- Les turbulences en air clair (CAT), qui surviennent soudainement même par ciel dégagé, deviennent un enjeu croissant de sécurité aérienne, et leur lien avec le changement climatique attire aussi l’attention
- Les CAT sont étroitement liées au cisaillement du vent, c’est-à-dire à des variations de vitesse ou de direction du vent sur une courte distance ; les bords des courants-jets, les gradients de température, les ondes orographiques et la circulation atmosphérique participent à leur formation
- Dans l’étude de Prosser et al. 2023 portant sur des données de réanalyse de 1979 à 2020, la durée annuelle des CAT au-dessus de l’Atlantique Nord a augmenté de 17 % pour le niveau léger ou plus, de 37 % pour le niveau modéré ou plus et de 55 % pour le niveau sévère ou plus
- Les zones où les CAT sont les plus fortes coïncident avec les courants-jets à l’échelle mondiale, et si le réchauffement climatique renforce les courants-jets, la probabilité de turbulences pourrait elle aussi augmenter
- En raison de leur nature difficile à prévoir et de leur apparition sans avertissement, les CAT restent un problème de sécurité qui engendre à elles seules environ 200 millions de dollars de coûts annuels aux États-Unis, notamment via la fatigue des appareils, la maintenance et les risques de blessure
Pourquoi les turbulences en air clair attirent l’attention
- Ces dernières années, davantage de cas de turbulences sur des avions de ligne ont été médiatisés, avec des conséquences telles que des blessures de passagers, des atterrissages d’urgence et, plus rarement, des décès
- En mai 2024, le vol SQ321 de Singapore Airlines a subi de fortes turbulences au-dessus du Myanmar, causant 1 mort et des dizaines de blessés
- Cet incident a d’abord été considéré comme un cas de turbulence en air clair, avant qu’il soit confirmé qu’une tempête s’étant développée rapidement en était la cause
- Les CAT se produisent en général à haute altitude, dans un ciel dégagé et dans des conditions relativement calmes
- Contrairement aux orages ou aux systèmes météo visibles, elles sont difficiles à identifier visuellement
Conditions de formation des CAT
- La cause principale des CAT est le cisaillement du vent, c’est-à-dire des variations de vitesse ou de direction du vent dans l’atmosphère sur une courte distance
- Le frottement créé quand un air se déplaçant rapidement, comme dans un courant-jet, rencontre un air plus lent peut générer des turbulences
- Elles sont particulièrement fréquentes autour de la tropopause, la frontière entre la troposphère et la stratosphère
- La plage d’altitude est d’environ 7 000 à 12 000 m
- Soit environ 23 000 à 39 000 ft
Facteurs atmosphériques qui renforcent les turbulences
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Courants-jets
- Ce sont des bandes étroites de vents puissants dans la haute atmosphère, dont la vitesse peut atteindre 160 km/h ou plus
- Un fort cisaillement du vent peut se former sur leurs bords et déboucher sur des turbulences
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Gradients de température
- Les changements brusques de température modifient la densité de l’air et augmentent le risque de turbulences
- L’écart de température entre l’air chaud dans le courant-jet et l’air froid alentour peut accroître l’instabilité
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Ondes orographiques
- Quand des vents forts franchissent une chaîne de montagnes, ils peuvent créer des ondes atmosphériques qui se propagent vers le haut
- Lorsque l’air est stable et que le vent est fort et régulier, ces ondes peuvent devenir turbulentes
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Circulation atmosphérique
- Les grandes circulations atmosphériques comme les Rossby waves et le Coriolis effect peuvent aussi faire onduler les courants-jets et créer des zones de fort cisaillement du vent
Une hausse observée au cours des dernières décennies
- Des études récentes montrent que la fréquence et l’intensité des conditions favorables aux CAT ont fortement augmenté au cours des dernières décennies
- Evidence for Large Increases in Clear-Air Turbulence Over The Past Four Decades examine les tendances mondiales des CAT de 1979 à 2020 à partir de données de réanalyse
- À l’altitude de croisière des avions, la probabilité de rencontrer des CAT a nettement augmenté, en particulier dans les régions de moyennes latitudes
- Taux d’augmentation de la durée annuelle des CAT au-dessus de l’Atlantique Nord :
- CAT légère ou plus : +17 %
- CAT modérée ou plus : +37 %
- CAT sévère ou plus : +55 %
Le lien entre courants-jets et changement climatique
- Les endroits où les CAT les plus fortes ont été observées montrent une corrélation avec les courants-jets à l’échelle mondiale
- Les courants-jets sont des flux d’air rapides et étroits situés près de la tropopause, et jouent un rôle important dans la détermination des régimes météorologiques et climatiques
- Dans l’étude de Prosser, l’une des principales raisons de l’augmentation des CAT est le renforcement des courants-jets entraîné par le réchauffement climatique
- À mesure que la température globale augmente, le gradient thermique entre l’équateur et les pôles devient plus marqué
- Cette évolution renforce les courants-jets et accroît le risque de turbulences
- L’étude de Williams and Joshi 2013 prévoit que, dans un scénario où la concentration atmosphérique de CO2 double par rapport à l’ère préindustrielle, les CAT modérées ou plus pourraient augmenter jusqu’à 83,9 %
Le poids pour l’industrie aérienne
- La hausse des CAT pose à l’industrie aérienne des défis à la fois en matière de sécurité et de coûts
- Selon Prosser et al., les CAT engendrent à elles seules environ 200 millions de dollars de coûts annuels pour l’industrie aérienne aux États-Unis
- Fatigue structurelle supplémentaire des appareils
- Coûts de maintenance
- Risques de blessure pour les passagers et le personnel navigant
- Comme les CAT sont difficiles à prévoir et surviennent souvent sans avertissement, elles restent une préoccupation majeure pour la sécurité aérienne
1 commentaires
Avis sur Hacker News
Les récents blessés dus à des turbulences en air clair (CAT) largement médiatisés se sont produits pour la plupart sur des vols long-courriers entre l’Europe et l’Asie du Sud.
