Comment connaître la vitesse à bord d’un avion ?

La vitesse est un des principaux atouts de l’aérien sur les autres modes de transport. Mais comment celle-ci est-elle déterminée à bord des avions ?

Sukhoi-35

Dans votre voiture, la vitesse est calculée en comptant le nombre de tours qu’effectuent les roues. Un principe tout simple mais difficilement transposable à l’avion, avouons-le…

Il a donc fallu trouver une autre solution pour savoir à quelle vitesse on vole !

Avez-vous remarqué qu’à vélo, on a toujours l’impression d’avoir du vent de face ? Il s’agit en réalité de notre propre mouvement dans la masse d’air. C’est le même effet qui s’applique si vous sortez votre main par la fenêtre en voiture : plus on roule vite, plus la force de l’air qui pousse votre main vers l’arrière augmente.

C’est ce que l’on appelle le vent relatif : ce n’est plus l’air qui bouge autour de nous, mais nous qui nous déplaçons dans cette masse d’air. Et comme nous le disions plus haut, plus on va vite, plus ce vent relatif est fort !

C’est justement ce principe qui est utilisé pour déterminer la vitesse d’un avion ! L’objet étrange de la photo ci-dessous est un indicateur de vitesse gradué de 20 à 130 kilomètres par heure, accroché sous l’aile d’un ULM :

anémomètre ulm

Bon, je dois admettre que ça ne ressemble pas vraiment à un compteur de vitesse de voiture, mais la finalité est la même !

L’air rentre en bas à droite et plus la vitesse de la machine augmente plus la force exercée par cet air va être importante, ce qui va soulever la petit disque dont la position indique la vitesse. Tout simple, mais il fallait y penser !

anemometre-ulm-dessin

La force de l’air qui arrive face à nous lorsque l’on se déplace est appelée pression dynamique. C’est bien celle-ci qui nous interresse. Car il existe une autre pression, celle de l’air qui nous entoure et à laquelle nous sommes soumis en permanence : la pression atmosphérique, dite pression statique.

Dans l’explication précédente, la partie au-dessus du disque est remplie d’air ambient, au repos, c’est à dire que la pression statique s’applique. La partie sous le disque est quant à elle soumise à la pression statique et à la pression dynamique.

balance-pression-statique-dynamique

Ce système est simple à fabriquer, peu coûteux, et facile à installer sur des appareils légers, mais vous imaginez les pilotes d’un avion de ligne devoir regarder à travers la fenêtre pour connaître leur vitesse ? Pas très pratique…

C’est pourquoi on a laissé un capteur de pression statique et dynamique (nommé « tube Pitot ») à l’extérieur et on a déplacé le reste de l’instrument à l’intérieur de l’avion, directement sous les yeux des pilotes.

pitot

De plus, les tubes Pitots sont chauffés pour éviter que de la glace ne se forme dans les orifices !

Sur les avions de ligne actuels, les capteurs de pression statique et dynamique sont directement reliés à des ordinateurs qui calculent automatiquement la vitesse et l’affiche sur des écrans dans le poste de pilotage.

tube-pitot

La photo ci-dessus est un exemple de tube Pitot. Mais saurez-vous dire sur quel type de machine elle a été prise ?

 

formule1-pitot

 Et oui, même les voitures de Formule 1 sont équipées de tubes Pitot pour déterminer leur vitesse !

 
 

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By | 2016-12-09T18:55:52+00:00 4 juin 2014|Technique|8 Comments

About the Author:

Pilote professionnel, instructeur et ingénieur aéronautique, je suis le fondateur du site "Comment ça vole ?" et me passionne pour la vulgarisation aéronautique ! Ca tombe bien, non ?

8 Comments

  1. Bosko 9 juin 2014 at 19h24 - Reply

    Merci encore pour cet article très clair.
    Les pitots, ce sont ces mêmes instruments qui ont été à la base du crash du vol AF447, s’ils sont très importante ils ne sont pas pour autant indispensables puisque d’autres instruments permettent au pilote d’avoir une idée approximative de la vitesse comme la pousée moteur par exemple…
    Courage pour la suite, vite un nouvel article !!!

