« 6-3 Techniques vol à voile (motoplaneurs) » : différence entre les versions
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En vol de thermique, le pilote recherche des colonnes d'air ascendantes qui résultent de l'échauffement du sol par le [[wikipedia:Soleil|soleil]]. L'air en contact avec le sol est alors réchauffé et peut se mettre à monter spontanément comme une [[wikipedia:Montgolfière|montgolfière]]. | En vol de thermique, le pilote recherche des colonnes d'air ascendantes qui résultent de l'échauffement du sol par le [[wikipedia:Soleil|soleil]]. L'air en contact avec le sol est alors réchauffé et peut se mettre à monter spontanément comme une [[wikipedia:Montgolfière|montgolfière]]. | ||
Le vol de thermique nécessite une colonne régulière d'air chaud, exploitable lorsque le profil de température de la masse d'air est bon, et le soleil suffisamment puissant. En règle générale, cela se produit à nos [[wikipedia:Latitude|latitudes]] moyennes | Le vol de thermique nécessite une colonne régulière d'air chaud, exploitable lorsque le profil de température de la masse d'air est bon, et le soleil suffisamment puissant. En règle générale, cela se produit à nos [[wikipedia:Latitude|latitudes]] moyennes de la fin de l'hiver au milieu de l'automne. Il y a peu de thermiques en hiver, compte tenu du faible ensoleillement et des masses d'air qui possèdent des caractéristiques de gradient de température qui limite le phénomène de la convection. | ||
[[Fichier:Cumulus clouds in fair weather.jpeg|thumb|200px|Cumulus.]] | [[Fichier:Cumulus clouds in fair weather.jpeg|thumb|200px|Cumulus.]] | ||
Dans certaines conditions d'humidités et de température, une ascendance thermique forme un nuage. Ces nuages de forme cotonneuse et à base plate, formés par des ascendances sont appelés [[wikipedia:cumulus|'''Cumulus''']], avec une déclinaison suivant leur taille : [[wikipedia:Cumulus#Cumulus_fractus|'''Cumulus Fractus''']], [[wikipedia:Cumulus#Cumulus_humilis|'''Cumulus Humilis''']], [[wikipedia:Cumulus#Cumulus_mediocris|'''Cumulus médiocris''']], [[wikipedia:Cumulus#Cumulus_Congestus|'''Cumulus Congestus]]''', [[wikipedia:Cumulonimbus|'''Cumulo Nimbus''']]. L'ascendance se poursuit dans le nuage et même se renforce, la condensation de l'eau libère de la chaleur ([[wikipedia:Enthalpie_de_changement_d'état|chaleur latente de condensation]]). | Dans certaines conditions d'humidités et de température, une ascendance thermique forme un nuage. Ces nuages de forme cotonneuse et à base plate, formés par des ascendances sont appelés [[wikipedia:cumulus|'''Cumulus''']], avec une déclinaison suivant leur taille : [[wikipedia:Cumulus#Cumulus_fractus|'''Cumulus Fractus''']], [[wikipedia:Cumulus#Cumulus_humilis|'''Cumulus Humilis''']], [[wikipedia:Cumulus#Cumulus_mediocris|'''Cumulus médiocris''']], [[wikipedia:Cumulus#Cumulus_Congestus|'''Cumulus Congestus]]''', [[wikipedia:Cumulonimbus|'''Cumulo Nimbus''']].''' L'ascendance se poursuit dans le nuage et même se renforce, la condensation de l'eau libère de la chaleur ([[wikipedia:Enthalpie_de_changement_d'état|chaleur latente de condensation]]). | ||
Lorsque les conditions d'humidités et de températures ne sont pas réunis, les ascendances ne forment aucun cumulus ce qui rend plus difficile la détection des ascendances, on parle de '''thermiques purs'''. | Lorsque les conditions d'humidités et de températures ne sont pas réunis, les ascendances ne forment aucun cumulus ce qui rend plus difficile la détection des ascendances, on parle de '''thermiques purs'''. | ||
=== L'exploitation des thermiques par le pilote === | === L'exploitation des thermiques par le pilote === | ||
Les [[wikipedia:Ascendance_thermique|ascendances thermiques]] se recherchent via un faisceau d'indices. Le pilote teste les zones les plus probables, mais n'est jamais sûr d'y trouver une ascendance. En effet, si l'on est certain du principe physique, il reste difficile de prédire avec certitude | Les [[wikipedia:Ascendance_thermique|ascendances thermiques]] se recherchent via un faisceau d'indices. Le pilote teste les zones les plus probables, mais n'est jamais sûr d'y trouver une ascendance. En effet, si l'on est certain du principe physique, il reste difficile de prédire avec certitude la présence d'une "pompe". C'est d'ailleurs pour ce côté aléatoire que le pilote doit conserver une zone posable accessible suivant son altitude, à tout instant. | ||
* | *'''Les contrastes thermiques au sol''' : Les plus fortes probabilités se trouvent dans les zones de contrastes thermiques, capable de monter en température rapidement au soleil, telles que les champs moissonnés, des parkings de supermarché, les routes et autoroutes, et surtout les gravières et secteurs rocheux. | ||
