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La NASA et la cendre volcanique // NASA and volcanic ash

drapeau-francaisLa NASA a étudié les impacts de la cendre sur les moteurs à réaction et a indiqué la semaine dernière que 80 aéronefs avaient traversé des nuages de cendre entre 1993 et 2008. A cause de l’éruption récente du Rinjani, la compagnie aérienne Virgin Australia a dû annuler de nombreux vols entre l’Australie et Bali et modifiera probablement sa gestion des vols à destination de l’Indonésie si le risque volcanique persiste. Les estimations relatives au début du mois de novembre montrent que les perturbations du trafic aérien ont coûté à l’économie de Bali plus de 3,2 millions de dollars en recettes touristiques.
Cinq ans après l’éruption islandaise de l’Eyjafjallajökull en 2010 et le chaos qu’elle a provoqué dans le transport aérien, les premiers tests réels sur l’impact de la cendre sur les moteurs des avions viennent d’être effectués par la NASA et les résultats devraient être connus en 2016.
L’éruption de 2010 est intervenue au moment même où la NASA essayait de mettre au point des systèmes de sécurité et des capteurs intelligents pour les moteurs d’avions commerciaux de prochaine génération. L’Administration a travaillé en partenariat avec d’autres organismes gouvernementaux et des groupes industriels pour effectuer une série de tests sur des moteurs au cours d’une ingestion simulée de cendre volcanique. A noter que dans le même temps, l’Europe travaillait sur le système AVOID dont personne ne parle plus.
L’US Air Force a fourni un avion de transport C-17 ainsi que deux moteurs F117 qui avaient été mis au rebut et qui ont été réhabilités en vue des tests.
Un premier test sur un moteur truffé de capteurs a été effectué en 2011 au Centre de Recherche de la NASA à la Base Edwards en Californie. Le but était de mettre au point un référentiel de performances pour le moteur et les capteurs.
Le deuxième essai, début 2013, a utilisé des céréales et des crayons de couleur, autrement dit des matériaux qui n’endommagent pas les moteurs, afin de vérifier que les capteurs pourraient détecter de petits morceaux de débris. Le but de ce test était de contrôler la sensibilité des capteurs.
Ces deux premiers tests préparaient le terrain pour le scénario en contexte réel : l’injection de cendre volcanique susceptible d’endommager sérieusement un moteur d’avion. Les chercheurs ont injecté la cendre dans les moteurs avec des teneurs faibles à élevées. Cette cendre provenait de l’éruption du Mont Mazama, qui a eu lieu vers 5700 ans avant JC, dans la région de Crater Lake.
La NASA va maintenant étudier les données transmises par les capteurs et publier les résultats quand chercheurs auront tiré des conclusions scientifiques fiables sur l’impact de la cendre volcanique sur les moteurs d’avions. Les résultats devraient être rendus publics pendant l’été 2016.
Source: The Daily Express: http://www.express.co.uk/

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drapeau-anglaisNASA has been examining how ash impacts a jet engine and mentioned last week that 80 aircraft flew through ash between 1993 and 2008. Because of the recent Rinjani eruption, Virgin Australia had to cancel many flights between Australia and Bali, and may change how they allocate flights to Indonesia if the volcanic hazard continues. Estimates from early November suggest that the flight disruptions have cost the economy in Bali over $3.2 million in tourist revenue.
Five years after the Icelandic volcanic ash mayhem of 2010 grounded hundreds of planes after the eruption of Eyjafjallajökull, the first real tests on the impact of engine contamination have only just been carried out and the results are not expected to be out until 2016.
The 2010 volcanic eruption came at the same time that NASA was looking at developing engine health management systems and smart sensors for next generation commercial aircraft engines. The Administration partnered with other Government agencies and industry groups to conduct the series of engine tests that actually simulated volcanic ash ingestion. In the meantime, Europe was working on the AVOID system which seems to have been abandoned.
The Air Force provided the plane, a C-17 cargo transport, and two F117 engines that had been slated for retirement, but were overhauled before the tests.
A first test on the engine, heavily instrumented with sensors, happened in 2011 at NASA’s Flight Research Center in California, but it only established engine and sensor performance baselines.
The second test, in early 2013, used cereal and crayons, material that wouldn’t harm the engines, to verify that the sensors could detect tiny bits of debris and that test only established the sensitivity of the sensors.
Both were only the building blocks for the real-world scenario – the introduction of introducing volcanic ash, which can and does tear up an engine.
Researchers introduced simulated volcanic ash into the engines at low and high flow rates. The volcanic ash used that was from the Mt Mazama eruption, which took place around 5700 BC in the Crater Lake area.
NASA will study the data and then publish results once the group can make solid scientific conclusions on just how volcanic ash can affect an airplane engine. Results are expected to be publicly released in summer 2016.
Source: The Daily Express: http://www.express.co.uk/

