Mesures physiques
Givrage des avions et des hélicoptères
Introduction
Lorsqu'un aéronef traverse des nuages de gouttes d'eau surfondues
1, un dépôt de glace se forme sur la partie frontale des différentes structures (ailes, pales, empennage, entrées d'air...). Cette accumulation de glace peut provoquer, d'une part, des modifications très importantes des profils aérodynamiques des voilures, d'autre part, l'extinction des moteurs suite à l'ingestion de glace se détachant des entrées d'air.
Pour être autorisé à voler dans ces conditions dites « givrantes », un aéronef doit :
- Posséder des systèmes de protections de dégivrage2 ou d'antigivrage3 installés sur les surfaces exposées. Ces derniers, activés par le pilote lorsque l'avion pénètre dans un nuage givrant, doivent minimiser les effets du givre et permettre à l’aéronef de poursuivre son vol.
- Etre capable, en cas de défaillance des systèmes de protection, de maintenir des qualités de vol suffisantes pour pouvoir se dérouter et rejoindre l'aérodrome le plus proche, sans que la sécurité des personnes soit menacée.
La démonstration de ces possibilités, obligatoire pour les constructeurs, peut être réalisée grâce à des essais en vol, des essais en soufflerie ou la simulation numérique.
En s'appuyant sur des essais de simulation en soufflerie givrante, les études menées à l'Onera ont abouti au développement de programmes numériques fiables de prédiction des dépôts de glace permettant d’accompagner les industriels dans cette démarche.
Dépôt de glace obtenu en soufflerie
sur un profil d'aile
(1) Eau surfondue : eau à l'état liquide et à température négative. Compte tenu de leur faible dimension (de 10 à 40 µm) les gouttes d'eau présentes dans les nuages restent liquides jusqu'à des températures atteignant -30°C.
(2) Dégivrage : procédé de protection contre le givre caractérisé par un fonctionnement cyclique autorisant un léger dépôt de glace. Le dégivrage peut être assuré par :
- des procédés pneumatiques : des boudins recouvrant les zones à protéger sont périodiquement gonflés et fractionnent ainsi la glace déposée qui se détache.
- des procédés thermiques : des résistances électriques équipent les bords d'attaque des pales des hélicoptères et certaines entrées d'air.
(3) Antigivrage : procédé de protection caractérisé par un fonctionnement permanent interdisant tout dépôt de glace. L'antigivrage est généralement assuré par de l'air chaud prélevé sur les premiers étages des turbines et qui circule à l'intérieur des ailes au niveau des bords d'attaque.
