Nuages de cendre volcanique // Volcanic ash clouds

De toute évidence, aucune mesure concrète et efficace dans le domaine du trafic aérien n’a fait suite à l’éruption de l’Eyjafjallajökull en Islande en 2010. Aucun système fiable de détection de la cendre volcanique n’a été installé dans les aéronefs. Cela m’a été confirmé par des pilotes de la British Airways et d’Air France. Les efforts ont essentiellement porté sur la recherche de solutions permettant de détecter la cendre depuis le sol jusqu’à une altitude minimale de 12 km et d’en évaluer la densité. Ainsi, les avionneurs sont en mesure de mieux comprendre les densités de cendre que leurs avions peuvent endurer. De plus, les Volcanic Ash Advisory Centres (VAACs), centres conseil en cendres volcaniques, disposent maintenant d’outils et de procédures beaucoup plus performants qu’en 2010 pour cartographier et localiser les nuages ​​de cendre.
Malgré tous ces efforts, la dernière éruption du Mont Agung a provoqué la fermeture de plusieurs aéroports indonésiens, ainsi que de nombreuses annulations de vols. La couleur de l’alerte aérienne est également passée au Rouge lors de la dernière éruption du Mayon aux Philippines. Le Mont Sinabung sur l’île de Sumatra est entré en éruption en février et a envoyé un nuage de cendre jusqu’à 7 kilomètres de hauteur. La couleur de l’alerte aérienne est, là aussi, passée au Rouge et les pilotes devaient donc éviter de s’approcher du volcan.
L’expérience a montré à plusieurs reprises aux compagnies aériennes que la cendre volcanique peut constituer un réel danger pour les avions. Le mélange de roches pulvérisées, de gaz et de minuscules éclats de verre peut causer des dégâts à la carlingue des avions, pénétrer à l’intérieur des réacteurs et même les bloquer. La cendre peut aussi réduire à néant les principaux systèmes de navigation et de communication. C’est pourquoi les neuf VAAC à travers le monde surveillent les éruptions volcaniques comme celle du Sinabung. Leur rôle est de suivre l’évolution et le déplacement des nuages ​​de cendre en temps réel et d’éloigner les avions.
À l’aide des images satellites, des rapports de pilotes et des données provenant d’observatoires volcanologiques, ces VAAC émettent des bulletins d’alerte avec des codes de couleurs différentes : Vert signifie qu’un volcan est calme; Jaune signifie que le volcan a commencé à entrer en activité; Orange signifie qu’une éruption est probable alors que Rouge signifie qu’une importante éruption est en cours ou a commencé. Les responsables des VAAC ne disent pas aux pilotes ce qu’ils doivent faire ; leur rôle se limite à fournir des informations essentielles sur la taille et l’emplacement des nuages de cendre, ainsi que leur direction.
Les VAAC ont été créés par l’Organisation de l’Aviation Civile Internationale (OACI) après que plusieurs avions aient failli s’écraser après avoir traversé des nuages ​​de cendre. En 1982, les moteurs de deux avions qui avaient volé à travers la cendre émise par le Galunggung (Indonésie) ont cessé de fonctionner et les pilotes ont dû effectuer des atterrissages d’urgence. L’un d’entre eux, un Boeing 747 de la British Airways, a décroché de plus de 6 000 mètres avant que le pilote réussisse à redémarrer trois des quatre moteurs. En 1989, un autre Boeing 747 a failli s’écraser après avoir traversé le nuage de cendre émis par le Mont Redoubt en Alaska; les quatre moteurs avaient cessé de fonctionner!
La cendre volcanique peut endommager un avion de plusieurs façons. L’une des conséquences les plus graves est, bien sûr, l’arrêt des moteurs. La cendre contient de minuscules particules de verre qui peuvent fondre sous l’effet de la chaleur d’un réacteur. Ce verre fondu peut pénétrer dans des pièces maîtresses, réduire la puissance du moteur, ou le bloquer carrément. Avec la vitesse de vol des avions, la cendre qui entre en contact avec l’extérieur de l’avion peut également briser les antennes, créer un écran sur les pare-brise ​​et générer de l’électricité statique susceptible de perturber les signaux de navigation et de communication. La cendre peut aussi détruire les systèmes indiquant la vitesse de l’avion. On a vu récemment les problèmes dramatiques provoqués par le mauvais fonctionnement des sondes Pitot.
Les compagnies aériennes ne savent pas évaluer la densité de cendre tolérable pour faire voler les appareils. Pendant longtemps, elles ont évité de les faire voler lorsque de la cendre était dans l’air. Toutefois, après que des millions de personnes aient été bloquées et que des milliards de dollars aient été perdus lors de l’éruption de l’Eyjafjallajökull en 2010, les scientifiques ont commencé à faire des recherches. Des tests ont été effectués mais, de toute évidence, les résultats ne sont pas fiables.
Au vu des statistiques de l’USGS, des avions ont traversé des nuages ​​de cendre volcanique à 253 reprises entre 1953 et 2016. Neuf d’entre eux ont connu une panne de moteur, mais aucun ne s’est écrasé. On ne sait pas pourquoi certains nuages ​​de cendre peuvent avoir un effet  dévastateur sur certains moteurs, alors que d’autres avions peuvent se sortir des nuages de cendre relativement indemnes. C’est probablement parce que la composition de la cendre peut varier d’un volcan à l’autre.
Un autre problème doit être pris en compte: Tous les volcans ne sont pas surveillés, en particulier dans certaines régions volcaniques du Pacifique, de sorte que des pilote peuvent devoir traverser des nuages de cendre sans avoir été prévenus de leur présence.