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La cendre volcanique: Un danger pour le trafic aérien (Photo: C. Grandpey)

Galunggung 1982: Péril dans le ciel

A l’heure où l’on parle beaucoup des nuages de cendre du Rinjani et de l’annulation des vols au départ et à l’arrivée de l’aéroport de Bali, voici – pour rappel – un exemple des conséquences que la cendre volcanique peut avoir sur un aéronef. C’est l’histoire du Galunggung telle qu’elle est racontée dans mon livre « Killer Volcanoes« , aujourd’hui épuisé. Une version de l’ouvrage est disponible sur CD au prix de 10 euros. Vous pourrez l’obtenir en me contactant par mail (grandpeyc@club-internet.fr)

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Situé à proximité de la ville de Tasikmalaya à l’ouest de l’île de Java, le Galunggung est né de la subduction de la plaque indo-australienne sous la plaque eurasienne. Culminant à 2168 mètres d’altitude, il se présente sous la forme d’un cône éventré par une caldera d’avalanche formée il y a 4200 ans. Cette avalanche est visible de nos jours puisqu’elle a laissé sur son passage une zone couverte d’énormes blocs de roche, nommée aujourd’hui « les dix mille collines ». L’histoire du Galunggung est marquée par deux événements majeurs : les éruptions de 1822 et 1982.

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Entre le 8 octobre et le 1er décembre 1822, avant que le volcan se déchaîne, les habitants de la région voient la rivière Cikunir charrier une eau boueuse alors qu’un panache de cendre apparaît parfois au-dessus de la montagne. Au sommet de celle-ci, un dôme de lave visqueuse est en train de naître. Il explose le 8 octobre en faisant retomber une pluie de cendre sur toute la région. Des coulées pyroclastiques parcourent les flancs du volcan peu de temps après. Certaines d’entre elles sont longues de plus de dix kilomètres. 114 villages sont détruits pendant l’éruption qui tue 4011 personnes.

Bien que moins violente, l’éruption de 1982 est beaucoup plus connue. Etant plus proche de nous, elle est mieux documentée et ses effets sur le transport aérien ont marqué les esprits. Tout commence le 4 avril 1982 quand les villageois à trois kilomètres du sommet sentent la terre trembler sous leurs pieds le soir vers 22 heures.

A l’aube du 5 avril, le Galunggung éjecte des matériaux incandescents avec des blocs « gros comme la tête d’un homme » selon certains articles de presse de l’époque. A 7 heures, les images satellites montrent que la colonne éruptive atteint un diamètre de cinquante kilomètres. Quelques heures plus tard, en début d’après-midi, les images suivantes en provenance de l’espace montrent que la source de la colonne de cendre est tarie et le nuage s’étire sur une distance estimée à 250 kilomètres. En revanche, au sol, les retombées sont importantes et sont observées jusqu’à Bandung, à 65 kilomètres du volcan. La séquence éruptive s’est accompagnée d’une forte sismicité. Deux personnes sont tuées et 31 0000 évacuées pendant quelques heures.

