Résoudre les problèmes causés par le givrage

 

    Chaque année, ces mêmes problèmes ont lieu pendant la période hivernale, en France et dans le reste du monde. On peut dire qu’une solution 100% efficace n’a pas été trouvée.

Le givrage des appareils est un problème auquel on n'a pas encore trouvé de solution satisfaisante. Les systèmes de protection actuels se bornent donc à en réduire l'importance.

La gravité d'une situation de givrage dépend non seulement des conditions météorologiques mais aussi du type d'appareil, des techniques de pilotage, du système antigivrage et des dégivreurs.

On ne peut donc appliquer de règle précise à la préparation des plans et à la conduite des vols à travers les zones de givrage.

Pour y remédier, on distingue les solutions dites «préventives» des solutions «curatives». L’ anti-givrage correspond à tous les moyens mis en oeuvre pour éviter la formation de givre sur la surface de l’avion (solutions de prévention). Le dégivrage, quant à lui, désigne les moyens utilisés pour supprimer le givre déja présent sur l’appareil (solutions de «curation»).

La différence doit bien être faite entre les deux moyens d’actions, car si certains systèmes antigivrage sont utilisés comme dégivreurs, ils peuvent augmenter les effets du givrage au lieu de les réduire; l'eau qui résulte de la fonte de la glace par un système antigivrage thermique s'écoulera pour regeler sur une partie plus froide, hors d'atteinte des réchauffeurs. La décision d’anti-givrage ou de dégivrage appartient au Commandant de Bord.


Lutte contre le givrage au sol

Traitement au moyen de fluides

    Après une analyse de la situation du givre sur l’appareil, le CDB décide des opérations à réaliser. Si l’appareil est déja «contaminé»
par le givre, on procède à un dégivrage. Si la météo laisse prévoir un givrage à venir, un dispositif d’antigivrage peut être appliqué (selon la décision du CDB). L’antigivrage peut aussi être appliqué après le dégivrage.

Au sol, le traitement consiste à appliquer sur l’appareil des fluides constués de glycol et d’eau bouillante pour le dégivrage, de glycol, d’eau et des épaississants (polymères) pour l’anti-givrage.

 


Type I : fluide de dégivrage composé de 80% de glycol et 20% d’eau
Type II et IV : fluides d’antigivrage composés à 50% de glycol

Résidus de fluides d’antigivrage

    Les résidus des fluides épaissis d’antigivrage peuvent aussi causer de petits problèmes. En effets, les restes déshydratés (les polymères) de ces fluides qui ont pu s’accumuler à certains endroits peuvent se réhydrater par les éventuelles précipitations ou par une forte humidité ambiente. Les résidus réhydratés contaminent à nouveau l’appareil et peuvent congeler par température négative.

Pour se prévenir de cet effet indésirable, les zones où les résidus pourraient s’accumuler (zones abritées du vent relatif, cavités,..) doivent être inspectées et éventuellement nettoyées.

Plus il fait froid, plus c’est humide : plus le temps de protection est court.

Bien entendu, après un traitement, des contrôles sont effectués afin de s’assurer :

-qu’il ne reste aucune trace apparente de givre ou de glace après un dégivrage

-que le traitement a été appliqué symétriquement et qu’il une couche homogène sur toute la surface pourun traitement antigivrage.

Si cela n’est pas le cas, le CDB peut décider de refaire l’opération, la sécurité étant primordiale dans le monde aéronautique.


Dangers du glycol
    Aussi appelé éthylène glycol ou éthane-1,2-diol, le glycol est un excellent antigel utilisé pour les avions comme pour les voitures (liquide de refroidissement, antigel courant,..).
Il s’agit d’un diol (contenant deux groupes hydroxyles -OH).

