AF447 : Commentaires (partie 3)

D'après cette image d'une vidéo (*) Honeywell, l'eau surfondue serait classée comment ?



(*) source:

Bonjour TAM,
Pour le radar, la température de l'eau importe peu et l'eau surfondue est vue comme de la pluie ordinaire, donc très nettement. Par contre, les cristaux de glace doivent être quasiment invisibles (c'est ce qu'ils appellent "dry snow"). Tout est une question de taille des particules relativement à la longueur d'onde et ce sont des radars millimétriques donc cela donne une idée des tailles de particules propices à la détection. La cendre volcanique, par exemple, est extrêmement fine et donc invisible.

L'eau surfondue, c'est encore de l'eau, donc devrait être visible ... ensuite, la couleur dépend de la taille de la goutte et de la densité de gouttes  ...

Bonsoir,

Vector a écrit:Tout est une question de taille des particules relativement à la longueur d'onde et ce sont des radars millimétriques donc cela donne une idée des tailles de particules propices à la détection. La cendre volcanique, par exemple, est extrêmement fine et donc invisible.

Effectivement je lis ci-dessous ~10 GHz donc une longueur d'onde de ~30 mm.

https://aerospace.honeywell.com/~/media/Products/Product%20Category%20Thumb%20Nails/Safety%20Systems/IntuVue/Downloads/C61-0661-000-003_US_rev2.ashx

La surfusion est un état instable de l'eau. Le contact d'une gouttelette en surfusion avec une surface (translatant à 250 m/s) fait qu'elle se cristallise immédiatement, en attendant de se rendre compte qu'elle est arrivée dans un tube de pitot réchauffé, puis de fondre. Tant qu'elle reste cristallisée, elle peut servir de noyau d'accrétion pour d'autres et ainsi de suite, le delta cryoscopique, donc indirectement le temps de latence avant qu'elle ne fonde, dépendant de ce qui est en dissolution dans l'eau de la gouttelette.
Les conditions intrinsèques de la zone de convergence intertropicale, le cycle des aérosols (dont une partie résultent des activités humaines), les conditions d'évaporations dues au réchauffement des températures, tout ceci conjugué ou imbriqué, peut créer des conditions auparavant jamais rencontrées en exploitation.
Ce qui en ressort de toutes façons, c'est la vulnérabilité du système dans de telles conditions.

Attention, il n'est pas dit que l'AF 447 ait rencontré des gouttes d'eau en surfusion.
Le bruit eût été bien plus important.
Et probablement des signes extérieurs de givrage : il y a une tige, avec éclairage dédié, placé entre les deux pare-brises qui en se couvrant de givre permet aux pilotes de le constater.
Et aussi le système ECAM pour informer de l'activation automatique de l'Anti-Ice Moteurs et Voilure, ce qui n'a pas été le cas.
Si givrage Moteurs,  ECAM : ENG A.ICE
Si givrage voilure , ECAM : WING A.ICE

Ce qui renvoie à la piste de bouchage des sondes Pitot par des cristaux de glace ...

J'en profite pour revenir sur le fonctionnement alterné du (des) Flight Director.
Je ne voie qu'une seule raison à ces 5 hoquets, celle d'un bouchage "léger" et par épisodes courts. Le plus court de 4 secondes, le plus long de 9 secondes. (Forte densité de cristaux et la sonde se bouche, puis moins de cristaux la sonde se débouche pour se reboucher, etc ...)
(ça me rappelle ces vols en conditions givrantes où l'on voit des petits agglomérats de glace s'envoler, puis se reconstituer pour être à nouveau emportés par le vent, selon la densité des zones traversées. L'atmosphère est rarement homogène ...)

Si C.Foussa est à l'écoute, j'aimerais bien son avis : concernant les hoquets du FD j'ai avancé l'hypothèse que le FD ne pouvait reprendre son service qu'à la condition d'avoir des éléments validés pour le faire.
Le FD étant sous le contrôle du FMGEC, cela impliquerait un fonctionnement Normal du FMGEC durant ces séquences vertes :



Or, le FMGEC tire lui-même ses informations des ADR ce qui impliquerait que les ADR auraient retrouvé un fonctionnement Normal car recevant des ADM des signaux corrects.

