Parole de partenaire

Complément à l'interview de Dominique Vernay [Thales]

 

Le lidar détecteur de turbulences

Les turbulences atmosphériques constituent un enjeu de confort et de sécurité pour le transport aérien. Ce phénomène peut avoir plusieurs causes : proximité des nuages, variations de températures locales, ondes de relief… les pilotes connaissent bien ces zones et les évitent pour le bien-être de leurs passagers. Mais est-il possible de détecter ces turbulences, quand elles se produisent devant l’avion en vol et par air clair ?

Oui, grâce au lidar.

Le principe

Constitué d’un laser couplé à un capteur, le lidar analyse la lumière laser réfléchie par les molécules rencontrées. Il mesure soit la variation de densité de l’air soit la vitesse des molécules, par effet Doppler. Les variations brutales du champ de vent en amont de l'avion sont ainsi détectées.

Les avantages

• La détection directe des turbulences en air clair, c'est-à-dire sans la présence de gouttes ou d'aérosols (le radar météo classique a une longue portée, mais ne voit que les nuages.)
• La mise en place d’un réseau de surveillance à l’échelle de la planète, via les lidars embarqués et les communications entre les utilisateurs. À terme, l’utilisation généralisée du lidar atmosphérique améliorerait la connaissance du milieu comme cela a été le cas avec le système de surveillance TAWS (Collision avec le sol, trafic et surveillance météo).
  
  

Les difficultés

Le lidar embarqué doit avoir une portée de détection suffisante pour que l’avion puisse éviter les zones de turbulence. Or le poids et l’encombrement actuels de tels dispositifs à longue portée sont toujours rédhibitoires.

Banc d'étude Onera (département d'Optique théorique et appliquée)
d'un lidar Rayleigh pour la mesure des paramètres air

Les efforts de recherche

Ils s’inscrivent dans une logique d’accompagnement des besoins des compagnies aériennes.

• À long terme, les avions devraient pouvoir détecter les turbulences jusqu’à 50 Km en avant de l’avion, et donc être en mesure de les éviter.
• À moyen terme, une portée de 10 à 20 Km devant l’avion sera accessible. Cela équivaut à deux ou trois minutes de vol et laisse le temps de préparer la cabine afin de minimiser les désagréments et risques de blessures aux passagers.
• À court terme, il sera possible de détecter ces turbulences juste devant l’avion, et de gérer les commandes de vol en conséquence : l’avion serait ainsi capable de « faire  le gros dos » de façon automatique.

Le développement industriel

Un consortium européen  associe de nombreux partenaires (Thales, Onera, DLR…) pour développer ce lidar. Les travaux préliminaires ont débuté il y a quatre ans. L’Onera est partenaire de Thales, notamment sur les aspects modélisation. La base scientifique de l’Onera sur les phénomènes atmosphériques est un facteur clé de réussite industrielle.

Prochaines étapes

Valider le principe de détection dans différentes configurations puis réaliser un démonstrateur aéroporté.

Haut

Mis à jour le 27 octobre 2008 - © ONERA 2009 - Crédits et conditions d'utilisation