Ces dernières années, sur cette route, les trajectoires de vol se sont resserrées pour éviter les espaces aériens de l’Ukraine, de la Russie, d’Israël et de l’Afghanistan, et l’augmentation des itinéraires de contournement a réduit les options permettant d’éviter certaines conditions météo.
Le fait qu’une part importante du vol passe au-dessus de régions chaudes et montagneuses a aussi pu contribuer à l’augmentation des incidents de turbulences dangereuses, même si les conditions elles-mêmes ne sont pas devenues plus fréquentes.
Par ailleurs, la question centrale à laquelle l’article cherche à répondre n’est pas tant « les accidents liés aux CAT ont-ils augmenté ? » que « les CAT elles-mêmes ont-elles augmenté ? ».
J’ai regardé aujourd’hui quelques routes, par exemple CDG->SIN[0], et elles ne passent pas près des zones où la carte thermique indique de fortes CAT. Le vol LHR-SIN SQ321[1], qui a fait un mort en mai, a lui aussi été jugé a posteriori, selon l’article, comme n’étant pas lié à des CAT ; il ne traverse pas de zone CAT à haut risque et passe au contraire par l’espace aérien russe.
L’expression « réduire les options permettant d’éviter certaines conditions météo » ne correspond pas non plus vraiment à la nature des CAT. Les CAT ont souvent des causes peu liées aux conditions météo, et même lorsqu’elles le sont, elles sont difficiles à éviter car il est caractéristique de ne pas disposer d’un préavis suffisant.
[0] https://www.flightstats.com/v2/flight-tracker/SQ/335?year=20...
[1] https://www.flightstats.com/v2/flight-tracker/SQ/321?year=20...
De plus, cela ne concerne que les cas de CAT rapportés par les médias, ce qui est différent du sujet de l’article : les événements CAT à l’échelle mondiale.
L’article traite de preuves globales et cite le graphique, les éléments de preuve et la discussion de Prosser et al. comparant 1979 et 2020, concluant que là où les CAT se renforcent, c’est au niveau des courants-jets.
L’étude liée contient un graphique d’une certaine probabilité de CAT pondérée par la durée ; comme il s’agit d’un ratio, les différences de volume total de vols semblent être corrigées. Le fait que l’échelle aille de 0 à 2,5 plutôt que de 0 à 1 est étrange, mais il paraît plus probable que le changement climatique rende les courants-jets plus turbulents.
Cela ne semble pas étayé par les statistiques d’accidents. Il ne semble pas y avoir de tendance nette dans les accidents liés aux turbulences.
(https://www.ntsb.gov/safety/safety-studies/Documents/SS2101....)
Je ne sais pas s’il existe d’autres facteurs qui masquent, dans les statistiques d’accidents, une hausse des occurrences de CAT.
Le NTSB n’est informé que lorsque certains critères sont remplis. Pour les détails, il faut voir le 49 CFR Part 830.
Si toute l’augmentation des turbulences est faible ou modérée et qu’il n’y a pas de blessé grave, il n’y a rien à déclarer au NTSB.
1979 était une année de faible El Niño, et 2020 une année de La Niña modérée.
https://ggweather.com/enso/oni.htm
Ce qui augmente clairement, ce sont les CAT dues au changement climatique. Mais comme ces événements sont très rares, il est possible de ne pas observer de hausse nette pendant des décennies.
La plupart des CAT observées jusqu’ici peuvent être supportées par la conception actuelle des avions ; une hausse des CAT peut donc ne pas entraîner une forte augmentation des crashs ou d’autres accidents.
« Le rapport Prosser cite comme l’une des principales causes de l’augmentation des CAT le renforcement des courants-jets entraîné par le réchauffement climatique. À mesure que la température mondiale augmente, le gradient de température entre l’équateur et les pôles devient plus marqué, les courants-jets se renforcent et la probabilité de turbulences augmente », dit-il.
