Cendre volcanique

Vue aérienne d'une partie des installations de la base aérienne américaine de Clark recouverte par les cendres volcaniques. Sous leur poids, les toits des hangars se sont effondrés (Pinatubo, 1991).

Lors de l'éruption du Vésuve en 1906, l'effondrement du toit de l'église de San Giuseppe Vesuviano, causé par la pluie de cendres, a tué les 105 personnes qui s'y étaient réfugiées pour prier[1].

Les lahars sont des torrents de boue qui envahissent les plaines et les vallées. Ce sont un mélange de cendres volcaniques et d'eau, cette dernière provenant de la pluie ou de la fonte de neige ou de glace.

Le danger le plus grand provient des coulées pyroclastiques qui sont un mélange de gaz, de cendres et de roches qui dévale tel une avalanche meurtrière les flancs du volcan. En 1902, la ville de Saint-Pierre en Martinique fut détruite par une coulée pyroclastique qui tua plus de 29 000 personnes.

Les nuages de cendres volcaniques présentent un danger réel pour la sécurité aérienne. Ainsi, d'après Météo-France[2], le panache de cendres volcaniques peut s'élever en altitude à des hauteurs atteignant des dizaines de kilomètres. Les plus petites particules, mesurant de 1 à 15 µm, peuvent rester plusieurs jours dans l'atmosphère. Ils peuvent être transportés par les vents violents de la troposphère, la stratosphère, sur de très longues distances. Une centaine d'incidents sur des vols longs-courriers, depuis 1980, sont liés à l'activité volcanique.

La turbine de l'avion ingère des cendres volcaniques présentes dans l'air contaminé. La température nominale de fonctionnement des moteurs est de 1 400 °C. Or, les cendres, composées de silicates, fondent dès qu'une température de 1100 °C est atteinte. La cendre fond donc sur les aubes directrices de sortie et les aubes de turbine, dans la partie chaude du moteur. Le moteur peut alors flamber. Les avions plus anciens étaient équipés de moteurs fonctionnant à une température inférieure. Ils ne présentaient donc pas ce point faible. Les aubes des moteurs anciens avaient un circuit de refroidissement interne droits, avec l'air entrant au pied d'aube pour sortir au sommet : les particules entrant dans l'aube pouvaient donc sortir avec le débit d'air et les effets de la force centrifuge. Les aubes des moteurs modernes ont un circuit de refroidissement tarabiscoté en Z pour être plus efficace : l'air entre par le pied d'aube en direction du sommet d'aube, tourne dans un coude, puis revient vers le pied d'aube et, après un autre coude, ressort enfin au sommet d'aube ou le long du bord de fuite. Dans le secteur revenant vers le pied d'aube, les efforts centrifuges sur les particules peuvent provoquer leur accumulation dans le premier coude, obturant alors le passage de l'air de refroidissement ; la température de l'aube augmente alors, et, mal refroidie, l'aube est détruite.

L'incident le plus grave signalé, a concerné le Boeing 747 du vol British Airways 9 dont les quatre moteurs ont été arrêtés. Toutefois, après une chute de quelques kilomètres, et la zone de cendre éloignée, le pilote a pu relancer deux moteurs. À la suite de l'éruption de l'Eyjafjöll en 2010 et de la date du 17 avril 2010, aucun accident n'a été causé par des cendres volcaniques.

En dehors d'un accident catastrophique pouvant être causé par la perte des moteurs, d'autres risques sont à prendre en compte. La dureté du matériau et son abrasivité conduisent à l'érosion des surfaces de vol de l'avion et des pièces de moteurs à réaction. La visibilité des pilotes à travers les fenêtres du poste de pilotage peut être réduite ou supprimée. De plus, la finesse du matériau lui permet de traverser les systèmes de filtration, et donc de contaminer les systèmes de refroidissement, les unités électriques et avioniques. Ceci réduit donc d'autant la facilité de pilotage de l'aéronef. Les cendres volcaniques peuvent être accompagnées d'acide sulfurique, H₂SO₄.

• Cendres de Bellecombe
• Pluie de cendres
• Panache volcanique
• Sable volcanique

• « Les effets des cendres et aérosols volcaniques sur le trafic aérien » sur le site obs.univ-bpclermont.fr
• « Mesures à prendre avant, pendant et après une éruption volcanique » sur le site karthala.org