Turbulence de sillage

Turbulence de sillage – Glossaire de la sécurité aérienne

Qu’est-ce que la turbulence de sillage ?

La turbulence de sillage est un phénomène où les avions en mouvement perturbent l’air environnant, formant de puissants tourbillons d’air en spirale invisibles appelés vortex de bout d’aile. Ces vortex traînent depuis les extrémités des ailes, conséquence directe de la génération de portance. Lorsque les ailes génèrent de la portance, l’air à haute pression sous l’aile cherche à s’équilibrer avec l’air à basse pression au-dessus, s’enroulant autour des extrémités pour former deux cylindres d’air turbulent contrarotatifs. Cet effet concerne tous les avions, quelle que soit leur taille ou leur propulsion.

La force et la persistance de la turbulence de sillage dépendent du poids, de la vitesse et de la configuration de l’avion. Les avions lourds, lents et « propres » (volets et train rentrés) créent les vortex les plus puissants. L’Organisation de l’aviation civile internationale (OACI) définit la turbulence de sillage comme la turbulence formée derrière un avion en raison des vortex de bout d’aile, du souffle des réacteurs et du souffle d’hélice, les vortex de bout d’aile constituant le danger principal. Ces vortex peuvent persister plusieurs minutes, dériver avec le vent et sont invisibles, ce qui en fait un enjeu de sécurité critique lors du décollage, de l’atterrissage et des phases de vol à basse altitude.

Comment la turbulence de sillage est-elle générée ?

La turbulence de sillage résulte de la physique du vol. Lorsqu’un avion se déplace dans l’air, ses ailes génèrent de la portance en créant une différence de pression : pression plus élevée sous l’aile, plus faible au-dessus. L’air s’écoule du dessous vers le dessus aux extrémités d’aile, formant des vortex intenses et spiralés.

• Poids : Les avions plus lourds génèrent des vortex plus puissants en raison d’un déplacement d’air plus important.
• Configuration : Les configurations « propres » (volets et train rentrés) concentrent les vortex, les rendant plus serrés et intenses.
• Vitesse : Des vitesses plus faibles nécessitent une incidence plus élevée, intensifiant la portance et les vortex résultants.

Les hélicoptères produisent aussi des schémas de turbulence complexes via leurs pales rotatives, générant des vortex à la fois descendants et latéraux. Leur force et leur schéma dépendent de la taille du rotor, du poids de l’appareil et de la manœuvre.

Les vortex descendent de 300 à 500 pieds par minute et peuvent durer plusieurs minutes par temps calme, comme le précisent les documents OACI et FAA.

Composants de la turbulence de sillage : vortex de bout d’aile et autres

La turbulence de sillage comprend plusieurs phénomènes aérodynamiques :

1. Vortex de bout d’aile :
Le danger principal — spirales d’air contrarotatives traînant de chaque extrémité d’aile. L’aile gauche crée un vortex horaire, la droite un vortex antihoraire. Ils sont les plus forts et les plus persistants, descendant et dérivant souvent de la trajectoire initiale.

2. Souffle de réacteur et souffle d’hélice :
Air à grande vitesse expulsé des moteurs ou hélices, dangereux surtout au sol, mais se dissipant rapidement avec la distance et l’altitude.

3. Souffle de rotor (hélicoptères) :
Flux d’air descendant et latéral généré par les rotors d’hélicoptère, créant des turbulences dangereuses pour les opérations au sol et les avions à proximité.

4. Composants secondaires :
Inclut les vortex de fuselage et les traînées de couche limite, généralement plus faibles et de courte durée.

Les vortex de bout d’aile sont la principale préoccupation en matière de sécurité en raison de leur force et de leur persistance.

Pourquoi la turbulence de sillage est-elle un danger pour la sécurité ?

La turbulence de sillage peut provoquer des mouvements de roulis soudains et incontrôlables, perturber la portance ou causer des dommages structurels — en particulier aux avions plus petits qui suivent. Les dangers incluent :

• Roulis non commandé : Les mouvements de roulis soudains dépassent souvent la capacité de contrôle des petits avions, pouvant entraîner une perte de contrôle, notamment près du sol.
• Perte de portance et de contrôle : Le flux d’air perturbé peut provoquer une perte brusque de portance ou d’efficacité des gouvernes.
• Dommages structurels : Des rencontres sévères peuvent surcharger la cellule.
• Dangers au sol : Le souffle de réacteur et de rotor peut renverser des véhicules et équipements.

Le risque est maximal lors du décollage, de l’atterrissage et des remises de gaz, surtout par vent calme.

Quels appareils génèrent de la turbulence de sillage ? (y compris hélicoptères & petits avions)

Tous les aéronefs génèrent de la turbulence de sillage. Les avions lourds, comme l’Airbus A380 ou le Boeing 747, créent les vortex les plus puissants, mais les petits avions et les hélicoptères produisent aussi des turbulences dangereuses pour les appareils plus légers ou plus lents.

• Avions à voilure fixe : Catégorisés par les autorités en Super, Heavy, Large et Small pour déterminer la séparation.
• Petits avions : Dangereux surtout pour des appareils encore plus légers.
• Hélicoptères : Les gros hélicoptères peuvent générer des turbulences similaires à celles des grands avions ; leurs vortex peuvent dériver de façon imprévisible.

