Les turbulences : quelles sont leurs causes et sont elles dangereuses ?

Les turbulences, également appelées « trou d’airs » sont la hantise des passagers aériens non seulement parce qu’elles rendent leur vol inconfortable mais aussi, et surtout, car elles sont vues comme potentiellement très dangereuses.

Mais qu’en est-il exactement ? Dans cet article nous allons vous expliquer comment se forment les turbulences, si elles représentent vraiment un danger pour les avions et les passagers et comment les pilotes s’en accommodent.

Qu’est ce qui cause les turbulences ?

« Mesdames et messieurs nous allons rentrer dans une zone de turbulences« . Personne n’aime cette annonce qui signifie au mieux quelques moments inconfortables et au pire quelques frayeurs (pas justifiées). Mais derrière ce terme générique se cachent plusieurs réalités.

Les turbulences convectives ou thermiques

C’est le cas le plus fréquent et il repose sur un phénomène physique et météorologique. L’air chaud est moins dense et plus léger que l’air froid donc il va avoir tendance à s’élever.

Lorsqu’il fait chaud au sol l’air est chauffé et va donc avoir tendance à monter. Logiquement, l’air froid, plus lourd, lui va descendre. Les flux d’air chauds ascendants et ces flux d’air froid descendants créent des courants qui peuvent faire varier l’altitude de l’avion de quelques dizaines de mètres au maximum.

Lorsqu’il s’agit de flux descendants, qui sont ceux les plus fréquemment rencontrés, on a une impression de chute d’où l’expression fréquemment employée de « trou d’air ». Une expression totalement inappropriée car il n’y a pas de trou, juste un flux d’air qui entraine l’avion.

On attribue souvent la présence des turbulences aux nuages mais ça n’est pas totalement vrai. La rencontre entre les flux d’air chaud et d’air froids crée effectivement des nuages mais ce sont les flux qui impactent le vol de l’avion. Par contre la présence de nuages convectifs (cumulus, cumulonimbus) est un signe qui permet d’anticiper la présence de turbulences.

Par contre lorsque l’air chaud monte très rapidement il se condense et forme des gouttelettes, chaque gouttelette émettant de la chaleur. Lorsqu’une grande quantité de gouttelettes se forme en même temps cela génère un orage et libère une grande quantité de chaleur d’un seul coup, ce qui amplifie encore davantage le phénomène.

Les turbulences mécaniques

On rencontre des turbulences mécaniques lorsque la circulation du vent est perturbée par des objets. Ces objets peuvent être naturels (relief, montagnes) ou d’origine humaine (immeubles).

Lorsque le vent souffle au dessus d’une chaine de montagnes il épouse la forme des sommets ce qui lui fait faire comme des vagues, créant des vents tourbillonnants.

Ce phénomène est connu et anticipable. Toutefois, selon le contexte géographique et la puissance des vents, il peut se propager à des centaines de kilomètres du relief qui l’a généré et surprendre les pilotes.

Les turbulences en air clair

Pas un nuage en vue, ciel bleu à perte de vue et pourtant l’avion subit des turbulences. C’est ce qu’on appelle les turbulences en air clair.

Les turbulences en air clair se produisent lorsque des vents se déplaçants à des vitesses différentes se rencontrent et forment des tourbillons.

L’exemple le plus connu est celui des courants-jet, ces vents de très haute altitude qui circulent autour de la terre à très haute vitesse plus de 300 km/h). Lorsque par exemple l’air froid de l’Arctique rencontre l’air chaud qui vient du sud cela crée d’importantes turbulences.

Le problème de ces turbulences c’est qu’elles sont totalement invisibles, imprévisibles dont ne peuvent pas toujours être évitées.

Aux Etats-Unis un rapport du NTSB en 2018 montre que  28% des cas rapportés entre 2009 et 2018, les turbulences étaient des turbulences en air clair et donc que les équipages n’ont pas pu les anticiper.

Les turbulences de sillage

Un avion qui vole génère des turbulences, notamment au niveau des ailes dont les extrémités créent des tourbillons en repoussant l’air. C’est la raison pour laquelle en vol il y a une distance de sécurité entre deux avions et que deux avions ne peuvent décoller et ou se poser immédiatement l’un après l’autre.

Les turbulences peuvent avoir plusieurs niveaux de gravité

Avant de se poser la question des risques réels liés aux turbulences il faut savoir que toutes les turbulences ne sont pas égales. On les classe selon leur niveau de gravité en 4 catégories.

Turbulence légère : l’avion est soumis à de légers changements aléatoires, d’assiette, d’inclinaison ou de cap. A ce stade il est possible de se déplacer sans problème dans l’avion.
Turbulence modérée :l’avion est soumis à de légers changements aléatoires, d’assiette, d’inclinaison ou de cap et sa vitesse est également impactée. Il devient difficile de se déplacer dans l’avion.
Turbulence sévère : l’avion est soumis à des changements brusques de trajectoire ou d’altitude le pilote peut en perdre temporairement le contrôle. Il est impossible de se déplacer dans l’avion.

Turbulence extrême : le pilote le peut plus contrôler l’avion et la structure de ce dernier peut être endommagée jusqu’à la rupture.

Peut on prévoir les turbulences ?

Vous avez partiellement eu la réponde plus haut : oui et non.

Oui parce que si on ne peut détecter les turbulences à proprement parler on peut en distinguer les signes annonciateurs comme les nuages grâce aux radars météo.

Non parce que certaines turbulences comme les turbulences en air clair ne sont pas détectables.

Il reste toutefois un moyen pour un pilote de les anticiper : les alertes et messages radios d’autres appareils qui volent devant lui sur la même route et informent ceux qui suivent des conditions rencontrées.

