Météorologie aéronautique - Définition

Vents

Le calcul de la force et de la direction des vents est très important lors de la planification d'un vol. La direction du vent déterminera quelle piste utiliser (face au vent) alors que la force affectera le temps que prendra le voyage. Un vent de dos rendra l'appareil plus rapide alors qu'un vent de face le ralentira.

La plupart des aéronefs ont une marge de vent latéral à ne pas dépasser lors de l'atterrissage. Ainsi, un ULM pendulaire devra généralement atterrir avec un maximum de 25km/hr de vent latéral ou devoir trouver une piste dont l'orientation permet un atterrissage face au vent.

Les vents forts peuvent dévier les aéronefs de leur trajectoire. Ainsi, il n'est pas rare de voir un avion se dirigeant vers une direction x alors que le nez de l'appareil pointe dans une direction différente de quelques degrés. C'est ce qu'on appel voler en crabe...

Phénomènes dangereux

Les phénomènes particuliers, et potentiellement dangereux, en aviation sont la turbulence, le givrage et les orages. Une turbulence trop forte peut amener l'avion à des contraintes structurelles trop fortes. Le givrage de la cellule entraîne un alourdissement de l'avion, une modification du profil aérodynamique, des erreurs instrumentales ou encore un blocage des commandes. Le givrage des entrées d'air peut amener le moteur à s'arrêter, celui des hélices à diminuer fortement leur rendement et à engendrer des vibrations. Les orages cumulent les 2 effets précédents et ajoutent les dangers liés à des fortes précipitations de pluie ou de grêle et ceux liés à la foudre (bien que minime en aviation).

Turbulence

La turbulence est un état d'instabilité de l'air où deux masses d'air de température différentes se rencontrent et se mélangent. La turbulence est ce que l'on ressent lorsqu'on est en avion et qu'on a l'impression de se déplacer en bateau dans une mer houleuse. Parfois, l'avion peut perdre plusieurs dizaines de pieds d'altitude lorsqu'il y a un changement dans l'air. Certains disent qu'ils ont senti un trou d'air. Les trous d'airs n'existent pas à proprement parlé. Il s'agit plutôt d'une différence atmosphérique provoquant une perte de portance de l'appareil.

Mécanique

La turbulence mécanique peut être causée par des montagnes, des bâtiments ou tout autre obstacle affectant la direction de l'air. Ce type de turbulence n'est pas lié aux changement de température mais plutôt à un mouvement d'air interrompu et modifié.

En fonction des nuages

Il est possible de déterminer les zones probables de turbulence en observant les formations nuageuses. Ainsi un pilote de planeur peut déterminer approximativement quelle est la zone la plus propice aux mouvements d'air assentionnels. Les Cumulus sont un bon indicateur d'instabilité de l'air. Il y a généralement beaucoup de turbulence sous et dans un nuage Cumulus. Les nuages associés aux plus fortes turbulences sont les Cumulonimbus (Cb). Au centre de ceux-ci, l'air chaud grimpe rapidement alors qu'autour, l'air refroidi par l'altitude redescend, causant ainsi des zones d'instabilité.

De sillage (Vortex)

La turbulence de sillage ou vortex est créé par le passage d'un aéronef. La forme de celui-ci ainsi que son type de motorisation influence la façon dont l'air se déplace derrière celui-ci. Ainsi un Jet 747 créé énormément de sillage (perturbation de l'air) alors qu'un avion léger tel qu'un planeur en crée peu. Un hélicoptère crée également une zone de vortex sous l'appareil. Un vortex peut rester dans l'air jusqu'à 10 minutes après le passage de l'aéronef.

Assistance aux pilotes

Les pilotes disposent d'un certain nombre d'informations pour préparer et exécuter leurs vols en bonne connaissance de la météo :

• Tout d'abord, des observations régulières sont faites aux aérodromes et stations supplémentaires. Elles sont transmises toutes les heures sous forme de messages codés appelés METAR qui donnent le vent, la visibilité, la température, l'hygrométrie, la hauteur des nuages, la nébulosité, la pression atmosphérique et les phénomènes particuliers. Des METAR sont également émis lorsque les conditions changent au-delà d'une certaine limite, par exemple lorsque le plafond ou la visibilité font passer les conditions de vol à vue aux conditions de vol aux instruments.
• Des prévisions appelées TAF sont émises par les services nationaux de météorologie pour les aéroports. Elles sont émises à toutes les 3 ou 6 heures heures et couvrent des périodes allant de 9 (TAF cours) à 24 heures (TAF longs). Ces messages indiquent les mêmes éléments que le METAR mais donnent en plus des indications sur la turbulence et le givrage prévus et sur l'évolution du temps.
• Des bulletins écrits et cartes d'analyse et de prévision des vents, des nuages, de la turbulence et du givrage sont émises pour différents niveaux de l'atmosphère et couvrant tout le globe terrestre. Ce sont les prévisions de zone pour l'aviation qui sont émises quatre fois par jour mais qui peuvent être modifiés par des bulletins spéciaux appelés AIRMET.
• Les alertes pour des phénomènes très dangereux sont décris par un message SIGMET.
• En vol, le pilote peut se renseigner auprès des services de la circulation aérienne sur les dernières observations et prévisions.
• Le pilote peut également signaler les conditions météorologiques dangereuses qu'il rencontre par un message codé appelé PIREP. De plus en plus d'avions sont également équipés de systèmes automatiques, opérés sous le programme AMDAR, pour rapporter température, humidité et vent comme complément des radiosondages. Ces informations serviront aux météorologues dans leurs prévisions à l'aviation.

Pour exécuter un vol à vue ou un vol aux instruments, le pilote doit respecter un certain nombre de minima météorologiques qui dépendent de ses qualifications, de l'équipement de son avion, des zones qu'il traverse ou du terrain sur lequel il décolle ou se pose.

Typiquement, un vol à vue en espace aérien non contrôlé requiert une visibilité de 1500 m ou équivalente à la distance parcourue en 30 secondes de vol. En espace aérien contrôlé, les minima météorologiques exigent une visibilité horizontale de 5000m, un espacement par rapport aux nuages de 1500m horizontalement et 300m verticalement. Néanmoins, pour les vols restant dans la circulation d'aérodrome ("tours de piste"), une clairance dérogatoire dite VFR spécial peut-être accordée. Elle diminue les minima à une visibilité de 1500m/30 secondes de vol et exige de rester hors des nuages, et en vue de la surface. Le vol VFR est dit on top lorsqu'il est effectué au-dessus d'une couche nuageuse (les phases de montée et de descente étant effectuées sans rentrer dans les nuages). Ces vols sont soumis à conditions (altitude minimale, de jour uniquement, équipement de radiocommunication et de navigation obligatoires).

Un vol aux instruments n'a pas ce genre de limites sauf pour les phases d'atterrissage ou de décollage.