 

Formule brute : C₂H₆O₂  

 

Formule semi-développée : HO-CH₂-CH₂-OH

 

                                            H    H

                                            |     |

Formule développée : H--O—C-—C—O--H

                                           |     |

                                           H    H

 

Il est complètement miscible avec de nombreux solvants polaires, comme l'eau, les alcools et l'acétone, et très peu soluble dans les solvants apolaires, comme le benzène, le toluène, le dichloroéthane ou le chloroforme.

Les diols comme l'éthylène glycol sont utilisés comme co-monomères dans des réactions de polymérisation formant des polymères, comme pour le polyesters et les polyuréthanes.

 

Il est synthétisé à partir d'éthylène, via un intermédiaire d'oxyde d'éthylène qui réagit avec l'eau, selon l'équation :   C2H4O + H2O → C2H6O2

Cette réaction peut être catalysée en milieu acide ou basique, ou bien encore à haute température. En milieu acide et avec un excès d'eau, le rendement de la réaction peut atteindre 90 %.

D’un aspect environnemental, on peut considérer l’effet de l’utilisation du glycol (principal composant des fluides. En effet, le glycol est toxique et peut être mortel pour les adultes. Pour mesurer son ecotoxicologie, les Doses létales médianes (DL50) ont été mesurées sur différents animaux. Ainsi, sur le rat, le glycol est considéré comme légèrement toxique.

Le glycol est miscible avec de nombreux solvants polaires, comme l'eau, les alcools et l'acétone. Il contribue à l’appauvrissement de la teneur en O2 du milieu. De plus, les additifs utilisés sont eux aussi pour la plupart toxiques. Pour cela, les fluides de dégivrage et d’anti-givrage doivent être récupérés au sol.

 

 

Une solution innovante

    L’entreprise américaine Radiant Aviation Services a développé un système de dégivrage totalement nouveau. Il fonctionnent sur un principe simple: Des installations de la hauteur d’un hangar, ouvertes de chaque côté, permettent aux avions de passer en dessous. Au plafond du hangarsont fixées des plaques électroniques qui émettent des rayons infrarouges. Ces rayons infrarouges réchauffent les surfaces desavions qui sont recouvertes de givre. Selon l’entreprise, l’avion n’est pas chauffé à une température supérieure ou il serait dans un aéroportdu Sud en été. Ce système breveté est déja en place à l’aéroport JFK de New York. Il permet une réduction de l’utilisation de glycol d’environ 90%, et, dans certains cas, on peut même s’en passer.

 

                             

 

Lutte contre le givrage en vol

    Les systèmes de protection des avions comprennent liquides, membranes, boudins ou dispositifs chauffants qui peuvent être utilisés en vol si l’avion subit un givrage. Les parties les plus vulnérables ou celles dont le givrage peut engendrer d’importants problèmes techniques sont équipées de système de dégivrage.

En règle générale, les avions disposent de dispositifs sur tous les éléments suivants : Sondes pitot ( prise de pression pour les instruments); Entrées d’air moteur; Bords d’attaque des ailes; Bords d’attaque de l’empennage; Pare-brise.

 

 

Membranes «boots»

    Outre ces éléments, la plupart des avion à hélices intègrent une invention géniale contre l’ammassement de givre sur les bords d’attaque des ailes. Des membranes de caoutchouc ou d'un matériau semblable peuvent être fixées aux bords d'attaque. En y pompant de l'air par intermittence, on peut les gonfler de façon à fissurer et déloger toute formation de glace. Ce dispositif est un dégivreur; il ne fonctionne qu'une fois la glace formée.

 

 

Dispositifs chauffants

    Le réchauffement des zones vulnérables est une méthode très courante de prévention du givrage. De l'air chaud, provenant des moteurs ou de chaufferettes puissantes, installées spécialement à cet effet, est dirigé sur les bords d'attaque des ailes, sur les empennages et les parties vulnérables, et des tapis ou des éléments chauffants alimentés électriquement sont utilisés pour protéger les tubes de Pitot, les hélices et d'autres parties trop éloignées des moteurs.

 

           Dispositifs de dégivrage sur un Boeing 737