Radar météorologique

L’avion peut à juste titre être considéré comme un moyen de transport sûr et fiable, comme le confirment de nombreuses statistiques. Il existe cependant des événements qui peuvent compromettre la sécurité du vol: l’un des plus grands problèmes est la météo, c’est pourquoi les avions sont équipés d’un système de radar météorologique embarqué pour aider le pilote dans ses choix. Mais comment fonctionne le radar météorologique?

Faisons d’abord une petite digression: la situation météorologique est le résultat de la présence de zones de haute et basse pression et de masses d’air aux caractéristiques différentes qui, lorsqu’elles se rencontrent, créent continuellement des fronts et une incroyable variété de nuages et de précipitations. Demandez à n’importe quel pilote que vous connaissez et tous – ou du moins la plupart – vous diront qu’il n’y a rien de plus agréable que de voler quand le ciel est bleu et que le temps est parfait. Dans l’aviation commerciale, il existe cependant des horaires de vol fixes auxquels la météo n’obéit malheureusement pas.

Les plus grands dangers pour un avion en vol sont, bien sûr, les conditions les plus extrêmes: en particulier, de fortes turbulences peuvent créer des problèmes majeurs, surtout en cas d’orage. La pluie en elle-même n’est pas un danger, tant qu’elle n’est pas combinée à des températures basses, à un fort vent et à des turbulences. Pendant la journée, ces conditions  – connues sous le nom de cumulonimbus – peuvent généralement être détectées à l’œil nu, mais la nuit ou lorsque ces nuages sont cachés derrière d’autres nuages stratiformes, la perception visuelle du pilote n’est plus suffisante.

Un peu d’histoire

Pendant la Seconde Guerre mondiale, des systèmes radars étaient déjà utilisés à bord des avions pour aider les pilotes à détecter d’autres avions en vol. Mais les opérateurs radar ont vite remarqué des signaux parasites apparaissant sur leurs écrans, qu’ils n’ont pas su immédiatement reconnaître.

Il ne leur a pas fallu longtemps pour se rendre compte que ces signaux indiquaient des interférences météorologiques.

Il faut dire qu’environ 25 ans avant la Seconde Guerre mondiale, Sir Robert Watson-Watt, le père du radar moderne, travaillait déjà sur une méthode de détection des orages basée sur l’émission d’ondes électromagnétiques.

À la fin de la Seconde Guerre mondiale, le Bureau météorologique américain a reçu 25 radars qui avaient été utilisés par les avions de la marine pendant la guerre. Ces radars, appelés WSR-1, WSR-1A, WSR-3 et WSR-4, ont été modifiés pour une utilisation météorologique et finalement distribués dans tout le pays.

L’un des principaux facteurs qui ont initié l’utilisation plus répandue des radars météorologiques était la nécessité de résoudre le problème des ouragans. En 1954 et 1955, de nombreux ouragans se sont abattus le long des côtes américaines: il a alors été décidé de consacrer un budget spécifique à la mise en place de radars dans les avions et au sol.

Comment fonctionne le radar météorologique ?

Tous les avions ont donc des systèmes de radar météorologique intégrés, qui sont généralement situés à l’intérieur du nez de l’avion, dans ce que l’on appelle leradôme. Bien que la plupart des avions soient en métal, le radôme est construit avec un matériau spécial qui permet aux ondes radar de le traverser sans obstacle.

Le mot radar est l’acronyme de «radio detection and ranging», c’est-à-dire «détection et mesure de distances par ondes radioélectriques». En effet, le radar météorologique émet des micro-ondes spéciales qui réfléchissent à distance les obstacles tels que la pluie, la grêle, la glace, la neige et le paysage environnant. Un récepteur radar capte ces reflets et les dirige vers le système.

Les nuages sont constitués de «poches» de gouttelettes d’eau et ont des surfaces plus ou moins réfléchissantes: celles qui ont un pouvoir réfléchissant supérieur sont la pluie, la neige et la grêle, notamment lorsqu’elles sont à l’état défini comme «humide» ou «mouillé»; à l’inverse, la grêle, la neige sèche et les cristaux de glace sont moins réfléchissants.

En plus de la présence de gouttes, le système radar détecte également les mouvements. Si une zone de turbulence est présente, elle devient «visible» en raison des changements induits dans la vitesse et la direction du mouvement des gouttes d’eau. Le radar météorologique peut les détecter et fournir au pilote une image détaillée de l’intensité, de la taille et de la direction de la zone touchée par les turbulences.

Le radar balaie alors le ciel devant l’avion à la fois horizontalement et verticalement. Comme les systèmes radars ne peuvent pas chercher le long de la courbe de la surface terrestre, mais seulement en ligne droite, le faisceau radar émis est constamment ajusté. Il peut être réglé de plusieurs degrés plus haut ou plus bas: il est essentiel lors du décollage et de l’atterrissage, où l’avion est incliné à un angle beaucoup plus élevé ou plus bas qu’en croisière.

Un autre problème peut survenir lorsqu’un grand nuage humide se cache derrière un autre. Dans ce cas, les micro-ondes sont réfléchies et atténuées par le nuage qui se trouve devant, tandis que l’autre reste caché dans une sorte «d’ombre radar». Toutes les précipitations ne peuvent donc pas être détectées par le radar et il est important qu’un pilote soit capable d’évaluer toutes les informations que le système fournit pour faire le bon choix. Cependant, les systèmes radars modernes sont capables d’alerter les pilotes en cas de forte atténuation due à la présence d’un nuage qui peut masquer ce qui se trouve derrière.

Effet sur la trajectoire de vol

Sur la base des informations recueillies, le personnel du contrôle aérien et le pilote travaillent ensemble pour sélectionner une nouvelle route. Plus tôt le pilote pourra déterminer la nécessité d’un changement de route aérienne, moins il aura à détourner de la route l’avion. Les vols de nuit, en particulier, exigent des réactions rapides.

Au mieux, les passagers ne sont pas conscients de cette situation. Souvent, ils ne voient qu’un orage au loin: seuls les équipements de pointe de l’avion, tels que les systèmes de radar météorologique, et l’expérience de l’équipage leur permettent de voler en toute sécurité.