Le vent

Article paru dans ULMiste n°6, octobre 2011

 

Le vent

 

 

L’ULM est un moyen de transport qui s’appuie sur l’air dans toutes les phases du  vol. Au sol aussi, au roulage ainsi qu’au parking, le contact de l’air se fait sentir sur toutes les surfaces portantes. Mais cet air atmosphérique est rarement immobile. Effectivement, il se déplace plus ou moins vite et dans de nombreuses directions. C’est ce que l’on appelle le vent. Même si l’air se déplace parfois dans le plan vertical, on estime que cette composante est négligeable. Aussi dans notre cas, on va  considérer la direction et la force du vent  systématiquement horizontales. 

 

Arnaud Campredon

 

Au décollage

 

Le vent a une influence sur la qualité du décollage. Pour que celui-ci se déroule dans les meilleures conditions, l’ULM doit se situer le plus possible face au vent, surtout si la piste est de mauvaise qualité, trop courte ou encore avec un obstacle à passer au bout.

 

La connaissance de la force, mais surtout de la direction du vent vont être déterminantes pour choisir la piste à utiliser.

Fig 1 : exemple de distance de décollage et de pente de montée avec un bon vent de face.

Fig 2 : exemple de distance de décollage et de pente de montée sans vent.

Fig 3 : exemple de distance de décollage avec un léger vent arrière.

Certaines pistes sont très courtes, avec parfois un revêtement de mauvaise qualité (terrain humide, accidenté, herbe haute, sol gorgé d’eau), alors si le vent n’est pas suffisamment fort ou même s’il passe un peu sur l’arrière, le décollage peut devenir dangereux.

 

 

A l’atterrissage 

 

La force du vent peut influer sur la distance à l’atterrissage, ainsi que sur l’angle de pente de descente moteur coupé ou au ralenti.

Fig 4 : exemple de distance d’atterrissage avec un bon vent de face.

Fig 5 : exemple de distance d’atterrissage sans vent.

Fig 6 : exemple de distance d’atterrissage avec un léger vent arrière.

De plus, un vent de travers fort et turbulent peut rendre l’atterrissage dangereux.

Fig 7 : atterrissage vent travers fort et turbulent.

En navigation vent dans l’axe 

 

 Sur un vol aller-retour, on pourrait croire que le temps qu’on va perdre à l’aller vent de face, sera intégralement récupéré au retour, vent arrière.  Et bien il faut tordre le coup à cette idée reçue. Si le pilote vole à la même vitesse et la même altitude, à l’aller comme au retour et que les conditions de vent n’évoluent pas sur tout le parcourt, le temps perdu à l’aller vent de face, ne sera  pas totalement regagné au retour vent arrière. Alors un peu d’arithmétique :

Fig 8 : A l’aller, sans vent,  200 km à 100 km/h : temps 2 heures. Au retour, c’est pareil : 200km à 100 km/h = temps 2 heures ;  soit quatre heures aller retour.

Fig 9 : A l’aller vent de face 20 km/h, 200 km avec une vitesse sol de 80 km/h, temps 2H30. Au retour vent arrière, 200 km avec une vitesse sol de 120 km/h, temps 1H40. Temps total aller retour : 4H10, soit 10 minutes de plus qu’un aller retour sans vent.

Sachez que plus la vitesse du vent va croître par rapport à celle de l’ULM et plus son influence sera marquée sur les performances de l’appareil. Dans cet exemple, pour un aller retour vent dans l’axe, on pourra adopter la stratégie suivante : face au vent il faudra voler le plus vite possible afin de réduire la durée d’influence nuisible de la composante du vent de face. Moins on vole longtemps face au vent et moins on subit les effets négatifs du flux qui nous ralentit. Si le relief le permet, on essayera aussi de voler plus bas, car en général, moins on est haut, plus le vent est faible. Vent arrière, c’est le contraire. On pourra voler un peu moins vite, afin de réduire la consommation et de ménager le moteur, mais surtout  pour profiter le plus longtemps possible de la composante bénéfique du vent qui nous pousse. Si on peut, on essaiera de monter plus haut, afin de bénéficier de vents plus forts.

Fig 10 : vent de face on essaye de voler bas et plus vite.

Fig 11 : Vent arrière, on essaye de voler plus haut et plus lentement.

Par vent de travers 

 

En vol, le vent de travers provoque un effet de dérive sur l’ULM. Là encore, plus la vitesse du vent est grande par rapport à celle de l’ULM et plus l’effet de dérive est important. En l’absence de vent, il n’y a pas de dérive. Si le vent de travers perpendiculaire à la route de l’ULM atteint une vitesse équivalente à celui-ci, l’angle de dérive tend vers 45 degrés.