*Les nuages : La présence de [[wikipedia:cumulus|'''Cumulus''']] est un bon indice. Le cumulus qui prend du volume est plus fiable par opposition à celui qui se désagrège | *'''Les nuages''' : La présence de [[wikipedia:cumulus|'''Cumulus''']] est un bon indice. Le cumulus qui prend du volume est plus fiable et indique qu'il est ''alimenté'' par une ascendance, par opposition à celui qui se désagrège indiquant la disparition de l'ascendance. Lorsque le cumulus est de grande taille, il y une plus forte probabilité de trouver la pompe là où son épaisseur est maximale, indiquée approximativement par la zone la plus sombre. | ||
* | *'''Le vent''' : Les ascendances sont inclinées par le vent. Ainsi, on trouve un thermique '''sous le vent''' des indices en dessous de nous (au sol, planeur plus bas...), et '''au vent''' des indices au dessus de nous (cumulus, oiseaux qui spirale au dessus...). Les ascendances peuvent également s'aligner avec un vent fort (les descendances aussi!). Par voie de conséquence, les cumulus qui les chapeautes sont alignées et appelés "rue de cumulus". | ||
*La position du soleil : c'est un indice faible, | *'''La position du soleil''' : c'est un indice faible, les ascendances sous un cumulus peuvent être recherchées du côté du soleil. | ||
*La présence d'un oiseau ou d'un planeur qui spirale est indice fort d'ascendance...tout dépend de l'autre pilote, ou de l'espèce d'oiseaux qui spirale :-) | *'''La présence d'un oiseau''' ou '''d'un planeur qui spirale''' est indice fort d'ascendance...tout dépend de l'autre pilote, ou de l'espèce d'oiseaux qui spirale :-) | ||
Lorsque le pilote vélivole trouve un thermique, il se met à décrire des '''spirales''' pour rester dans l'étroite zone qui monte, basiquement à 30° d'inclinaison, à la vitesse de taux de chute minimum du planeur. Il tentera en permanence de se '''repositionner dans la meilleure zone de montée''', en décalant ses spirales et en adaptant l'inclinaison. Il s'aide d'abord de ses '''sensations''' (sensation de monter ou de tomber) qui ont l'avantage d'être instantanées mais sans valeur chiffrée, puis de son [[8-6_Instruments_(motoplaneurs)#Variomètre|'''instrument variomètre''']] qui permet de donner une valeur chiffrée mais toujours en retard de 3 à 5 secondes. L'instructeur de vol enseignera quelques lignes directrices pour les manœuvres de recentrages, qu'il nommera "''Cartographie sur 3 tours''", "''Recentrage par ouverture''", "''Resserrer puis ouvrir après 3/4 de tours''"...mais le principe est identique quelque soit la méthode : tourner en spirale parfaitement autour du noyau de l'ascendance. | |||
La puissance des ascendances thermiques va de 0m/s à 3m/s, jusqu'à 5m/s les jours de très beau temps. Un tour de spirale à <u>30</u>° d'inclinaison dure environ <u>30</u>s, donne un diamètre de spirale de environ <u>30</u>0m. | |||
Avant de se trop se rapprocher de la base du cumulus (par exemple 300m pour des raisons légales dans certains cas, ou environ 50m pour des raison de visibilité), ou bien arrivé au sommet du thermique pur à proximité de la [[wikipedia:couche_d'inversion|couche d'inversion]], le pilote quitte la zone et utilise '''l'altitude gagnée pour planer vers son prochain objectif.''' | |||
Quelques astuces de pilotes : | Quelques astuces de pilotes : | ||
* | *De fortes ascendances thermiques implique normalement la présence de fortes descendances dans la zone, et vice versa. | ||
*Il est préférable de tourner dans une zone | *Il est préférable de tourner complètement dans une zone stable qui monte faiblement, plutôt qu'a moitié dans une zone qui monte fortement. | ||
* | *Un planeur qui s'approche trop près d'un cumulus peut être contraint de sortir ses aérofreins pour arrêter de monté, ou descendre, le temps de quitter la zone. Le vol sans visibilité est strictement interdit et dangereux à court terme. | ||
=== La mécanique de l'ascendance thermique=== | === La mécanique de l'ascendance thermique=== | ||
Le mouvement de la bulle d'air se fait sans échange de '''chaleur''' avec l'air environnant car les masses d'air se mélangent mal. | |||
La pression diminue lorsque l'altitude augmente, la bulle qui monte se dilate (ou se détend). Comme l'énergie thermique de la bulle d'air chaud reste constante (pas d'échange de chaleur avec l'air environnant), on parle de détente [[wikipedia:Processus_adiabatique|adiabatique]]. La baisse de température de la bulle est uniquement due à la détente, on parle alors de [[wikipedia:gradient_thermique_adiabatique|gradient thermique adiabatique]] qui dépend des conditions de gravité qui règnent sur terre et des propriétés de l'air. Sa valeur approximative est de '''1°C/100m en atmosphère sec''' (hors nuage), et de '''0.5 à 0.8°C/100m en atmosphère saturé''' (dans les nuages). | |||
