Pourquoi les températures élevées rendent-elles le décollage des avions difficile ?

La hausse des températures à travers le monde rend plus difficile le décollage des avions de certains aéroports, ce qui pose un nouveau défi pour l’industrie de l’aviation civile.

Alors que les températures élevées deviennent plus fréquentes, le problème des décollages difficiles pourrait augmenter avec davantage de vols, obligeant les compagnies aériennes à retarder ou à annuler des vols, selon CNN .

« Le défi fondamental auquel tout avion est confronté au décollage est que l'avion est très lourd et que la gravité maintient le véhicule au sol », explique Paul Williams, professeur de sciences atmosphériques à l'Université de Reading, au Royaume-Uni. Pour vaincre la gravité, un avion doit créer de la portance. Autrement dit, il utilise l'air pour propulser l'avion vers le haut. La portance dépend de plusieurs facteurs, dont l'un des plus importants est la température de l'air. En se réchauffant, l'air se dilate, ce qui réduit le nombre de molécules disponibles pour propulser l'avion vers le haut.

Selon Williams, pour chaque augmentation de température de 3 degrés Celsius, la portance d'un avion diminue de 1 %. « C'est pourquoi les températures extrêmes rendent le décollage des avions plus difficile. Dans certaines conditions vraiment extrêmes, les avions ne peuvent pas décoller », a déclaré Williams.

Le problème touche particulièrement les aéroports situés en haute altitude, où l’air est naturellement plus rare. Avec une piste courte, l’avion a moins de marge pour accélérer. Selon Williams, si un avion a besoin de 1 981 m de piste à 20 degrés Celsius, la distance augmente à 2 499 m à 40 degrés Celsius.

Williams et ses collègues ont étudié les données historiques de 10 aéroports en Grèce, tous caractérisés par des températures estivales élevées et des pistes courtes. Ils ont constaté que les températures ont augmenté de 0,75 degré Celsius par décennie depuis les années 1970. Ils ont également constaté que les vents contraires le long de la piste ont diminué de 4,3 km/h par décennie. Williams a déclaré que le vent de face était bénéfique pour le décollage. Certaines données suggèrent que le changement climatique provoque un ralentissement mondial, donnant l’impression que les vents soufflent plus lentement.

L'équipe a ensuite transmis les données de température et de vent latéral à une machine qui calcule les performances de décollage d'une variété d'avions, dont l'Airbus A320, l'un des avions les plus populaires au monde . « Nous avons constaté que le poids maximal au décollage diminuait de 127 kg par an, ce qui équivaut au poids d'un passager avec bagages, ce qui signifie que l'avion pouvait transporter un passager de moins par an », a déclaré Williams.

Depuis son introduction en 1988 jusqu'en 2017, le poids maximal au décollage de l'A320 a diminué de plus de 3 628 kg à l'aéroport national de l'île de Chios, le principal aéroport de l'étude avec une longueur de piste inférieure à 1 500 m. L'aéroport de London City au Royaume-Uni dispose également d'une piste de moins de 1 500 m. Durant la canicule de 2018, plus d'une douzaine de vols ont été contraints de larguer des passagers pour décoller en toute sécurité. Un vol a même dû laisser 20 personnes derrière lui. En 2017, des dizaines de vols ont été annulés pendant plusieurs jours à l'aéroport international Sky Harbor de Phoenix lorsque les températures ont atteint 115 degrés Fahrenheit, dépassant la température maximale de fonctionnement pour de nombreux avions de passagers.

Une étude de l'Université de Columbia prédit que d'ici 2050, un avion à fuselage étroit typique comme le Boeing 737 devra augmenter sa limite de poids de 50 à 200 % pendant les mois d'été dans quatre grands aéroports américains : La Guardia, Reagan National, Denver International et Sky Harbor.

« Il existe de nombreuses solutions à ce problème », a déclaré Williams. « L’une d’entre elles consiste à programmer les départs en dehors des heures les plus chaudes de la journée, en privilégiant les premières heures du matin et les dernières heures du soir, une tactique traditionnellement utilisée dans les régions chaudes comme le Moyen-Orient. »

Les avions légers sont également moins sensibles à de tels problèmes, ce qui pourrait encourager l’adoption de matériaux composites tels que la fibre de carbone pour les cellules. Pendant ce temps, des constructeurs comme Boeing offrent la possibilité de modifier certains avions si la compagnie aérienne ne prévoit pas de les utiliser dans des aéroports à températures et altitudes élevées. Cette option fournirait une poussée supplémentaire et des surfaces aérodynamiques plus grandes pour compenser la portance réduite sans affecter l'autonomie ou la capacité en passagers.

Bien sûr, une solution plus efficace serait d’allonger la piste, même si cela n’est pas forcément réalisable dans tous les aéroports. Dans certains cas, lorsqu’aucune des solutions ci-dessus ne peut être appliquée, les passagers devront annuler leur vol. Selon Williams, il est rare que les gens doivent annuler leur vol à cause de la chaleur. La plupart des avions n’atteignent jamais leur poids maximal au décollage. « Les absences sont plus susceptibles de se produire dans les aéroports dotés de pistes courtes, à haute altitude et en été », a déclaré Williams.

An Khang (selon Yahoo )

Lien source