Après une période de calme trompeur, le Galunggung connaît une deuxième phase explosive pendant la nuit du 8 au 9 avril. Ce nouvel accès de colère est beaucoup plus dévastateur que le précédent. Des coulées de boue chaude dévalent le versant sud-est à 60 km/h et parcourent cinq kilomètres en ensevelissant six villages dans la zone heureusement évacuée. Elles détruisent un pont sur la rivière Cikunir et anéantissent les cultures à moins d’un mois des récoltes. On déplore huit morts, trois disparus et vingt-deux blessés. La plupart souffrent de brûlures ou d’intoxication par les gaz volcaniques.

En juin, les explosions se poursuivent. Une grande partie du dôme a été pulvérisée et quelque 40 000 personnes ont déjà été évacuées. Les volcanologues sont inquiets car ils redoutent que les pluies déstabilisent la cendre sur les pentes du volcan et déclenchent de redoutables coulées de boues, appelées lahars par les Indonésiens. En fait, elles ne causent pas d’autres morts car des zones à risques autour du Galunggung ont été définies en s’appuyant sur une carte dessinée en 1974. Le bilan de l’éruption est très variable selon les sources. Certaines font état de 68 victimes. Dans son rapport mensuel de juin 1982, le Global Volcanism Program de la Smithsonian Institution fait état de 27 morts liées à l’éruption, parmi lesquelles seules trois sont attribuées aux coulées pyroclastiques.
L’éruption prend fin au début du mois de janvier 1983 avec l’extrusion d’une petite coulée de lave au niveau du cratère.

En fait, plus qu’au nombre relativement réduit de victimes au regard la puissance de l’éruption, c’est surtout par les risques qu’il a fait courir à la navigation aérienne que le Galunggung a attiré l’attention en 1982. L’éruption a provoqué deux incidents qui ont obligé les pilotes à atterrir en urgence à Djakarta.

Le premier concerne un Boeing 747 de la British Airways avec 263 personnes à son bord. La nuit du 24 juin 1982, alors que l’appareil a décollé de Kuala Lumpur en Malaisie à destination de Perth en Australie et qu’il survole l’île de Java, des cendres volcaniques du Galunggung pénètrent dans les quatre réacteurs qui se bloquent. L’appareil qui naviguait à 11500 mètres d’altitude poursuit néanmoins son vol pendant 16 minutes, jusqu’à ce que l’équipage réussisse à faire redémarrer trois réacteurs les uns après les autres 7500 mètres plus bas!

En juillet 1982, en pleine nuit également, un Boeing 747 de la compagnie Singapore Airlines avec 230 passagers à son bord entre lui aussi dans un nuage de cendre émis par le Galunggung, ce qui provoque l’arrêt de trois des quatre réacteurs. Comme en juin pour l’avion britannique, le pilote parvient à les faire redémarrer après avoir perdu 2 400 mètres d’altitude. Outre les problèmes mécaniques, les deux appareils subissent des dégâts à cause du caractère abrasif de la cendre qui endommage le fuselage.

Ces deux incidents sont indirectement responsables des perturbations causées au trafic aérien au printemps 2010 par l’éruption de l’Eyjafjallajökull en Islande. En effet, ils ont largement été évoqués pour justifier le principe de précaution et l’annulation de nombreux vols.

Galunggung eruption 1982

Panache de cendre du Galunggung pendant l’éruption de 1982.

(Crédit photo: USGS)

La cendre volcanique perturbe à nouveau le trafic aérien // Volcanic ash again disturbs air traffic

drapeau francaisVoici un nouvel exemple qui confirme que les compagnies aériennes ne sont pas encore en mesure d’affronter les nuages de cendre volcanique. Dans la journée de jeudi,  la compagnie Jetstar a été contrainte d’annuler des vols à l’arrivée et au départ de Bali après une éruption du Raung dans l’est de Java. Le nuage de cendre se dirigeait vers l’aéroport international de Denpasar, rendant son approche trop dangereuse. Neuf vols ont été annulés jusqu’à présent. Deux vols Jetstar à destination de Denpasar, en provenance de Sydney et Melbourne, ont été contraints de faire demi-tour à mi-chemin suite à l’éruption du volcan javanais.
La compagnie Virgin Australia qui dessert elle aussi Bali n’a pas prévu d’annuler tous ses vols. Un porte-parole de la compagnie a déclaré que la sécurité reste la principale priorité et la compagnie surveille de près la situation pour s’assurer que les vols ne sont pas affectés par la cendre. Plusieurs vols Virgin Australia ont atterri à Denpasar jeudi soir sans incident.
À la fin du mois de juin, au cours d’un vol entre Londres et Seattle avec British Airways, j’ai demandai à l’un des pilotes si l’avion était équipé du système AVOID. La réponse a été négative et le pilote savait parfaitement de quoi il s’agissait. Il m’a dit qu’il ne faisait personnellement pas confiance au système et qu’il obéirait aux seuls ordres des responsables de British Airways s’il devait être confronté à une telle situation.