Ce raisonnement en suivant la chaine que j'ai publié :


(schéma à revoir, pas tout à fait exact pour les vitesses caractéristiques. Sans importance ici ...)


Tout ceci pour arriver à la conclusion que si les ADR ont retrouvé pendant quelques secondes des paramètres corrects, la vitesse du copilote a pu aller et venir au même rythme (correcte, fausse, absente, correcte, etc) ainsi que la chaine altimétrique, l'altimètre perdant 400 pieds pour les retrouver et les reperdre, etc ...

Un panneau instrumental erratique, incompréhensible, avec des ordres à cabrer du FD, et, au final, un SpeedTrend donnant une forte accélération alors que l'avion décélérait en entrant en décrochage ...

Vrai ? Faux ?
Je n'ai rien relevé là-dessus, ce qui est extraordinaire puisque la condition de l'apparition du message ECAM NAV ADR DISAGREE nécessiterait un temps de discorde entre ADR d'au moins 10 secondes alors que durant la séquence de H à H + 45 secondes la plus longue séquence n'a été que de 9 secondes ... pas de chance !
Car cela aurait déclenché le seul message ECAM relatif à la perte des sondes Pitot et orienté les pilotes vers une piste cohérente.

Le givrage par eau surfondue, c'est normalement en-dessous de 20 000 ft. Vers 35 000 ft on n'est pas loin des -56 et il ne peut plus y avoir d'eau en surfusion, mais le bourrage avec des cristaux fins est sans doute plus dangereux parce que le bouchon est moins compact, donc plus difficile à fondre, et plus froid. ^Ca correspond bien à AF447 et sa minute d'hésitation du réchauffage, même sans anomalie du PHC.

J'ai oublié un facteur très intriguant : le diamètre de l'orifice des sondes Pitot de l'A330 qui serait 5 fois plus grand que celui des sondes des B777. 10 mm contre 2 mm
Or, j'avais lu - je n'arrive pas à le retrouver - que ce diamètre serait imposé à Airbus selon une règle qui serait une contrainte exclusive pour je ne sais plus quelle raison ...
Si quelqu'un pourrait confirmer ou infirmer ...

L'impression par l'image des différences de diamètre des orifices :

Sonde Pitot A330 / Goodrich :


Sonde Pitot A330 / Thalès :



Sonde Pitot B777 :



L'image parait confirmer les chiffres : l'orifice des sondes Pitot Airbus 5 fois plus grand ...
Comme le disait Tam, plus efficace pour avaler les cristaux de glace ...

D'où mon étonnement que dans cet accident où les sondes Pitot sont la panne racine il ne soit nulle part étudié ces deux facteurs :

1 - les conséquences des hoquets du FD sur les autres systèmes (chaine anémométrique et chaine altimétrique, lois de commandes de vol) par bouchage - débouchage - rebouchage etc ...des sondes Pitot
2 - les conséquences d'un orifice des sondes plus large que sur d'autres avions moins, beaucoup moins victimes de bouchage par des cristaux de glace.

Pour être plus exact, je reprends les éléments que m’avait envoyé un collègue pilote sur A330 concernant la sonde Thalès AA, celle qui équipait l’AF447 au moment de l’accident :

• 12 mm de diamètre extérieur - (2 x 0.5) = 12 - 1 = 11mm Compte tenu des tolérances, acceptons 10 mm et on arrive bien à l’orifice d’entrée (au point d’arrêt pris pour la mesure) à 10 mm.

Ensuite il y a un cône de rétrécissement qui conduit au tube central d’un diamètre de :

• 6 mm de diamètre intérieur

Pour passer de l’un à l’autre, cela fait un entonnoir … idéal pour attraper plus de cristaux ?…

Reste 2 questions en suspens :

• Est-ce que la résistance fonctionne en tout ou rien, ou bien est-elle régulée par le PHC en fonction de la température extérieure ? (une question que je pose depuis … des mois !…)

• Confirmer le diamètre de 2 mm de la sonde B777 … C.Foussa ?…

Dans l’attente de preuve contraire, je maintiens que l’orifice d’entrée de la sonde Pitot Airbus est 5 fois plus grand que l’orifice d’entrée de la sonde B777.

