Givrage des aéronefs - mesures en vol dans un contexte de certification : intérêts des imageurs

Febvre (2015)  [TRP 4 002] présente les principaux éléments de la problématique de la mesure des conditions givrantes atmosphériques dans le cadre de la certification des aéronefs par l’EASA (European Aeronautic and Space Agency).

Pour mémoire, l’état de surfusion de l’eau (état liquide à température négative) est un phénomène courant dans notre atmosphère et conduit à de l’accrétion de glace sur les structures des aéronefs lors de leur vol, accrétion qui peut conduire à des accidents. Selon la règlementation dictée par l’EASA, les aéronefs doivent présenter des systèmes de dégivrage ou d’antigivrage suffisamment performants pour garantir la sécurité du vol. Cette démonstration peut s’appuyer sur des essais en vol en conditions givrantes où les conditions nuageuses sont mesurées afin d’évaluer leur sévérité.

La prise de conscience de l’hétérogénéité au sein d’un même nuage de la phase des hydrométéores, ainsi que de l’existence de grosses gouttes surfondues, impose une approche moins restrictive sur les moyens de mesure ; elle introduit une discrimination efficace de la nature liquide ou solide des hydrométéores rencontrés sur un domaine de tailles allant jusqu’aux particules précipitantes.

Rappelons qu’à température négative, l’existence d’hydrométéores solides – des cristaux de glace – est courante. Vis-à-vis de la phase de l’eau, les nuages rencontrés à température négative peuvent donc être soit intégralement constitués de gouttelettes d’eau liquide (état surfondu), soit de cristaux de glace, soit d’un mélange des deux, le diamètre des hydrométéores allant de quelques microns à quelques millimètres. Le domaine de température où la présence de cristaux est possible peut s’étendre à des valeurs légèrement positives si l’on tient compte de l’inertie de la fonte de cristaux qui proviendraient de couches atmosphériques plus froides.

Afin de qualifier les nuages (eau liquide, cristaux ou mixte) et d’appréhender la problématique des grosses gouttes et des cristaux, une instrumentation spécifique – un imageur – est particulièrement pertinente en plus de l’instrumentation habituelle.

Cet article rappelle : (i) ce que l’on entend par un nuage des points de vue de la physique et de l’aéronautique ; (ii) les procédures de certification en détaillant les obligations ; (iii) l’instrumentation...