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Le givrage et ses dangers !

Par • 9 déc, 2014 • Catégorie: Météo • Commentaires: 2 commentaires»

cc by-nc-nd Bruno Monginoux www.photo-paysage.com & www.landscape-photo.netEn cette période hivernale qui arrive, il est temps de reparler du givrage dans son ensemble et des soucis qu’il peut amener.

Givrage carburateur

Si un peu d’eau est mélangée à de l’essence, elle risque de geler lors de la vaporisation et la glace en se déposant obture tout ou partie de l’arrivée d’air. Le fonctionnement du moteur est alors gravement perturbé avec des symptômes variant de la perte de puissance à l’arrêt complet !

Les moteurs à injection ne sont pratiquement pas concernés sauf par très grand froid. Néanmoins, si le givrage prend naissance , la perte de puissance est assez Givrage carbubrutale. Le pilote devra envoyer de l’air chaud dans l’entrée d’air ( hot air induction ) pour faire fondre la glace. Les irrégularités de fonctionnement commencent d’abord par s’amplifier car la glace fondue est aspirée dans les cylindres, puis le moteur tourne à nouveau normalement. Noter que l’envoi d’air chaud fait chuter la puissance disponible.

Sur les moteurs à carburateurs , ceux-ci sont particulièrement sensibles au givrage en raison de la baisse de pression et de la température dans le col du venturi. Pour cette raison, le givrage carburateur peut se former à des températures extérieures positives, sachant quand même que la plage la plus dangereuse se situe entre +3°C et -5°C.

Il n’existe pas de carburateur qui un jour où l’autre ne givre ! Tout carburateur se comporte en fait comme une petite machine frigorifique. L’air aspiré subit une détente et se refroidit pour cette raison de quelques degrés. Ajoutez de l’essence qui pour s’évaporer emprunte de la chaleur à l’air avec lequel elle se mélange, et il va en résulter un abaissement important de la température pouvant aller jusqu’à moins 30°.

Attention à la quantité de vapeur d’eau que peut contenir une masse d’air , de ce fait les conditions de givrage peuvent exister lorsque la température extérieure est  de +5°C à +21°C avec une humidité relative d’environ 80% ou plus.

Les carburateurs à flotteurs ( communément utilisé dans les moteurs d’avions ) sont très sujets au givrage et la formation de glace peut se produire très rapidement, c’est pourquoi il est indispensable d’être équipé d’un système de réchauffage carburateur efficace. La glace formée va provoquer une diminution de la section d’aspiration du mélange air-essence, ce qui équivaut à la fermeture du papillon. Givrage schémaAutrement dit, votre moteur va avoir une baisse de puissance ! La concentration la plus importante va se produire près du papillon des gaz , lieu de la vitesse maximum. C’est pourquoi aussi cette formation de glace se produit plus particulièrement dans les phases de « moteur réduit » : pendant le roulage , pendant les attentes avant le décollage ou lors des approches ! Soyez vigilants car vous pouvez givrer au sol et il peut être nécessaire de vérifier le bon fonctionnement du carbu avant de décoller par temps froid et humide. Attention cependant : l’utilisation du réchauffage carburateur au décollage est à proscrire car vous avez besoin de toute votre puissance : rappelez vous que l’utilisation de la réchauffe carbu peut faire baisser la puissance de 15% environ. Son utilisation en vol normal est également déconseillé sauf bien entendu pour tester ou supprimer la présence de glace.

Certains amis vont me dire «  oui mais les Rotax ne sont pas comme les moteurs d’avions , ils ne givrent pas ».  Oui et non ..car il n’existe pas de carburateur qui ,un jour où l’autre, ne givre. C’est pourquoi il existe des systèmes de réchauffage carburateurs pour nos Rotax !

Evidemment pour éviter de givrer, on peut éviter les zones givrantes ( merci Mr Lapalisse ! ) connues, purger les réservoirs d’essence surtout avant le 1er vol pour chasser l’eau qui s’accumule ( ou avoir les réservoirs remplis pour éviter la formation de condensation ) , et utiliser le système de réchauffage carburateur.Abaque givrage

Pour un avion à hélice à pas fixe, la première indication de givrage du carburateur est une chute du nombre de tours/minute qui peut être suivie par des ratés moteur. Si vous possédez un indicateur de pression d’admission, vous verrez toujours celle-ci chuter.

Tirez alors le réchauffage carburateur au maximum. Il peut se produire des ratés moteur car votre moteur est en train d’avaler les gouttes d’eau créées par la fonte de la glace !  Après quelques secondes, normalement tout doit rentrer dans l’ordre et va même gagner des tours lorsque l’on va repousser la tirette de réchauffage carburateur. C’est la preuve que le givrage s’était invité ! Il est toujours prudent d’anticiper et de réchauffer quand l’air est très humide et froid.