Au bout du compte, il semble bien que la situation n’ait guère évolué depuis l’éruption de l’Eyfjallajökull….

Adapté à partir d’un article paru dans The Verge., VAAC Toulouse, Météo France, Rolls Royce.

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Apparently, the 2010 eruption of Eyjafjallajökull in Iceland did not bring any profitable lesson as far as air traffic is concerned. No reliable ash detection system has been installed in aircraft. This was confirmed to me by British Airways and Air France pilots. Efforts have essentially been made to investigate solutions to detect ash from the ground up to a minimum altitude of 12 km and to assess its density. In this way, plane manufacturers can better understand what densities of ash their aircraft are able to endure. Moreover, Volcanic Ash Advisory Centres (VAACs) now have significantly more sophisticated tools and procedures for mapping and forecasting the location of ash clouds than were available in 2010.

Despite all these efforts, the last eruption of Mt Agung caused the closure of several Indonesian airports, as well as many flight cancellations. The aviation colour code was also raised to Red during the last eruption of Mt Mayon in the Philippines. More recently, Mount Sinabung on Sumatra Island erupted in February and spewed an ash cloud up to 7 kilometres in the air. The aviation colour code was raised to Red, which meant that pilots should fly away from the volcano.

Experience has told aviation companies that volcanic ash can be a real danger to aircraft. The mixture of crushed rocks, gases, and tiny shards of glass can sandblast the plane’s exterior, get into the engine and block them, and ruin key navigational and communications systems. That’s why the nine Volcanic Ash Advisory Centers around the world keep watch for volcanic eruptions like Mt Sinabung’s. Their role is to track the ash clouds in real time and to divert the planes around.

Using a combination of satellite imagery, pilot reports, and data from volcano observatories, these VAACs issue colour-coded warnings: Green means a volcano is quiet; Yellow means the volcano is starting to get restless; Orange that an eruption is likely while Red means a big eruption is on its way, or has already started. The advisories don’t tell pilots what to do, but they provide key information about the size and location of the ash cloud and its direction.

The Volcanic Ash Advisory Centers were formed by the International Civil Aviation Organization after several planes almost crashed after flying through ash clouds. In 1982, two airplanes flying through ash emitted by Indonesia’s Mount Galunggung lost power to their engines and had to make emergency landings. One of them, a British Airways Boeing 747, plummeted more than 6,000 metres before the pilot could restart three of the four engines. Then, in 1989, another Boeing 747 nearly crashed after it flew through volcanic ash from Mount Redoubt in Alaska; all four of its engines had stopped functioning!.

Volcanic ash can damage an airplane in multiple ways. One of the most dangerous is by blocking the engine. Indeed, volcanic ash contains tiny glass particles that can melt in a jet engine’s heat. This molten glass can stick to key components, cutting the engine’s power, or killing it completely. At high speeds, ash coming into contact with the exterior of the plane can also break antennas, cloud windscreens, and generate static electricity that distorts navigation and communication signals. If ash flies into tubes that measure airspeed, it can also break the plane’s speedometer.

Air companies don’t know exactly how much ash is safe to fly through. For a long time, the aviation industry avoided flying when any ash was in the air. But after millions of people were stranded and billions of dollars were lost during the eruption of Iceland’s Eyjafjallajökull volcano in 2010, scientists began trying to figure out if there’s a middle ground. Tests were performed but the results obviously did not prove reliable.

All told, planes have flown through volcanic ash clouds about 253 times between 1953 and 2016, according to a report from the US Geological Survey. Only nine of those experienced engine failure, and none crashed. It’s not completely clear why certain ash clouds can have such a devastating effect on certain engines, and why other planes can fly through relatively unharmed. One possibility is that the composition of ash can vary from volcano to volcano.

There is another problem: not every volcano is monitored, especially in some volcanic regions of the Pacific, so it is still possible for planes to fly through ash clouds without warning.

To put it shortly, it seems the situation has not much changed since the 2010 eruption of Eyjafjallajökull…

Adapted from an article published in The Verge., VAAC Toulouse, Météo France, Rolls Royce.

Eruption du Galunggung en 1982 (Crédit photo: Wikipedia)

Eruption du Redoubt en 1990 (Crédit photo: Wikipedia)

Eruption de l’Eyjafjallajökull en 2010 (Crédit photo: Wikipedia)

 

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)