Comment un avion peut il voler à 1300 km/h sans passer le mur du son ?

Il y a deux jours le record de vitesse de traversée de l’Atlantique a été battu à trois reprises par deux A350 de Virgin Atlantic et un B747 de British Airways. Suite à cela on a assisté à deux types de réactions :

  • Des personnes se demandant comment on peut voler aussi vite sans passer le mur du son
  • Des personnes disant que ça n’était justement pas possible car ces appareils ne peuvent passer le mur du son.

Le mur du son c’est 1 224 km/h…enfin presque

Un appareil dépasse le mur du son lorsque sa vitesse dépasse celle de la propagation du son dans l’air soit 1 224 km/h (340,29m/s). A ce moment cela provoque une onde de choc engendrant le fameux “bang” supersonic. D’ailleurs pour information si un jour vous entendez un tel bruit inutile de lever les yeux pour voir l’appareil, il est déjà loin. Vu qu’il se déplace plus vite que le son, il est n’est plus physiquement présent à l’endroit où il génère le bruit lorsque vous l’entendez. Bref.

Donc ne vous inquiétez pas lorsque dans l’avion l’écran installé devant vous signale que vous volez à plus de 1000 km/h, l’appareil ne risque pas de se disloquer car la vitesse du son n’est pas de 1000 km/h comme certains le pensent mais de 1 224.

Enfin presque…

La vitesse du son dépend entre autres de la densité de l’air et de la température. Et en altitude il fait plus froid, l’air est moins dense donc le son se propage moins vite. D’ailleurs si on pousse la logique à l’extrême, là où l’air est tellement peu dense qu’il est absent (vide spatial) le son ne se propage pas du tout et le silence le plus absolu règne.

A 10 670m d’altitude soit l’altitude de croisière des avions commerciaux, la vitesse du son est de 295m/s soit 1060 km/h.

Donc ils ont bien passé le mur du son…ou pas puisque c’est impossible pour de tels appareils. En fait tout dépend de quelle vitesse ont parle !

Vitesse air et vitesse sol

Pour un avion on mesure deux types de vitesse. Sa vitesse air et sa vitesse sol.

La vitesse sol est la vitesse de l’avion tel qu’il serait vu par un observateur au sol ou celle à laquelle irait son ombre projetée au sol.

La vitesse air est la vitesse “réelle” de l’avion dans son flux d’air, celle qu’il atteint par ses propres moyens, sa vitesse dans la masse d’air dans laquelle il évolue et est indépendante des facteurs météorologiques.

Pour comprendre la difference procédons à une analogie.

Imaginez que vous êtes immobile sur un tapis roulant qui avance a 5km/h. Votre vitesse propre est de 0km/h car vous n’avancez pas par vos propres moyens mais pour quiconque vous regarde vous avancez à 5km/h.

Imaginez que vous vous mettiez à courir dans le sens du tapis a 10 km/h. Votre vitesse propre sera de 10 km/h mais vu de l’extérieur vous avancez à 15 km/h.

Et bien votre vitesse propre est la vitesse air de l’avion, et la vitesse à laquelle vous vous déplacez pour un observateur extérieur est votre vitesse sol.

L’impact des vents sur la vitesse de l’avion

En l’air l’avion se déplace grace à ses moteurs, ce qui détermine la vitesse air. Mais il y a des vents en altitude, notamment le jet stream qui est  un courant d’air de de quelques centaines de kilomètres de large et de quelques kilomètres d’épaisseur, soufflant dans le sens ouest-est.

Il y a deux jet streams : le jet stream tropical et le set stream polaire.

La vitesse des vents y oscille entre 200 et 300 km/h mais peut atteindre les 400 !

Lorsqu’un avion vole entre Londres et New York il fait face au vent. Si vitesse air reste la même mais sa vitesse sol en est diminuée. A l’inverse sur un New York-Londres il est poussé par le vent (vent arrière) et sa vitesse sol augmente.

Un avion volant à une vitesse air normale de 900km/h mais avec un vent arrière de 360km/h comme cela est arrivé ce dimanche a donc une vitesse sol de 1200 km/h…mais sa vitesse air reste de 900 km/h.

Et comme vous vous en doutez désormais c’est la vitesse air qu’on prend en compte pour le mur du son, pas la vitesse sol qui, elle, inclut l’impact des vents !

Donc les avions de British Airways et de Virgin Atlantic lors de la tempête Ciara n’ont bien entendu pas passé le mur du son, pas plus que tous les appareils qui dépassent les 1060 km/h grâce aux vents arrières.

Photo : mur du son de NYC Russ via Shutterstock

Bertrand Duperrinhttp://www.duperrin.com
Voyageur compulsif, présent dans la communauté #avgeek française depuis la fin des années 2000 et passionné de (longs) voyage depuis sa jeunesse, Bertrand Duperrin a confondé Travel Guys avec Olivier Delestre en mars 2015. On peut le retrouver aussi aussi sur http://www.duperrin.com où il parle depuis plus de 10 ans de la transformation digitale des organisations, son métier quand il est au sol.
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