La climatologie équatoriale est à la une de l’actualité depuis la disparition du vol 447 d’Air France Rio de Janeiro/Paris, avec 228 personnes à bord, le lundi 1er juin à l’aube (heure française). Longtemps après Mermoz, le pot au noir – c’est bien de lui qu’il s’agit – était plutôt cantonné ces dernières années à la rubrique Voile, lorsque les courses et autres records autour du monde le franchissaient à l’aller et au retour.

 

Autour de l’équateur surchauffé, une dépression d’origine thermique ceinture le globe en permanence, englobant la zone de convergence intertropicale (ZCIT). Entre les tropiques et les latitudes tempérées, elle est entourée d’anticyclones d’origine dynamique (divergences), ceux des Açores et de Sainte-Hélène dans le cas présent. Les alizés soufflent de ces anticyclones vers la dépression équatoriale. Dans ce front intertropical, les cumulus qu’ils transportent deviennent d’énormes cumulonimbus. En Atlantique, où cet équateur météorologique est baptisé pot au noir, sa position fluctue entre l’équateur géographique (durant l’hiver boréal) et près de 7° N (pendant l’été boréal). Ce devrait être le cas actuellement mais le pot au noir est anormalement Sud cette année.

 

 

 

La zone de convergence intertropicale (ZCIT) ceinture la terre, tel un véritable équateur météorologique. En Atlantique, le front intertropical ou pot au noir est sur cette image vers 5° N entre la pointe orientale de l’Amérique du Sud et l’Afrique. Mais, anormalement, il est actuellement plus bas en latitude jusque dans l’hémisphère Sud bien que le soleil soit quasiment au tropique Nord, à trois semaines du solstice d’été (© www.eumetsat.int).

 

 

Le pot au noir est le siège d’une véritable barrière de cumulonimbus. Celui-ci est le nuage de l’instabilité aérienne la plus forte, un cumulus dont la base est entre 300 et 3 500 mètres mais dont le développement vertical peut s’épanouir jusqu’à près de 17 000 mètres d’altitude aux latitudes intertropicales (contre 13 000 mètres d’altitude à celle de la France). Son sommet s’aplatit en forme d’enclume, alors qu’il est bloqué en haut de la tropopause, limite haute de la troposphère (contenant presque toute la vapeur d’eau, cette zone est celle où se développent les phénomènes météorologiques). Épaisse de 12 kilomètres environ à la latitude de la France (elle varie avec les saisons), la troposphère ne mesure que 7 kilomètres aux pôles mais un peu plus de 16 kilomètres à l’équateur !

 

Cela explique que même si les radars météo des avions de ligne permettent d’esquiver le plus gros de ces nuages – dont l’étendue horizontale varie entre 2,5 à 5,5 milles et 10 à 15 milles pour les plus développés – il soit impossible d’éviter totalement leur barrière puisqu’ils sont généralement agrégés dans cette zone (par au-dessous c’est trop bas et sans visibilité ; par au-dessus c’est impossible puisque leur limite est celle de la troposphère ; et s’il fallait contourner tout le pot au noir, il faudrait passer par l’Amérique centrale avant d’obliquer vers l’Europe !).

 

 

 

S’il est aisé de contourner un cumulonimbus isolé comme ici sous nos latitudes – quitte à faire quelques dizaines de milles en plus mais ce n’est rien pour un avion de ligne volant à plus de 450 noeuds – c’est beaucoup moins évident dans le pot au noir lorsque ces nuages sont agrégés ou presque. Notez la tête d’enclume dont le sommet marque la tropopause, limite haute de la troposphère (© Olivier Chapuis). 

 

 

Le cumulonimbus est le siège de très violents courants verticaux (ascendants et descendants) liés à des contrastes thermiques considérables. Il transporte la chaleur (en l’occurrence celle de la mer équatoriale) en altitude (par convection), la forte humidité y assurant une condensation qui libère cette chaleur. D’où un gradient de pression d’origine thermique, entre l’extérieur et l’intérieur du nuage. Sous l’effet de cette dépression à centre chaud et de la force de Coriolis, un tourbillon se forme au coeur de la colonne nuageuse, créant une importante force centrifuge, compensée par une nouvelle baisse de pression, d’origine dynamique et plus forte. Si cela ne va pas jusqu’au cyclone (c’est ainsi qu’ils naissent), cela induit au minimum des effets de cisaillement très brutaux dont les conséquences peuvent être dramatiques sur la portance et la résistance mécanique d’un avion.

 

Le courant froid véhicule en outre de la glace et peut occasionner un phénomène de givre quasi instantané. Autre effet conjoint (il ne faut pas perdre de vue que tout cela peut se produire en même temps), de violentes décharges électriques se produisent dans un cumulonimbus. Au cours des convections considérables, le frottement des particules d’eau et de glace le chargent en électricité. Si, pour certains cumulonimbus, ce processus ne va pas jusqu’à l’orage, la plupart sont quand même concernés. Ils doivent alors se décharger de leur électricité vers d’autres nuages (via les éclairs) ou le sol (via la foudre).

 

 

 

Entre le Brésil à l’Ouest et l’Afrique à l’Est, ayant dépassé l’île brésilienne Fernando de Noronha (ici en bas à gauche de l’image, elle est la plus proche de l’accident qui a eu lieu au Nord-Est de l’île), l’avion était en route vers l’archipel du Cap Vert (hors cadre de la carte au Nord). Le méridien sur la carte est celui de 30° W et le parallèle est l’équateur (© Olivier Chapuis/SHOM/MaxSea/Mapmedia).