Le soleil perce le brouillard, je dois aller à l'Aéro-Club ...
Un schéma vite fait en attendant un original  ... :



A gauchel l'orifice d'entrée : diamètre extérieur 12 mm, épaisseur du métal 1,1 mm soit diamètre intérieur : 10 mm, ce que je dis depuis des mois et des mois ...
Ensuite l'entonnoir pour arriver au tube intérieur de diamètre 6 mm.

En attendant la suite, bon après-midi aux lecteurs de ce fil ...

... a écrit:



A gauchel l'orifice d'entrée : diamètre extérieur 12 mm, épaisseur du métal 1,1 mm soit diamètre intérieur : 10 mm,

erratum : les matheux auront corrigé. L'épaisseur du métal à l'entrée de la sonde est de 0,55 mm, soit, en coupe, 12 mm de diamètre extérieur - 2 x O.55 = 12 - 1,1 = 10,9 mm
Encore plus ouvert que je ne le disais ...

En attendant C.Foussa pour les mêmes paramètres pour la sonde B777 ... pour confirmer ou infirmer un diamètre de 2 mm ...

Que penser du choix de cette forme en entonnoir rapportée aux problèmes de saturation par ingestion d'eau rapportés dans de nombreux incidents...
Dans le cadre de l'AF447 n'y-a-t-il pas des questions à se poser quant à la possible accumulation de cristaux de glace au creux de l'entonnoir ?...

Pour en revenir au radar et à la détection de l'eau et de la glace, les gouttelettes d'eau constituant les nuages mesurent de 30 à 100 microns. Pour pouvoir les détecter, il faut une longueur d'onde de l'ordre de dix fois celle du diamètre des particules pour laquelle la diffusion de Rayleigh fournit des échos proportionnels à leur réflectivité. Il faut donc utiliser un radar millimétrique pour "voir" les nuages. 
Les radars météorologiques classiques en bande X ont une longueur d'onde centimétrique et ne permettent de voir que les précipitations liquides et assez mal les cristaux de glace qui sont très fins comparés aux gouttes. À noter que vers la tropopause, il ne peut plus y avoir d'eau en surfusion car la température est beaucoup trop basse.
Le problème de l'eau surfondue ne se pose que dans les couches basses et aux altitudes de croisière, le vrai danger est lié aux cristaux de glace. Il faudrait donc que le PHC fonctionne selon deux modes très différents en fonction de l'altitude et on pourrait augmenter fortement la puissance de dégivrage à haute altitude pour réduire le temps d'élimination de la glace, mais on ne pourra jamais le réduire à zéro. 
La seule solution est la vitesse synthétique ou l'extrapolation de la vitesse antérieure avec une constante de temps de quelques minutes. Ça éviterait bien des soucis !

En résumé, ce n'est pas la géométrie des sondes qui est le facteur le plus important.

C'est la taille d'une guêpe ou d'une abeille ??

Vector,
- si l’on considère que la cause racine de l’accident est une obstruction des sondes Pitot par des cristaux de glace,
- si l’on rajoute que les Airbus sont considérablement plus impactés que les B777,
- si l’on poursuit par le fait que l’ouverture de la sonde Pitot Airbus est 5 fois plus ouverte que la sonde B777,
- si l'on s'interroge sur son orifice en allure d’entonnoir,
alors je pose la question : comment être certain qu’il n’y a pas bousculade de cristaux au portillon !…

• Les études sur les densités de cristaux vont d’une concentration d’un minimum 0,8 g/m3 à un maximum de 5 g/m3
• Un taux important de cristaux de glace est donc de 5 g / m3 soit 5 g / 1 000 000 mm3
• La surface de l’orifice de la sonde A 330 Thalès AA est de 78 mm2
• L’avion avance à 800 km/h soit si je ne me suis pas trompé, 222 m/s (je compte sur Tam pour surveiller les calculs … )
• Chaque seconde, la sonde « avale » un cylindre d’air d’un volume de S (surface de la sonde) x h (hauteur du cylindre), soit 222 000 x 78 = 17 316 000 mm3
• Quantité de cristaux ingérée à la seconde : 17 316 000 / 1 000 000 x 5 = 87 g ( en 5 secondes, près d'un demi-kilo !)