Souvenez-vous : premier symptôme de givrage carbu : perte de tours/minute !

Dans des cas extrêmes de givrage , après élimination de la glace, il est peut être nécessaire de maintenir l’utilisation de la réchauffage carbu pour prévenir un nouveau givrage. Ces cas sont très rares et son utilisation doit être faite avec prudence.FFA givrage

Par temps très froid, si vous avez effectué une longue attente avant de pouvoir décoller, n’hésitez pas à monter votre régime moteur à 2000/2200 tours , réchauffage carbu tiré pendant une bonne  minute , puis repoussez celle-ci avant de décoller immédiatement. Cette procédure peut vous éviter quelques désagréments.

En courte finale, lorsque l’on est certain de pouvoir atteindre la piste, le réchauffage carbu doit être fermé et attention aux remises de gaz ….ne pas oublier de repousser la réchauffe carbu pour redécoller !

Mais hélas les choses peuvent se compliquer par des températures de -12° C et en dessous ! A ces températures, la vapeur d’eau se transforme directement en cristaux de glace. Quoi qu’il en soit, le système de  réchauffage carburateur sera insuffisant et il risque malencontreusement d’élever la température dans le carburateur juste au-dessus du point de congélation ! Les cristaux de glace ainsi fondus se transformeront à nouveau en glace un peu plus loin dans la partie plus froide du carburateur et donc aggraveront la situation ! C’est pour cela qu’il est généralement déconseillé d’utiliser le réchauffage par des températures inférieures à -5°C. Néanmoins, des expériences en laboratoire ont démontré qu’à 100% d’humidité on peut givrer jusqu’à une température de -8°C.

Alors, oubliez jamais de connaître votre météo du jour avec le niveau de l’isotherme 0° C car c’est important….

Enfin , il reste encore le givrage ..de la cellule de notre appareil préféré ! Autre problème mais réel par temps froid.

Givrage cellule

Avion de TourismeLe givrage de la cellule est provoqué par la présence de gouttes d’eau en surfusion dans l’air ( entre 0° et -15°C ) ou dans les nuages. L’avion en traversant cette zone vient détruire l’équilibre des gouttes d’eau surfondue qui alors se congèle et va adhérer aux surfaces. Selon la grosseur des gouttes d’eau, de la température et de la nature des surfaces de l’avion, la couche sera plus ou moins épaisse et va déformer les profils.

Le givrage de la cellule se présente sous plusieurs formes :

  • Le givre : quand les gouttelettes d’eau sont de faible diamètre, elles ne s’étalent pas et se solidifient sans déformation en une couche granuleuse et opaque. Le givre se localise essentiellement sur les bords d’attaque ( aile, empennages ) et les aspérités ( prise Pitot…).
  • La gelée blanche : il s’agit d’un givrage faible qui se forme parfois en ciel clair quand l’avion fortement refroidi traverse une zone d’air humide et moins froid. Il se produit alors une sublimation de l’eau qui va former une fine pellicule sans danger.Avion givré sevèrement au sol
  • Le verglas : lorsque les gouttes sont assez grosses, elles s’étalent sur les surfaces tout en se congelant. La glace ainsi formée recouvre une surface importante mais plus épaisse et lourde ! le verglas est dangereux à cause de l’augmentation de trainée et de poids qu’il provoque et il est difficile à briser ! Seul un équipement de dégivrage cellule/hélice peut détruire cette couche de glace.

Les effets du givrage sont :

  • Trainée supplémentaire parfois très puissante
  • Augmentation du poids de l’avion
  • Déformation des profils
  • Augmentation de la vitesse de décrochage
  • Vibrations surtout quand il affecte les pales de l’héliceGivrage aile
  • Givrage du Pitot rendant l’anémomètre hors service
  • Rupture des parties saillantes ( antennes ..)
  • Givrage des entrées d’air entrainant perte de puissance ou même l’arrêt du moteur
  • Opacification totale des parebrises et verrières
  • Blocage des commandes de vol dans les cas particulièrement violents.

Pour éviter le givrage , il faut avoir connaissance de l’isotherme zéro , changer de trajectoire ou d’altitude !

Attention aussi aux appareils qui couchent dehors : ne pas entreprendre un vol si votre appareil est recouvert de givre , même une fine couche doit être éliminée de la cellule !

Ces quelques lignes ne sont données qu’à titre indicatif et n’ont pas d’autre prétention que d’attirer votre attention sur les dangers du vol par temps froid et humide pouvant engendrer du givrage qu’il soit du carburateur ou de la cellule.

Relisez vos manuels de pilotage , manuels de météo pour rafraichir vos connaissances ou questionnez vos instructeurs ou pilotes d’expérience.

