ARCHIVÉ - Guerre aux turbulences : les essais du CNRC pourraient améliorer la sécurité aérienne

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Le 06 octobre 2006— Ottawa (Ontario)

L'avion de recherche CT-133 du CNRC utilisé pour l'étude de tourbillons des aéronefs commerciaux
L'avion de recherche CT-133 du CNRC utilisé pour l'étude de tourbillons des aéronefs commerciaux

Une nouvelle instrumentation installée et testée à bord du CT-133 du CNRC permettra aux chercheurs de recueillir les données les plus précises qui soient sur les turbulences que les avions de ligne en croisière laissent dans leur sillage. Une fois analysées, ces données nous aideront à mieux comprendre les turbulences engendrées par les aéronefs et à rendre les vols plus sûrs.

Le CT-133 du CNRC équipé du nouveau système d'acquisition de données a fonctionné sans encombre lors des six vols d'essai qui ont permis le développement et l'étalonnage des instruments, au mois de mai. Le personnel de l'Institut de recherche aérospatiale du CNRC a ensuite utilisé l'appareil pour effectuer un vol dans les turbulences de sillage de trois avions de ligne (un A310, un A319 et un Boeing 767-300), en croisière au dessus de la voie maritime du Saint-Laurent. Comme leur nom l'indique, les turbulences de sillage sont les perturbations créées à l'arrière d'un aéronef.

Le nouveau système d'acquisition de données de l'aéronef recueille ces dernières à la fréquence de 600 Hz (600 relevés aérologiques et inertiels par seconde). Les vols ont démontré que le CT-133 du CNRC – probablement le premier aéronef de recherche atmosphérique capable d'effectuer des relevés aérologiques à une telle cadence – est une plateforme efficace pour la collecte de données détaillées sur le champ de propagation des tourbillons de sillage.

Les turbulences sont une préoccupation constante pour les personnes responsables des vols et de la sécurité du transport aérien. Bien que les turbulences de sillage surviennent surtout lors du décollage et de l'atterrissage, il arrive que des aéronefs en configuration de croisière en produisent également. En vol, chaque appareil laisse en effet derrière lui une paire de tourbillons qui rendent l'air instable sur une distance et pendant un temps appréciables. Un avion qui traverse ces tourbillons pourrait sentir une forte charge aérodynamique et subir d'importantes déviations de trajectoire. Les turbulences suffiraient à bousculer les passagers et les agents de bord, avec les risques de blessures et la surcharge structurale de l'appareil que cela suppose.

Dans l'espoir de mieux comprendre la mécanique des tourbillons à l'origine de telles perturbations, l'Institut de recherche aérospatiale du CNRC avait lancé une étude pilote en 2004. Durant cette dernière, on avait utilisé l'appareil de recherche Falcon 20 du CNRC pour effectuer quatre vols derrière un avion distant de 1,6 à 48,3 kilomètres (1 à 30 milles) à l'horizontale, se déplaçant à une altitude de 7,3 à 11,9 kilomètres (24 000 à 39 000 pieds).

Au cours des vols, le Falcon a enregistré un facteur de charge aérodynamique, dévié de sa trajectoire et connu un arrêt du réacteur lorsqu'il a été pris dans des tourbillons de sillage. Les perturbations sont survenues à une distance de 12,9 à 20,9 kilomètres (8 à 13 milles), donc nettement dans la plage des espacements autorisés pour les aéronefs. Elles étaient aussi suffisamment importantes pour renverser toute personne qui se serait tenue debout à l'intérieur de l'appareil. Ces résultats ont incité l'Institut à poursuivre les recherches avec le CT-133 du CNRC, un avion plus robuste.

Depuis, le CNRC a installé des systèmes d'acquisition de données inertielles et aérologiques à bord du CT-133, perfectionné le logiciel servant aux relevés aérologiques et procédé à plusieurs vols pour vérifier la navigabilité de l'appareil et recueillir des données. À la fin du mois de mai 2006, ces essais ont été suivis par un vol dans le sillage d'un avion de ligne qui se rendait de Québec à Toronto.

Champ de propagation des tourbillons de sillage tracé par la condensation d'un B767-300
Champ de propagation des tourbillons de sillage tracé par la condensation d'un B767-300

« Nous avons collecté les données à la fréquence de 600 Hz, ce qui représente 600 relevés par seconde », a déclaré Anthony Brown, agent de recherche et pilote d'essai au CNRC. « À notre connaissance, c'est le premier aéronef de recherche atmosphérique capable d'effectuer ces mesures à une cadence aussi rapide. Nous avons immédiatement senti le champ de propagation des tourbillons de sillage, ce que nous n'avions pu observer lorsque nous recueillions les données à la fréquence de 32 Hz dans le Falcon. »

« Des phénomènes se sont manifestés l'espace de quelques centièmes de seconde, apparaissant puis disparaissant au centième de seconde, a-t-il poursuivi. C'est pourquoi nous pensons que le CT-133 est une bonne plateforme pour la collecte de données précises sur le champ de propagation des tourbillons de sillage. »

Et M. Brown d'ajouter : « Nous avons comparé les données relevées à bord du CT-133 et du Falcon dans le sillage d'un Boeing 767 et celles du CT-133 prises derrière un A310 et un Boeing 767. Elles révèlent que le vol dans les tourbillons en forme d'entonnoir caractéristiques au noyau des turbulences peuvent donner lieu à des phénomènes extrêmement rapides. »

L'étape suivante consistera à perfectionner le système de collecte de données aérologiques et à recueillir des données supplémentaires sur le champ de propagation des tourbillons de sillage en effectuant de nouveaux vols. « Notre but est d'accumuler assez de données sur les phénomènes de propagation pour éclaircir les risques et établir si l'on devrait mettre au point des instruments qui signaleront la présence de turbulences de sillage puis les installer à bord des appareils », a terminé Anthony Brown.

En tant que laboratoire national d'aérospatiale, l'Institut de recherche aérospatiale du CNRC entreprend et promeut des activités de recherche et de développement pour appuyer le milieu canadien de l'aérospatiale dans les domaines touchant à la conception, à la construction, au rendement, à l'exploitation et à la sécurité des véhicules aérospatiaux.


Renseignements : Relations avec les médias
Conseil national de recherches Canada
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