Cette quantité de cristaux doit, dans la fraction de seconde qui suit son entrée dans l’entonnoir, se densifier pour passer par le tube de 6 mm de diamètre.

Des dizaines de sondes Pitot A330 / 340 se sont bouchées, plus ou moins bouchées. Quel est l'endroit le plus vulnérable ?...

eolien a écrit:je compte sur Tam pour surveiller les calculs …

Suis-je le seul à avoir une calculatrice

Avant tout calcul, j'ai un doute sur le fait que tout le volume d'air balayé rentre dans la sonde.
Ne doit-on pas considérer le tube comme bouché ?...

J'ai dit "avale" entre guillemets. Je ne sais quel terme technique employer.
Ni quelle quantité de cristaux entre dans la sonde.
Ce que j'ai calculé c'est le volume d'air chargé de cristaux qui se présente à l'entrée de l'entonnoir de cette sonde Pitot d'un A 330 ...
Ensuite, fatalement, il entre une grande quantité à l'intérieur, sinon, si le tube était "considéré bouché", il n'y aurait pas besoin de résistances chauffantes ni de trous de drainage pour l'eau ...
Car ces cristaux qui ont bouché des dizaines de sondes d'Airbus, il ne sont pas venus de derrière l'avion, ni de côtés, ni de part et d'autres ...
Donc ?...

Le tube Pitot mesure la pression d'arrêt et seule une petite partie de l'air entre dans la chambre  de tranquillisation, en fait juste assez pour compenser les fuites des trous d'évacuation d'eau, et la pression dynamique est mesurée au centre. Il est possible que le blocage se fasse au niveau de l'entonnoir, mais il est plus probable que les cristaux s'agglomèrent sur les parois réchauffées et finissent par colmater le tout. Mais comme je le disais, c'est plutôt le réchauffage qui provoque la formation d'un bouchon de glace car les cristaux sont si petits qu'à froid, ils devraient ressortir sans peine pas les trous d'évacuation. 
De toute manière, les sondes devraient être certifiées pour ces conditions et ni les pilotes ni les calculateurs n'ont vocation à subodorer ce qui se passe à l'intérieur, d'autant plus qu'il n'y a pas de message ECAM.

Vector,
Hier en soirée, par mon CAEA, Certificat d'Aptitude à l'Enseignement Aéronautique, je faisais le cours BIA à des élèves du Lycée. Bénévolement. Déjà, on y aborde l'anémomètre et sa formule fondamentale de mesure de différence de pression : Pt - Ps.
Formule et principe que tous les pilotes ULM et d'avion connaissent, car faisant partie de la base du programme de cette activité.
Là n'est pas la question qui est : pourquoi les sondes des Airbus givrent et pas celle des B777 ?

J'ai relevé deux faits :
1 - la sonde Airbus a une ouverture 5 fois plus grande que celle des B777. ( je n'ai pas été démenti par la preuve contraire)
2 - son orifice présente un entonnoir, susceptible d'un effet de bourrage en cas d'élévation de la densité des cristaux par unité de volume,  (sup à 5g /m3) ou / et par l'augmentation de la dimension de ces cristaux  (sup à 40 microns)
Pour ouvrir une piste j'ai essayé de calculer la quantité de cristaux qui se présentaient à l'embouchure de l'entonnoir. J'ai trouvé près de 90 g par seconde

Les experts ont refait tous les tests de conditions givrantes qui n'ont jamais mis en défaut les sondes Pitot.
Et pourtant elles givrent !
Mais pas celles des B777 ...
Alors est-ce lié à leur bouche plus ouverte ou / et à cette étonnante forme d'entonnoir ?
(intuitivement j'ai envie de dire : les deux !...)
Car les moyens techniques à disposition en laboratoire ne permettent pas d'aller au-delà de certains critères (vitesse, température, dimensions des cristaux ...)