Vis à vis de de gradient thermique adiabatique, il existe en théorie 3 comportements possibles, qui dépendent du '''profil vertical de la température de l'air ambiant''' : | |||
*'''Situation Stable''' : Si le gradient de température est plus faible que 1°C/100m, alors une bulle d'air poussée vers le haut devient plus froide que l'air qui l'entoure du fait de sa dilatation adiabatique. La bulle a tendance à redescendre à sa position initiale. La masse d'air est dite '''stable'''. Ce type de masse d'air n'est pas favorables à la convection. | *'''Situation Stable''' : Si le gradient de température est plus faible que 1°C/100m, alors une bulle d'air poussée vers le haut devient plus froide que l'air qui l'entoure du fait de sa dilatation adiabatique. La bulle a tendance à redescendre à sa position initiale. La masse d'air est dite '''stable'''. Ce type de masse d'air n'est pas favorables à la convection. | ||
*'''Situation Instable''' : Si la diminution de température de l'air ambiant avec l'altitude est plus élevé que 1°C/100m, alors une bulle d'air poussée vers le haut restera toujours plus chaude (donc plus légère) que l'air qui l'entoure du fait de la dilatation adiabatique, et a donc tendance accélérer vers le haut. La masse d'air est dite super-adiabatique ou '''instable'''. Dans le cas d'une masse d'air instable, il n'est même pas nécessaire que le soleil réchauffe le sol, car tout mouvement résulterait en une accélération de ce mouvement. Dans les faits une telle situation d'équilibre instable ne perdure pas. Les mélanges verticaux vont spontanément se réaliser, plus ou moins brutalement (Orages dans les cas les plus brutaux), et le gradient de température vertical va se stabiliser à environ 1°/100m. Ce type de masse d'air est en quelque sorte trop favorable à la convection. | *'''Situation Instable''' : Si la diminution de température de l'air ambiant avec l'altitude est plus élevé que 1°C/100m, alors une bulle d'air poussée vers le haut restera toujours plus chaude (donc plus légère) que l'air qui l'entoure du fait de la dilatation adiabatique, et a donc tendance accélérer vers le haut. La masse d'air est dite super-adiabatique ou '''instable'''. Dans le cas d'une masse d'air instable, il n'est même pas nécessaire que le soleil réchauffe le sol, car tout mouvement résulterait en une accélération de ce mouvement. Dans les faits, une telle situation d'équilibre instable ne perdure pas. Les mélanges verticaux vont spontanément se réaliser, plus ou moins brutalement (Orages dans les cas les plus brutaux), et le gradient de température vertical va se stabiliser à environ 1°/100m. Ce type de masse d'air est en quelque sorte trop favorable à la convection pour le vol en planeur. | ||
*Si le gradient de température est égale au gradient thermique adiabatique de 1°/100m, La situation est ni stable, ni instable. C'est une situation favorable à une convection générée par l'échauffement du sol par le soleil. | *Si le gradient de température est égale au gradient thermique adiabatique de 1°/100m, La situation est ni stable, ni instable. C'est une situation favorable à une convection générée par l'échauffement du sol par le soleil. | ||
Ces trois situations | Ces trois situations sont identiques en atmosphère saturé d'humidité, mais la valeur du gradient est alors de 0.5 à 0.8°C/100m. | ||
L'atmosphère réelle est une | L'atmosphère réelle est une superposition de couches d'air de ces trois situations. Par exemple : | ||
*Une couche ni stable ni instable | *Une couche ni stable, ni instable, et sèche, surmonté d'une couche stable à 1800m : favorable au vol à voile. | ||
*une couche stable entre 300 et 800m : défavorable au vol à voile (trop bas) | *une couche stable entre 300 et 800m : défavorable au vol à voile (trop bas). | ||
*une couche ni stable ni instable en dessous de 3000m | *une couche ni stable, ni instable, en dessous de 3000m + surmonté d'une couche instable de 3000m à 8000m : défavorable au vol à voile (Orage). | ||
*typique en Europe du Nord d'une situation pré-orageuse. Couche stable entre 1500 et 2500m, la température augmente grâce au soleil à basse altitude par un phénomène de bouchon. Ensuite, des orages violents éclatent lorsque le bouchon cède. | *typique en Europe du Nord d'une situation pré-orageuse. Couche stable entre 1500 et 2500m, la température augmente grâce au soleil à basse altitude par un phénomène de bouchon. Ensuite, des orages violents éclatent lorsque le bouchon cède. | ||