La turbulence de sillage n’est pas réservée aux « gros jets » — tout appareil peut représenter un danger pour plus léger que lui.

Phases clés du vol : décollage, atterrissage, croisière, remise de gaz

Le risque de turbulence de sillage varie selon la phase de vol :

• Décollage : Danger si l’avion suivant décolle après le point de rotation d’un appareil plus lourd — il peut entrer dans des vortex frais.
• Atterrissage : Risque si l’avion suivant vole sous la trajectoire de descente ou atterrit avant le point de toucher des roues du précédent.
• Remise de gaz / remise des gaz : Remonter à travers des vortex persistants est dangereux.
• En route : Moins courant mais possible, surtout dans un espace aérien dense et par air stable.
• Attentes : Les vortex persistants dans les circuits d’attente représentent un risque continu.

Les conditions environnementales — notamment le vent calme et l’air stable — permettent aux vortex de persister.

Comment la turbulence de sillage se déplace-t-elle et se dissipe-t-elle ?

Facteurs clés du comportement des vortex :

• Descente initiale : Les vortex descendent de 300 à 500 pieds par minute, se stabilisant de 500 à 900 pieds sous la trajectoire de vol.
• Dérive latérale : Les vents de travers peuvent déplacer les vortex vers des pistes adjacentes ; les vents arrière peuvent les pousser le long du trajet.
• Persistance : Par air calme, les vortex dangereux peuvent durer jusqu’à trois minutes.
• Dissipation : Le contact avec le sol, la turbulence ou le cisaillement du vent accélèrent la dissipation ; les obstacles peuvent modifier leur schéma.

Rencontre avec la turbulence de sillage : que se passe-t-il ?

Une rencontre survient lorsqu’un appareil pénètre dans le sillage d’un autre, avec des effets pouvant inclure :

• Roulis non commandé : Angles d’inclinaison soudains et incontrôlables.
• Excursions en lacet et tangage : Changements brusques de cap ou d’altitude.
• Turbulences et perte de portance : Descente rapide ou atterrissage brutal.
• Désorientation : Les mouvements soudains peuvent désorienter les pilotes.

Les signes avant-coureurs incluent un balancement inattendu des ailes, des changements de tangage ou une déconnexion de l’autopilote. La plupart des rencontres sont brèves mais peuvent être catastrophiques à basse altitude.

Exemple de cas :
Un jet régional décollant derrière un A319 a subi un roulis de plus de 50 degrés à basse altitude, nécessitant une action maximale aux commandes pour récupérer — illustrant le danger d’une séparation insuffisante par temps calme.

Séparation face à la turbulence de sillage et procédures ATC

Le contrôle aérien (ATC) applique des normes strictes de séparation face à la turbulence de sillage selon les catégories d’appareils :

• Super : ex. Airbus A380 (Masse maximale au décollage > 560 000 kg)
• Heavy : MTOW > 136 000 kg mais moins que Super
• Large : MTOW entre 7 000 kg et 136 000 kg
• Small : En-dessous de 7 000 kg

Les distances minimales de séparation varient selon la catégorie et la phase de vol (par exemple, 4–8 milles nautiques en approche), avec des espacements supplémentaires pour les pistes parallèles ou par vent calme. Les pilotes sont conseillés de décoller avant le point de rotation du précédent appareil et d’atterrir au-delà du point de toucher des roues du précédent, en particulier lorsqu’ils suivent des appareils plus lourds.

Bonnes pratiques pour pilotes et contrôleurs

• Respecter les minima de séparation ATC.
• Rester vigilant face à la turbulence de sillage par vent faible ou calme.
• Éviter de voler sous et derrière des avions plus grands.
• En cas de vent de travers, anticiper la dérive latérale possible des vortex.
• Lors d’opérations sur pistes parallèles, surveiller les vortex pouvant dériver des pistes voisines.
• Au sol, éviter les zones de souffle de réacteur et de rotor.

Les formations pilotes insistent sur la reconnaissance des zones à risque, la bonne exécution des techniques de décollage/atterrissage et les réactions appropriées face à une rencontre inattendue avec un vortex.

Conclusion

La turbulence de sillage est un danger permanent en aviation, nécessitant une combinaison de normes réglementaires, de vigilance opérationnelle et de compétences des pilotes pour être gérée. Avec l’évolution de la technologie aéronautique et la densification du trafic, comprendre et respecter la turbulence de sillage reste essentiel à la sécurité des vols.

Références :

• OACI Doc 4444 : Procédures pour les services de la circulation aérienne — Gestion du trafic aérien
• FAA AC 90-23G : Aircraft Wake Turbulence
• EASA Safety Information Bulletin : Wake Turbulence
• Skybrary : Wake Turbulence

Pour aller plus loin ou pour des ressources de formation, contactez votre autorité aéronautique locale ou consultez les liens ci-dessus.

La turbulence de sillage est invisible, persistante et potentiellement catastrophique. La vigilance, le respect des procédures et l’observation des séparations réglementaires sont les clés pour assurer la sécurité aérienne.