Doit on éviter les turbulences ?

Là encore la réponse est nuancée.

Pour des raisons de sécurité le pilote fera tout pour éviter les turbulences sévères et extrêmes. Pour le reste c’est laissé à son appréciation mais en général tout sera fait pour maximiser le confort des passagers : ça n’est pas parce que des turbulences ne sont pas dangereuses pour l’appareil qu’elles ne sont pas inconfortables pour les passagers voire dangereuses.

Ce qui nous amène à la question la plus importante : la dangerosité des turbulences.

Les turbulences sont elles dangereuses et peuvent elles causer un crash ?

On a eu beau chercher car même nous étions étonnés des informations que nous trouvions : des turbulences n’ont jamais provoqué un crash d’avion. Jamais.

Pourquoi ?

Parce qu’elles provoquent au pire une chute de quelques dizaines de mètres, pour un avion qui vole à 10 000m c’est négligeable. Mais c’est également la raison pour laquelle les pilotes sont beaucoup plus vigilants lors des phases à basse altitude comme lors de l’atterrissage.

Ensuite parce que les avions modernes sont conçus pour supporter des contraintes largement supérieures à ce qu’ils peuvent rencontrer en vol. Leurs ailes sont ainsi conçues pour supporter un poids 1,5 fois supérieur au poids normal de l’avion. Et elles sont flexibles pour, un peu comme un amortisseur, encaisser les chocs. Ainsi les ailes d’un A380 peuvent subir une déformation verticale de 6,80m sans aucun risque pour l’appareil. Certains passagers sont inquiets en voyant les ailes bouger mais c’est au contraire une excellente chose : trop rigides elles casseraient.

Regardez le traitement que subit un A350 pour vérifier la solidité de ses ailes.

Il y a toutefois des crash aériens qui ont été associés à tort aux turbulences.

En 2001 le vol American Airlines 587, reliant New York à St Domingue s’est écrasé dans le Queens peu après son décollage de JFK. L’enquête a prouvé qu’il avait rencontré les turbulences de sillage d’un B747 de Japan Airlines qui a décollé juste avant lui. Les turbulences sont elles responsables ? Et bien non. Surpris le pilote a actionné violemment les gouvernes de direction dans un sens puis dans l’autre ce qui a entrainé une charge excessive sur les ailes menant à un arrachement des moteurs. L’enquête a finalement conclu que si le pilote n’avait rien fait tout se serait bien passé.

Ajoutons qu’il s’agissait d’un A300, de conception ancienne, un appareil qui ne vole plus aujourd’hui.

Autre exemple : en 1966 le vol 911 de la BOAC (l’ancêtre de British Airways), un Boeing 707 s’est écrasé a proximité du Mont Fuji, là aussi après avoir rencontré des turbulences. Le vent a en effet provoqué la destruction de la queue en plein vol, entrainant le crash. Mais là encore il y a une erreur humaine : le pilote a dévié de son plan de vol pour montrer le Mont Fuji aux passagers et l’avion n’aurait jamais dû se trouver là. Et là encore il s’agit d’un avion de conception très ancienne, loin des normes de sécurité actuelles.

Dans les deux cas ça ne sont pas les turbulences qui sont la cause du crash mais des actes du pilote.

Mais attention : ça n’est pas parce que les turbulences ne sont pas un danger pour l’avion qu’elles ne le sont pas pour les passagers ! Vous avez vu que même avec des turbulences modérées il devient difficile de se déplacer dans l’avion.

A 900km/h une « bosse » de 20 cm suffit à faire décoller les plateaux repas ! Donc entre les objets qui peuvent être projetés et les passagers qui négligent de mettre leur ceinture de sécurité et peuvent être projetés au plafond le risque est réel !

Si l’on regarde le rapport sur la sécurité aérienne en 2021 de la DGAC en France (qui distingue entre les appareils enregistrés à l’étranger et en France) on voit que les incidents liés aux turbulences sont une infime part des incidents reportés.

Le rapport de 2017 donne des chiffres également intéressants.

Ces chiffres provenant du BEA montrent qu’en 10 ans il n’y a eu que 35 incidents concernants des appareils français, dont 23 faisant 51 blessés.

Une étude de ce même BEA en 2008 montrait qu’entre 1995 et 2007 48 incidents liés à des turbulences avaient été recensés faisant 28 blessés graves et un mort, principalement dus aux chutes et aux projections en cabine.

Des chiffres qui confirment notre propos : les turbulences ne sont pas tant une question de sécurité pour les appareils que de sécurité et de confort pour les passagers.

Un phénomène qui va s’accentuer dans le futur

Il nous faut par contre nous attendre à une augmentation de des phénomènes à la fois en quantité et en intensité dans les années à venir en raison du réchauffement climatique. Selon un rapport de Science Advances en 2018 une multiplication par 2 des niveaux de CO2 entraînerait une augmentation de 149 % de l’intensité moyenne du cisaillement du vent à haute altitude. On doit également s’attendre à une augmentation du nombre de tempêtes.

Encore une fois cela ne présente absolument aucun risque pour les appareils mais beaucoup plus d’inconfort pour les passagers.

Conclusion

Les turbulences n’ont jamais causé directement la perte d’un appareil mais sont davantage une question de confort pour les passagers, voire de sécurité lorsqu’ils ne respectent pas des consignes simples comme garder leur ceinture attachée à tout moment.

Un phénomène qu’il convient donc de démystifier.

Image : Turbulences de diy13 via Shutterstock

Vortex avion de hlopex via Shutterstock

Bertrand Duperrin
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 cofondé 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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