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drapeau anglaisHere is another example confirming that air companies are not yet able to deal with volcanic ash clouds. Yesterday Thursday Jetstar has been forced to cancel flights in and out of Bali after an eruption of Mount Raung in eastern Java. The ash cloud was drifting towards Denpasar International Airport, making it too dangerous to fly. Nine flights have been grounded so far. Two Jetstar flights on their way to Denpasar from Sydney and Melbourne were forced to turn around midway through their journey on Thursday after the volcano erupted.
Virgin Australia also flies in and out of Bali, but does not have plans to cancel any flights. A company spokesman said that safety is always their highest priority and the airline is closely monitoring the situation to ensure flights are unaffected by any ash. A number of Virgin Australia flights landed in Denpasar on Thursday night without incident.
By the end of June, while travelling from London to Seattle with British Airways, I asked one of the pilots if the plane was equipped with the AVOID system. The answer was negative and the pilot perfectly knew what it was all about. He told me that he would not personally trust the system and obey the orders of the company officials if he should be confronted with the situation.

Drones et nuages de cendre volcanique

drapeau francaisAprès le système AVOID censé détecter les nuages de cendre volcanique et aider les pilotes à les éviter, voici un autre dispositif mis au point en 2014 et dont le but est de cartographier la cendre dans l’espace aérien. Le NavSonde est un drone qui recueille et géolocalise les échantillons de cendre qu’il a récupérés.
Le NavSonde est installé sur un avion qui l’achemine à l’altitude désirée. Il est ensuite livré à lui-même, déploie ses ailes rétractables et son gouvernail gérés par des servo-moteurs. Pendant qu’il plane à travers des particules volcaniques en suivant une trajectoire déterminée par GPS, le collecteur de cendre s’ouvre et se ferme à des points précis de sorte que les chercheurs savent où chaque échantillon a été prélevé. Une fois que le drone a touché le sol, les scientifiques peuvent analyser son contenu pour connaître la densité et le type de cendre recueilli. Ils peuvent donc facilement en déduire la zone où le vol peut s’effectuer en toute sécurité.

Au final, le NavSonde pourra être utilisé dans différents contextes comme les tempêtes de poussière, les panaches de pollution, et même les incendies de forêts.
Voici une vidéo (en anglais) montrant le fonctionnement du NavSonde:
http://www.engineeringtv.com/video/NavSonde-Designed-to-Glide-Throu;AUVSI-Unmanned-Systems-2014

Source : NASA & Engineering TV.

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drapeau anglaisAfter the AVOID system supposed to detect volcanic ash clouds and help pilots avoid them, here is another device developed in 2014 whose aim is to map airspace ash. The NavSonde is a drone that collect and geotag ash samples.

After a ride on a plane, the NavSonde is let free, releasing its retractable, servo-driven wings and rudder. As it floats through volcanic particles, the ash collector opens and closes at precise points so researchers know where each sample originated. And once the glider goes back to the ground, scientists can analyze its contents for density and ash type, learning exactly where it’s safe to fly. Eventually, the NavSonde will collect all kinds of airborne troublemakers from dust storms, plumes of pollution, and even burning forests.

Here is a video showing how the NavSonde works:

http://www.engineeringtv.com/video/NavSonde-Designed-to-Glide-Throu;AUVSI-Unmanned-Systems-2014

Source : NASA & Engineering TV.

NavSonde

Source:  NASA.