Or je pensais que, comme les pôles sont davantage affectés par le réchauffement climatique, les courants-jets s’affaiblissaient. Est-ce que je me trompais ?
En réalité, il existe plusieurs oscillations et téléconnexions, elles-mêmes affectées par le réchauffement climatique, qui déterminent les gradients de température selon les régions et les saisons.
Des phénomènes comme la QBO, El Niño/La Niña ou les épisodes de couple orographique peuvent déplacer ou modifier la chaleur au niveau de la tropopause sur des périodes courtes, ce qui entraîne une plus grande variabilité aux deux extrémités du spectre.
Les pôles se réchauffent plus vite que l’équateur. Donc le gradient de température global diminue.
En conséquence, non seulement les courants-jets s’affaiblissent, mais les régimes météo deviennent plus stables, ce qui entraîne des périodes plus longues de sécheresse ou d’inondations.
Je n’avais jamais entendu l’expression Clear Air Turbulence avant de lire enfin, le mois dernier, Consider Phlebas, le premier roman du Cycle de la Culture de Ian M. Banks
Maintenant que j’y pense, c’est un nom parfait pour un vaisseau de pirates de l’espace
https://en.wikipedia.org/wiki/Clear_Air_Turbulence_(album)
Petit coup de pub assumé : je travaille chez SkyPath (https://skypath.io)
Nous surveillons et collectons en temps réel des données CAT sur des milliers de vols, et nous prédisons les événements de CAT avec des modèles d’IA
Les pilotes sont très satisfaits de notre solution, nous avons signé avec plusieurs grandes compagnies aériennes américaines et nous menons aussi des programmes d’évaluation en conditions réelles avec plusieurs autres compagnies
J’imagine que les données corrigées devront un jour être intégrées aux systèmes de pilote automatique, mais je me demande comment se déroule ce processus
Quel rapport avec la certification ici ? Cela veut dire qu’il y a un doute sur l’origine des données ?
Quelqu’un sait si la recherche sur la détection des CAT par LIDAR est réaliste ? Une étude publiée en octobre dernier affirme avoir trouvé une méthode pour détecter les CAT à l’avance par LIDAR : http://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2023Photo..10.1185Z/abstrac...
Une telle technologie serait énorme. Et si l’augmentation des turbulences est réelle, je pense qu’on peut facilement la relier au changement climatique, ainsi qu’au réchauffement récent du Pacifique et de l’Atlantique dû aux restrictions sur le soufre dans le carburant des cargos, mais c’est hors sujet ici
L’augmentation du transport aérien dans le monde joue aussi beaucoup. Le nombre total d’incidents ne peut qu’augmenter
Le nombre de vols commerciaux a doublé entre 2004 et 2019, et cette tendance devrait se poursuivre pendant un certain temps
Est-ce que cela ne pourrait pas être un biais lié aux vols connectés à Internet ? Avec davantage de vols équipés du Wi-Fi et davantage de gens qui publient sur les réseaux sociaux, c’est peut-être seulement la perception du public qui augmente
Comme dit plus haut, seules les statistiques liées aux incidents sont enregistrées. Si les incidents avec dommages ou blessures n’augmentent pas en proportion par vol, il est probablement difficile d’y voir une tendance
Je déteste vraiment prendre l’avion et je suis extrêmement effrayé quand il y a des turbulences. Pourtant, un journaliste de mon pays, qui avait aussi de l’expérience comme pilote, a dit un jour à la télévision que les moments de turbulence étaient parmi les plus sûrs à bord d’un avion
Je ne me souviens plus de la raison ; quelqu’un qui connaît le domaine peut confirmer ou infirmer ?
Cela dit, dans un gros avion moderne, de légères secousses ne représentent pas un danger pour la structure de l’appareil ni pour les passagers correctement attachés
Mais il faut absolument garder sa ceinture, surtout si l’on est dans un petit avion. Par exemple, la turbulence de sillage représente un risque réel et important pour les petits appareils
Les problèmes surviennent quand ils sont proches du sol. Le décollage et l’atterrissage sont les moments les plus dangereux, car ce sont des transitions entre le vol et le non-vol
https://www.youtube.com/watch?v=--LTYRTKV_A
D’autres me corrigeront si je me trompe, mais il me semble que la dernière perte d’un gros avion de ligne commercial due à des turbulences remonte à 1966
https://en.wikipedia.org/wiki/BOAC_Flight_911
https://askthepilot.com/questionanswers/turbulence/
Ce sujet aurait probablement été perçu comme une réaction normale s’il avait été formulé avec du code-switching à la Bay Area ou NYC, mais comme il donne l’impression de venir d’un certain fandom de compagnie aérienne, il semble susciter beaucoup de rejet
Je ne dis pas que l’un ou l’autre se produit réellement, mais parfois, c’est vraiment l’impression que ça donne