Fig 12 : Avec une vitesse air de 100 km/h et un vent travers de 18 km/h, l’angle de dérive ne dépasse pas 5 degrés.

Fig 13 : Avec une vitesse air de 100 km/h et un vent travers de 40 km/h, l’angle de dérive atteint 25 degrés.

Fig 14 : Avec une vitesse air de 60 km/h et un vent travers de 40 km/h, l’angle de dérive atteint 37 degrés.

En navigation, en l’absence de vent traversier, il suffit d’afficher un cap égal à la route pour suivre un trajet direct. Dans ce cas particulier, le cap est égal à la route. Ce qui est assez rare, car le vent traversier est fréquent. Le plus souvent, ce vent provoque un effet de dérive qui impose d’afficher un cap différent de la route pour suivre un trajet direct.

Si le pilote ne contre pas l’effet de dérive en affichant un cap décalé d’une valeur adaptée du coté d’où vient le vent et qu’il se contente de diriger le nez de son appareil vers l’objectif, l’effet de dérive va devenir de plus en plus grand. L’ULM va suivre un trajet en forme de courbe se terminant presque vent de face que l’on appelle : la courbe du chien.

La mesure du vent 

 

Deux paramètres distincts vont caractériser le vent : sa vitesse et sa direction.

Sur nos petits aérodromes on ne dispose que d’une manche à air pour indiquer la vitesse et la direction du vent. La lecture se fait de manière intuitive, au sol comme en vol, notamment dans la branche vent arrière. L’appréciation de la force du vent permet ainsi au pilote d’afficher une vitesse adaptée pour l’atterrissage, surtout pour contrer un risque de gradient de vent.

Fig 15 : la courbe du chien

Fig 16 : différentes vitesses indiquées par la manche à air.

Sur les aérodromes importants la vitesse et la direction du  vent sont enregistrés respectivement par un anémomètre et une girouette, le tout placé à 10 m au dessus du sol.

En théorie, le pylône supportant les instruments de mesure est dégagé de tout obstacle. Mais l’implantation n’est jamais idéale car parfois l’environnement change. Exemple l’aéroport de Vichy. La croissance intempestive des arbres à l’est du pylône, masque les instruments de mesure. Ainsi, par vent d’est, le vent indiqué par la tour, sera toujours inférieur et plus irrégulier que le vent réel rencontré par le pilote dans la phase d’atterrissage. Il faut juste le savoir, afin de pouvoir s’en prévenir.

Fig 18 : Pylône supportant les instruments de mesure en parti masqué par les arbres.

Dans la vie courante, sur les ULM comme les planeurs, les vitesses de vol sont données en km/h.

 

Mais en aéronautique, on a adopté le nœud comme unité de mesure pour indiquer la vitesse du vent. 1 nœud (abréviation kt) correspond à un mile nautique à l’heure. Un mile nautique représente une minute de l’échelle des latitudes, soit 1852 m. Pour des vents inférieurs à 40 km/h, on pourra estimer la vitesse du vent en km/h, en doublant la valeur de la vitesse en nœud. En gros : 10 kt = 20 km/h.

 

La direction du vent : Par convention, la direction du vent est celle d’ou vient le vent. Le vent de nord, c’est un vent qui vient du nord et qui s’en va vers le sud. Le plus simple c’est d’utiliser les points cardinaux. Mais ce système de repérage est peu précis. Pour éviter cet inconvénient on a préféré adopter une mesure d’angle. La direction du vent représente l’angle entre le vecteur d’où vient le vent et le nord magnétique. La mesure se fait en tournant dans le sens des aiguilles d’une montre (à quartz).

Exemple : un vent d’est est un vent qui vient du 90°.

                un vent de sud-ouest est un vent qui vient du 225°.

Fig 19 : principe de la rose des vents.

L’information transmise aux pilotes se fait sous trois formes complémentaires.

 

Le vent instantané : calculé sur une moyenne de trois secondes, il est censé représenter les rafales à l’échelle d’un aéronef. En phase d’atterrissage, la tour communique aux pilotes les valeurs mini et maxi au cours des dix dernières minutes. Cette fourchette donne une ampleur des variations de la vitesse du vent.

 

Le vent moyen calculé sur 2 minutes. Il est sensé être représentatif à l’échelle locale de l’aérodrome. Il est communiqué aux pilotes dans la phase d’atterrissage.

 

Le vent moyen calculé sur 10 minutes. Cette valeur est transmise sur le réseau météorologique mondial pour alimenter les messages Métars. On verra cela plus tard.