  2. Michel Ferhadian 12 décembre 2014 at 3h49 - Reply

    Bonjour
    Vous confondez pression dynamique et pression totale les amis !
    Le tube Pitot, capte la pression totale et non pas la pression dynamique.
    A l’arrivée sur l’anémomètre, c’est la pression dynamique qui est déterminée, qui correspond donc, à la pression totale – la pression statique ou atmosphérique (capteurs parallèles)!
    Attention quand même !!!
    Michel

    • Alain 21 décembre 2014 at 15h12 - Reply

      Bonjour Michel,

      Sauf erreur de ma part, il est clairement expliqué que la vitesse sera calculée en fonction de la pression totale (statique+dynamique) mesurée par l’orifice qui se trouve dans l’axe du tube et la pression statique mesurée par l’orifice qui est perpendiculaire à l’axe du tube.
      Ce qui n’est pas dit dans l’article, c’est qu’un dispositif sera connecté aux 2 sorties du tube pitot pour faire la soustraction entre les pressions totale et statique, puis que ce résultat sera pondéré en fonction de différents paramètres pour obtenir la vitesse réelle.
      L’auteur a peut-être péché en ne voulant pas compliquer son article. Aborder un tel sujet est un exercice difficile.

      Bien à vous

      Alain

      • Julien 21 décembre 2014 at 17h08 - Reply

        Bonjour à tous les deux,
        Merci pour vos messages.
        En effet, la difficulté de la vulgarisation consiste à simplifier tout en restant rigoureux. J’ai ici volontairement choisi de ne pas évoquer l’expression « pression totale », mais à la place de l’expliquer avec des mots simples.
        Je prends en compte vos remarques pour la suite 🙂
        Bonne journée,
        Julien

      • Michel 24 décembre 2014 at 0h13 - Reply

        Ce qui est dit, donc faux :

        « C’est pourquoi on a laissé un capteur de pression statique et dynamique (nommé « tube Pitot ») à l’extérieur et on a déplacé le reste de l’instrument à l’intérieur de l’avion, directement sous les yeux des pilotes. »
        Si c’est trop long à expliquer, mieux vaut dire des choses, au moins, vraies 😉

        Merci quand même
        Bien à vous
        Michel

        • Julien 24 décembre 2014 at 0h22 - Reply

          Michel, je pense qu’on est d’accord, mais qu’on n’arrive pas à se comprendre…
          Mais votre avis m’intéresse, car je cherche à rester le plus rigoureux possible dans l’explication.

          Pour être sûr qu’on se comprenne : vous êtes d’accord pour dire qu’un Pitot est un « capteur de pression statique et dynamique », sous-entendu de « pression totale » ?

          • Michel 25 décembre 2014 at 5h00

            Hello Julien
            Oui, disons que je suis moyennement d’accord en effet. Pour un néophyte, c’est clair qu’il va se tromper, même si je comprend ce que vous voulez dire.
            Le tube Pitot, prend la pression Totale, donc en effet la somme des pressions statique et dynamique, mais elle ne permet aucun calcul à ce stade. On ne peut donc, ni isoler la pression statique, ni la pression dynamique.
            En l’occurrence, ce qu’on cherche à isoler, c’est la pression dynamique, pour le calcul de la vitesse indiquée sur le Badin. Donc il y a, un fort risque de confusion. Le but étant de vulgariser la compréhension, si je ne m’abuse.
            Les prises de pression statique, qui ne sont pas nommées des « Pitot », et qui sont fixées parallèlement au fuselage de l’avion, donc perpendiculaires à leur axe, prennent la pression statique, comme son nom l’indique.
            C’est à partir des ces capteurs, que la pression dynamique et déterminée sur l’anémomètre.
            PD = PT-PS
            Mais bon , je sais bien que vous avez parfaitement compris de quoi je parle, et que vous maîtrisez le sujet. C’est juste que des fois je suis un peu tatillon ;-o)
            J’en ai tellement bavé pour comprendre certaines notions, faut me comprendre ! Lol..
            Tient un sujet qui n’est toujours pas clair dans les esprits des pilotes, c’est la densité, masse volumique de l’air et l’altitude densité. On sait que, par rapport à l’atmosphère type, plus chaud plus haut, plus froid , plus bas, que plus la température décroit, plus la densité augmente, mais je connais personne qui est capable d’expliquer ça de manière claire et précise. Il est souvent confondu le concept du ballon, plus chaud, plus haut, (température plus élevée avec la densité plus basse), et celui de l’altitude densité ! Si on rajoute la notion de pression (du coup la densité baisse, alors que la température décroit, mince, kesako ?? Lol ;o-), alors là, c’est la cata ! Hihi, joyeuses fêtes ! Michel

          • Julien 25 décembre 2014 at 18h04

            Merci Michel pour cette réponse détaillée.
            Je vais prendre en compte vos remarques en essayant d’intégrer ces précisions à l’article dès que possible.
            Julien

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