La turbulence en air clair devrait tripler d'ici 2050

Résumé Rapide

Les incidents de turbulence en air clair (CAT) sévère augmentent à l'échelle mondiale en raison du changement climatique d'origine humaine, en hausse de 55 % depuis 1979. La recherche indique que les niveaux de turbulence pourraient tripler d'ici 2050, impactant de manière significative les itinéraires de vol sur l'Asie de l'Est et l'Atlantique Nord.

Cette augmentation pose des risques pour la sécurité des passagers et augmente les coûts opérationnels en raison de l'usure des aéronefs et de la consommation de carburant plus élevée. En réponse, l'industrie aéronautique développe des solutions avancées. Des entreprises comme Turbulence Solutions testent des volets mécaniques pour stabiliser les aéronefs, tandis que les chercheurs utilisent l'intelligence artificielle pour prédire les modèles d'écoulement d'air chaotiques.

Des technologies telles que le Lidar et des microphones spécialisés sont également explorées pour détecter la turbulence à distance. Actuellement, les pilotes s'appuient sur des logiciels de prévision améliorés et le partage de données en temps réel pour naviguer ces dangers invisibles.

Le Risque Croissant de la Turbulence en Air Clair

Les témoignages de passagers mettent en lumière les dangers physiques des perturbations atmosphériques soudaines. Un voyageur a décrit une scène de chaos suite à un vol Singapore Airlines au-dessus du sud de la Myanmar en 2024, notant « du sang sur le plafond » et des passagers jetés au sol. De même, un vol United Airlines au-dessus des Philippines a entraîné une hôtesse de l'air projetée contre le plafond, souffrant d'une commotion et d'un bras cassé.

Ces incidents sont attribués à la turbulence en air clair (CAT), qui consiste en de l'air extrêmement turbulent invisible pour les satellites, le radar et l'œil humain. Selon les recherches de Paul Williams, professeur de science atmosphérique à l'Université de Reading, la CAT a augmenté de 55 % depuis 1979. La projection est que cette turbulence triplera dans le monde entier d'ici les années 2050, avec des impacts importants sur les itinéraires aériens au-dessus de l'Asie de l'Est et de l'Atlantique Nord.

Les conséquences vont au-delà de l'inconfort immédiat. La turbulence provoque un stress important sur les structures des aéronefs, accélérant l'usure. Lorsque les pilotes changent de cap pour éviter ces zones, les vols sont allongés, entraînant une consommation de carburant accrue et des émissions plus élevées. Ce fardeau environnemental et financier pousse à la recherche de stratégies d'atténuation.

Solutions Mécaniques et Numériques 🛠️

Pour lutter contre les effets physiques de la turbulence, les ingénieurs développent de nouveaux matériels. Une entreprise autrichienne, Turbulence Solutions, a créé de petits volets qui se fixent aux ailerons plus grands des ailes des aéronefs. Ces dispositifs ajustent leur angle en fonction des mesures de pression pour compenser les changements d'écoulement d'air, stabilisant l'avion de manière similaire à la façon dont les oiseaux ajustent leurs plumes. L'entreprise affirme que cette technologie peut réduire la turbulence ressentie de plus de 80 % et est confiante qu'elle peut être adaptée pour des jets commerciaux plus grands.

Simultanément, les chercheurs se tournent vers l'intelligence artificielle pour gérer la nature chaotique de l'écoulement d'air. Ricardo Vinuesa, chercheur à l'Institut royal de technologie KTH, suggère que la turbulence est une application parfaite pour l'IA car elle implique de trouver des modèles dans des données à haute dimension. Dans des expériences récentes, Vinuesa et ses collègues ont utilisé l'apprentissage par renforcement profond pour entraîner un système IA contrôlant des jets d'air synthétiques sur une aile simulée.

D'autres approches technologiques incluent :

• Des chercheurs de la NASA testant des microphones pour détecter les fréquences infrasons générées par la turbulence jusqu'à 480 km de distance.
• Une équipe du California Institute of Technology et de Nvidia utilisant l'IA pour détecter et prédire la turbulence pour les drones.
• L'utilisation de la technologie Lidar pour créer des cartes 3D de l'air entourant l'aéronef, bien que les modèles actuels fassent face à des défis de taille et de consommation d'énergie à haute altitude.

Navigation et Prévision Actuelles

Alors que de nouvelles technologies sont en développement, les pratiques aéronautiques actuelles s'appuient sur une prévision avancée. Avant le décollage, les pilotes consultent des bulletins météorologiques et analysent des cartes de courants-jets. Ils utilisent des logiciels de planification de vol et des outils comme le système Graphical Turbulence Guidance (GTG), auquel Paul Williams contribue.

La précision des prévisions s'est considérablement améliorée au cours des deux dernières décennies. Williams note qu'il y a environ 20 ans, les chercheurs pouvaient prédire environ 60 % de la turbulence ; aujourd'hui, ce chiffre est proche de 75 %. Cependant, les progrès sont freinés par le coût d'accès aux données de turbulence mesurées par les capteurs des aéronefs.

L'Association du transport aérien international (IATA) exploite le système Turbulence Aware, qui anonymise et partage des données de turbulence en temps réel. Ce système est actuellement utilisé par des compagnies aériennes telles que Air France, EasyJet et Aer Lingus. Pour les passagers, des applications comme Turbli offrent un accès à des informations auparavant réservées aux équipages de conduite, bien que les experts avertissent que ces outils ne sont pas toujours précis à 100 % en raison des trajectoires de vol exactes inconnues.

Conclusion

L'augmentation de la turbulence en air clair représente un défi important pour l'industrie aéronautique, impulsée par les effets incontestables du changement climatique. Alors que l'instabilité atmosphérique grandit, les coûts financiers et de sécurité associés aux opérations de vol augmenteront probablement. Cependant, la convergence de la fabrication avancée, de l'intelligence artificielle et des nouvelles technologies de capteurs offre une voie prometteuse pour l'avenir. Des volets mécaniques qui imitent le vol des oiseaux aux systèmes IA capables de prédire des modèles chaotiques, l'industrie cherche activement des solutions pour garantir que le transport aérien reste sûr et efficace dans un climat changeant.