 

 

Ces éléments météorologiques étant rappelés, il n’est pas question d’en tirer une quelconque conclusion concernant ce drame pour lequel les experts analyseront toutes les données disponibles. Parmi celles-ci les boîtes noires (elles sont en réalité de couleur orange et pèsent une dizaine de kilos chacune pour une cinquantaine de centimètres de long) seront essentielles mais bien difficiles à récupérer dans une zone que les skippers de la Transat Jacques Vabre et de la Transat 6.50 Charente-Maritime/Bahia connaissent bien puisqu’elle marque la sortie du pot au noir et le prélude au dernier sprint vers Salvador-de-Bahia.

 

Fleuron de la flotte de l’Institut français de recherche pour l’exploitation de la mer (IFREMER), le Pourquoi pas ? était en mission aux Açores lors de l’accident. Ce navire est financé à 55 % par l’IFREMER et à 45 % par la Marine nationale qui en dispose 150 jours par an. Après une escale lui permettant d’embarquer le matériel d’écoute pour identifier le signal des boîtes noires, il sera sur zone le 11 juin avec ses deux sous-marins capables de plonger à 6 000 mètres, le Nautile (habité) et le Victor 6000 (robotisé). Lancé en 2005, le Pourquoi pas ?, bâtiment ultramoderne, est le sister-ship du BHO (bâtiment hydrographique et océanographique) Beautemps-Beaupré (entré au service actif en 2003) qui est à ce jour le navire de ce type le mieux équipé et qui est armé par la Marine nationale pour le compte du Service hydrographique et océanographique de la Marine.

 

 

Le sous-marin Nautile – ici dans le hangar du Pourquoi pas ? - sera déterminant pour tenter de récupérer les boîtes noires. Son autonomie de travail est de 5 heures à 6 000 mètres de profondeur et il ne se déplace qu’à 1,7 noeud d’où l’obligation d’avoir un point très précis de l’impact de l’avion avant de plonger (© IFREMER).

 

 

Le SHOM rassemble actuellement toutes les données bathymétriques dont il dispose dans cette zone. Le sondeur multifaisceaux du Pourquoi pas ? les complétera lors de son premier repérage, en réalisant en temps réel et en 3D une cartographie numérique des fonds marins. Après l’accident de Charm el-Cheick en Égypte (3 janvier 2004), le Beautemps-Beaupré avait effectué la même opération avant que l’on remonte les boîtes noires de l’avion qui gisaient par près de 1 000 mètres de profondeur. Un tel sondeur multifaisceaux permet d’assurer l’exhaustivité des sondages en recueillant des bandes d’une largeur d’une fois et demie à trois fois la profondeur et qui se recouvrent légèrement.

 

Cela ne sera pas du luxe car les fonds marins sont ici extrêmement accidentés par la dorsale médio-atlantique (véritable chaîne de montagnes sous-marines) et les débris pourraient reposer entre 2 500 et 4 700 mètres de fond, voire plus. La recherche des boîtes noires qui n’émettent un signal que pendant 30 jours sera d’autant plus difficile qu’il reste à déterminer en priorité le point GPS de leur impact dans l’océan. Ce qui est loin d’être évident car, outre la dérive des fragments due au vent et au courant, ces pièces pourraient, selon la manière dont l’avion a été détruit, être étendues sur près de 25 milles voire plus !

 

 

 

L’accident se serait produit à proximité des îlots Saint-Pierre et Saint-Paul, à 320 milles au Nord-Est de l’île Fernando de Noronha. La bathymétrie est très accidentée dans toute la zone comme en témoigne la large fourchette des sondes comprises entre 2 500 et 5 500 mètres, normalement 4 700 mètres au maximum pour le secteur du crash (© Olivier Chapuis/SHOM/MaxSea/Mapmedia).

 

 

Cette localisation est indispensable pour que les sous-marins dont le rayon d’action est très réduit (l’autonomie de travail du Nautile est de 5 heures à 6 000 mètres et il ne se déplace qu’à 1,7 noeud) puissent plonger avec une chance de les détecter. La course contre la montre est donc lancée. Pour tous les constructeurs d’avions, les compagnies aériennes, les personnels et leurs passagers, l’enjeu est de comprendre (avec l’espoir que cela puisse aider les proches des victimes à faire leur deuil). Ces enseignements techniques permettront peut-être d’éviter d’autres drames. Dans le pot au noir ou ailleurs.

 

O.C.

 

PS du 4 juin 2009 à 08h00. Les débris repérés s’étaleraient sur 150 milles au moins. À 450 noeuds, cela impliquerait que l’avion en cours de désintégration aurait volé… 20 minutes. C’est hautement improbable et ce sont vraisemblablement la conjonction de l’altitude élevée et des courants aériens dans les cumulonimbus d’une part, et surtout les effets du vent en surface et des courants marins d’autre part, qui expliquent cette dispersion importante. Celle-ci complique encore la tâche des recherches. Selon certains journaux brésiliens, citant les messages de maintenance automatique reçus par Air-France, la désintégration de l’avion (peut-être sans explosion si l’on en croit les traces de kérosène repérées sur l’eau) aurait duré 4 minutes entre 23h10 et 23h14 (heure de Rio de Janeiro) le dimanche 31 mai. Reste à savoir dans quel ordre les faits se sont enchaînés. Et si l’un ou plusieurs des phénomènes météo évoqués dans ce billet en ont été la cause.