportant un « plus » pour déterminer l’altitude-densité du terrain de départ et d’arrivée. Il suffit de rentrer la température ambiante, le point de rosée, le QNH et l’altitude du terrain pour noter aussitôt l’altitude « réelle » telle que subie par la cellule et le moteur. Exemple concret : vous volez sur un terrain à 950 ft d’altitude. Il fait 39°C pour 18°C de point de rosée. Avec 1.016 hPa, votre altitude densité est de 4.035 ft soit plus de 4 fois l’altitude du terrain. Votre distance de roulage peut alors aisément doubler par rapport au niveau de la mer…
Vitesse indiquée, vitesse propre, pente sol
Il faut se rappeler qu’en altitude, la vitesse indiquée n’est pas corrigée des facteurs de température et d’altitude. Pour obtenir la vitesse propre, il faut rajouter à la vitesse indiquée
1% par tranche de 600 ft d’altitude (ou 2% pour 1.000 ft, calcul approximatif plus simple pour des valeurs élevées : +10% à 6.000 ft) puis d’appliquer une correction de température de plus ou moins 1% par tranche de 5°C d’écart avec la température standard (ISA). On ajoute si la température est plus chaude que la valeur standard, on retranche si la température est plus froide que la valeur standard. D’où la formule mnémotechnique « Plus haut, plus chaud, plus vite ».
Il faut encore se souvenir qu’en altitude, en approche sur un terrain élevé, il faudra afficher la même vitesse indiquée qu’en plaine mais la vitesse d’approche « réelle » sera plus élevée
d’où une distance d’atterrissage accrue pour dissiper l’énergie cinétique (1/2.m.V2). Ainsi, pour une même indication instrumentale – due à la diminution de la densité de l’air et donc moins de pression dynamique au niveau des molécules – la réalité est quelque peu différente.
Si en plaine, le taux de montée sera moindre par fortes températures et la trajectoire devra être « étalée » pour atteindre une certaine altitude, en région montagneuse, le relief peut être une contrainte supplémentaire à gérer, notamment lors du passage d’un col, en évitant de passer progressivement au second régime, en prenant des marges et en passant un col toujours sous 30 à 45° par rapport à la ligne de crête à survoler pour se laisser la possibilité
de dégager si la marge de hauteur est insuffisante.
Il faudra prendre en compte la pente sol, notamment avec une composante de vent arrière en allant vers un col qui « aplatit » la trajectoire. La commission formation Sécurité de la FFA a publié des « Règles pratiques » bien documentées sur les performances de montée en zone montagneuse. ♦♦♦
Photos © F. Besse / aeroVFR.com
Illustration © Météo-France
Pour aller plus loin :
– Performances au décollage et à l’atterrissage
– Vous avez-dit altitude-densité ?
– Opérations sous forte chaleur
– Gérer la déshydration en vol
– Second régime à la rotation
– Second régime en montagne
– Voler en région montagneuse
– Les dangers du vol en montagne
– Règles pratiques (FFA) Performances de montée et vol en montagne
PerfosMonteeVolMontagneFFA
– Info Sécurité DGAC : Maîtrise des risques associés aux conditions météorologiques de forte chaleur
DGACforteChaleur