Dans un ciel parfaitement dégagé, deux avions peuvent sembler capables de voler très près l'un de l'autre. Pourtant, même sans nuages ni turbulences météorologiques, un danger invisible peut menacer l'appareil qui suit : la turbulence de sillage. Ce phénomène aérodynamique impose des précautions particulières, notamment au décollage et à l'atterrissage.
En résumé
Tous les aéronefs produisant de la portance génèrent des perturbations aérodynamiques dans leur sillage.
Derrière les ailes d'un avion se forment notamment deux puissants tourbillons d'air, appelés vortex.
Ceux-ci peuvent déstabiliser un appareil qui les traverse, particulièrement lorsque celui-ci est plus petit et plus léger.
Pour limiter ce risque, les contrôleurs aériens et les pilotes appliquent des procédures d'espacement adaptées aux caractéristiques des appareils.
Derrière chaque avion, deux tourbillons invisibles
Lorsqu’un avion traverse le ciel, il laisse derrière lui bien davantage que les éventuelles traînées blanches visibles à haute altitude. Le simple fait de voler entraîne la formation d’une turbulence de sillage, liée à la production de portance par les ailes.
Pour comprendre ce phénomène, il faut s’intéresser à la différence de pression entre l’intrados, la partie inférieure de l’aile, et l’extrados, sa partie supérieure. La pression étant généralement plus importante sous l’aile qu’au-dessus, l’air tend à contourner les extrémités des ailes. Ces mouvements participent à la formation de deux tourbillons contrarotatifs, qui persistent derrière l’appareil.
Ces tourbillons, appelés vortex marginaux, peuvent contenir une énergie considérable. Contrairement aux turbulences atmosphériques associées aux nuages, aux orages ou aux courants d’air, la turbulence de sillage est directement créée par le passage d’un aéronef.
Elle existe donc même lorsque le ciel est parfaitement bleu et que les conditions météorologiques paraissent idéales.
L’intensité des vortex dépend de plusieurs paramètres, notamment du poids de l’avion, de son envergure, de sa vitesse et de sa configuration aérodynamique.
En règle générale, les turbulences de sillage sont particulièrement puissantes derrière un avion lourd, volant lentement, avec une aile en configuration lisse.
C’est pourquoi les phases de décollage et d’approche, durant lesquelles les avions évoluent à basse altitude et à vitesse relativement faible, méritent une vigilance particulière.
Quand un petit avion rencontre le sillage d’un gros-porteur
Imaginons un avion léger évoluant derrière un gros-porteur, par exemple un Airbus A350. Si le pilote du petit appareil traverse les vortex laissés par l’avion de ligne, il peut subir un mouvement de roulis brutal, capable de faire basculer son appareil d’un côté.
Dans certaines circonstances, la force exercée par ces mouvements d’air peut dépasser les capacités de contrôle de l’avion. Le pilote risque alors de ne plus disposer d’une autorité suffisante aux commandes pour contrer immédiatement le mouvement.
À haute altitude, une telle rencontre peut entraîner une perte temporaire de contrôle ou des blessures. Près du sol, les conséquences peuvent être encore plus graves en raison du peu de hauteur disponible pour rétablir la trajectoire. Le danger ne concerne d’ailleurs pas uniquement les petits avions. Les appareils de transport commercial peuvent eux aussi être affectés par la turbulence de sillage d’un avion plus gros.
Les vortex ne restent pas nécessairement à l’altitude à laquelle ils ont été générés. Ils ont généralement tendance à descendre derrière l’avion et peuvent être déplacés latéralement par le vent. Leur persistance dépend aussi des conditions atmosphériques, qui peuvent favoriser leur dispersion ou, au contraire, permettre leur maintien pendant un certain temps.
C’est précisément cette combinaison de facteurs qui rend le phénomène difficile à observer directement. Une turbulence de sillage est invisible la plupart du temps. Certaines conditions d’humidité permettent exceptionnellement de matérialiser les mouvements d’air par condensation, mais cette manifestation reste ponctuelle.
L’absence de tourbillons visibles ne signifie donc absolument pas que le danger est inexistant.
Comment les contrôleurs aériens évitent les rencontres dangereuses
Pour limiter les risques, le contrôle aérien applique des règles de séparation entre les appareils. Ces espacements tiennent notamment compte de leur catégorie de turbulence de sillage et des caractéristiques des opérations.
Sur les grands aéroports, le contrôle aérien ne se contente donc pas de gérer le risque de collision : il doit également veiller à ce qu’un avion ne traverse pas un sillage potentiellement dangereux laissé par un autre. Les procédures peuvent imposer une distance supplémentaire entre deux avions en approche, ou un délai particulier entre deux décollages.
Ces règles ont un effet direct sur la capacité des aéroports. Augmenter l’espacement entre deux appareils peut réduire le nombre de mouvements autorisés pendant une période donnée.
À l’inverse, une meilleure connaissance des turbulences de sillage et des caractéristiques de chaque avion permet d’adapter les séparations tout en maintenant un niveau de sécurité élevé.
Le rôle du pilote reste essentiel. En aviation générale, notamment sur les aérodromes non contrôlés, il lui appartient d’identifier les risques liés au passage d’autres aéronefs et d’adapter sa trajectoire. Lors d’un décollage derrière un avion plus lourd, il faut notamment prendre en compte le point où celui-ci a quitté le sol et sa trajectoire initiale. À l’atterrissage, les mêmes précautions s’appliquent à la trajectoire d’approche et au point de toucher des roues de l’appareil précédent.
Ces principes ne remplacent évidemment pas les procédures réglementaires, les consignes locales ou les instructions du contrôle aérien.
La turbulence de sillage rappelle finalement un principe fondamental de l’aviation : deux avions n’ont pas besoin d’être proches au point de risquer une collision pour représenter un danger l’un pour l’autre. Même invisible, l’air qui les entoure conserve pendant un certain temps la trace de leur passage.