Avec une autre question rémanente : est-ce que la régulation du chauffage de la sonde Pitot est fonction de la température extérieure ?

Il me semble, que dans le cadre de la discussion sur cet accident, ces éléments sont très important.
Pourtant ils n'ont été abordé ni par le BEA, ni par les experts judiciaires.

Là encore, c'est une question de certification dont l'accident est certes une conséquence collatérale, mais le fait que les sondes ont toutes givré est bien établi, les causes sont à la charge de la DGAC et de l'EASA. Le BEA ne peut (doit) que constater et la justice devrait en faire la "root cause" et l'équipage les victimes.

Vector, intellectuellement ça ne me convient pas.
Parce que s'arrêter à ce que disent le BEA et l'EASA, c'est comme entrer dans une église pour y adorer les évangiles. Malheureusement je suis un agnostique qui ne croit en aucune divinité.
(je dis "malheureusement" car bienheureux les croyants ...)

Tu dis le BEA "ne peut que constater" ... Je vois les choses différemment : il doit analyser, c'est sa mission !...

Je me place dans l'optique du procès : les pilotes ne peuvent pas être tenus responsables de ces causes, par contre la DGAC et plus tard l'EASA ont visiblement failli à leur tâche d'assurer la sécurité. Ce n'est pas une question de croyance ni de cierges, c'est un fait incontestable, ils ont sous-estimé le problème et accusent le lampiste. La justice doit y voir plus clair, ne serait-ce qu'au nom de la logique.

Au fait, qu'est-ce qui se passe en France ? J'entends la radio qui parle de graves attentats... encore

Ben, on est en guerre avec les Islamistes, 30 ans de laxisme, ça se paye un jour !

Etat d'urgence, frontières fermées, appel à la population RP à na pas sortir !
le Bataclan pris en otage aprés de nombreuses péripéties (Des centaines de spectateurs ...)
Des dizaines de morts (Une 40 taine, et ce n'est pas fini !)
3 bombes (Kamikaze) à l'extérieur du Stade de France (France-allemagne) Mitraillage de cafés du côté de République etc ..; 7 points d'attaque différents, panique totale ...pour l'instant !

On l'a cherché, on l'a trouvé !
On ne va pas dormir cette nuit !
Et Cazeneuve veut contrôler l'armement ... des "Idiots" de Français de préférence, bien sûr ...les autres, ils sont clandestins depuis longtemps !

Tu me sembles un peu islamophobe ! 
Je saute dans le prochain avion (un A380 de préférence pour amener tout mon matériel)

Je plaisantais évidemment, mais ici les émissions de TV5 le passent en direct et ça rappelle le 11 septembre.

Apocalypse dans le Bataclan, assault terminé !
Des dizaines de mort probables ... bien , on annonce une centaine de morts au Bataclan !
D'autres dans divers endroits ...

Grande marche de solidarité à la vista ... tout le monde** bras dessus bras dessous !

**Tout ceux qui nous ont amené à ça ... ???

Mouais, on m'a "donné" mon premier fusil 2 ans aprés ... je ne l'avais pas demandé, en plus...

Il y a plusieurs équipes en action, ce n'est peut être pas terminé !
Au Bataclan, 3 terroristes, 112 morts (Peut être le total des attaques ?) ... FH se dirige vers le site, pour simplifier la tâche, certainement ...
On va vers les 200 Morts ...
On ferme les frontières, bien, à quoi ça sert ... CDG fermé peut être ?? un Bazar de plus ...
Joyeux COP 21 !

BFMTV : Tout était prévisible ... hé oui, ou conduisent l'angélisme, et/ou les affaires !
Aprés tout le cinéma fait, pour avoir "Piqué" un "Terroriste" armé d'un poignard à Toulon ...
On va avoir mal à la tête demain matin !

Pour moi, c'est déjà fait ...

Vu les interdictions (Eviter) de circuler en RP, on peut penser qu'il y a toujours des terroristes dans la nature ...