Mais pour illustrer cet article, voici 3 cas ou exemples du givrage et de ses conséquences :

 

Cas 1 :

Le givrage ne se produit pas uniquement par temps froid ( entre + 5 et + 10° extérieur ) je peux citer un exemple, hélas dramatique , qui s’est produit au cours d’un mois de Juin il y a quelques années : au décollage de l’aérodrome de Joigny ( Yonne ) qui est bordé d’un bois , un groupe de vélivoles néerlandais était en stage à Montargis et deux des membres décidèrent de faire un vol à Joigny avec un SF 25…pas un nuage, température = entre 25 et 30°…Hélas , il n’y avait personne sur le terrain de Joigny pour leur signaler qu’un orage ayant eu lieu la veille, une importante condensation ( cela se voit ) monte du bois et qu’il y a risque de givrage…ce qui s’est produit. Le moteur du SF 25 a perdu des tours alors que celui-ci se trouvait à faible hauteur, le moto-planeur a décroché, il est tombé dans le bois où il a pris feu. Ce compte-rendu d’accident peut être consulté au BEA.

 

Cas n°2 : Retour d’expérience de givrage en croisière

Un pilote rapporte un vol durant une après-midi au dessus des Vosges:  il rencontre un sévère givrage carbu pendant un vol en patrouille avec un Piper Cub (donc à 140 km/h, volets 10, 20 pouces à la P.A pendant 5 à 6 mn). La P.A est tombée d’au moins 5 pouces et l’hélice est partie en surrégime (6200 t/mn), le tout accompagné d’un ratatouillage maison pendant au moins 10 secondes et d’une perte de puissance quasi totale. Il a bien cru que son moteur allait le laisser tomber là, avec évidement rien de vachable dessous… Il vole avec un VLA équipé d’un 912UL de 80cv, la température extérieure d’environ -7° et  à 4500 pieds au-dessus d’une couche de brume. Comme c’est la deuxième fois que ça lui est arrivé en hiver, il pense sérieusement à installer un réchauffage carbu. Voilà, c’était un petit retour d’expérience…

 

Cas n°3 : Retour d’expérience givrage en vol

De retour du Mont Blanc, longue descente d’environ 30 minutes, de 12500 ft vers 3000 ft, moteur à 4200 t mn [Rotax 912 UL]. lors de la mise en palier, le pilote remet un peu de moteur. Celui-ci a de gros ratés, alternant quasi arrêt et reprises. Impossible de prendre des tours. Après vérification contacts, essence, il pense au givrage. Le pilote se dirige vers un champ posable tout en ralentissant au maximum et en tentant de stabiliser le moteur à la puissance maximale qu’il veut bien donner (3800 /4000 t mn). Après quelques minutes de virages 360° au dessus du terrain à faible vitesse, le moteur reprend petit à petit des tours puis fonctionne normalement. Retour sans problème au terrain de départ. Premier givrage de ce moteur (Pas de réchauffe carbu), après 350 heures de vols en montagne en toutes saisons. Comme quoi cela n’arrive qu’aux autres … !

Pas de panique, les vols en hiver sont parmi les plus beaux , mais attention, le givrage existe , il est peut-être là où vous ne l’attendiez pas, alors bons vols en toute sécurité !

Alain BLIEZ

Crédit photos:

  • cc by-nc-nd Bruno Monginoux www.photo-paysage.com & www.landscape-photo.net
  • www.aero-hesbaye.be (schéma)
  • FFA
  • www.avionique.free.fr
  • www.astrosurf.com
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2 commentaires »

  1. Bonjour

    je suis grenoblois, pilote sur ULM pendulaire chariot Phase II / aile Chrono 16 / moteur rotax 582 à graissage séparé.
    L’approche de l’hiver m’a amené à me documenter sur le givrage carburateur.

    Ce phénomène m’est arrivé l’an dernier par des températures autour de 0, en volant vers 1500 m d’altitude.
    Un poil de starter et un changement d’altitude sont venu a bout du début de givrage.

    Un instructeur expérimenté m’a conseillé de rajouter 0.5 % à 1% d’huile directement dans l’essence (mon moteur étant à graissage séparé) ce qui empêcherait l’accrochage de la glace dans les pipes d’admission.

    Qu’en pendez-vous ?
    Cordialement
    Paul-Emmanuel

  2. Bonjour Paul Emmanuel,

    J’ai eu volé pendant quelques temps un Rotax 582 à graissage séparé sur un 3 axes et je n’ai jamais eu de souci. Mais tout l’ensemble était protégé sous un capot…. Pour répondre à votre question sur le fait de rajouter de l’huile dans l’essence me semble pas très utile car le givrage se produit au niveau du carburateur….Vous risquez d’avoir un excès d’huile dans votre mélange 2 temps. Prenez conseil plutôt auprès du spécialiste moteurs P.Pouches à la FFPLUM ou appelez directement un spécialiste Rotax ( Avirex ou Loravia ). Bons vols !

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