Bonjour,

Depuis tout petit en admirant le ciel que ce soit au ski en haut de la montagne ou en cours de maths (eh oui j'aime pas trop ) je me suis toujours demandé pourquoi et comment une trainée blanche sortait des réacteurs des avions de lignes.
J'aimerais qu'on y réponde le plus scientifiquement possible.

² <<<<<<<<<<<<<<<A Bientôt<<<<<<<<

C'est a cause de la diference de temperature entre le flux du reacteur et l'air tout simplement c'est de la condensation enfin je pense et c'est ce qui semble le plus probable.

François

oui Francois tu a tous a fais raison, c'est la sorti des réacteur qui se condense avec la température < 0°

Voila....

En fait il y en a de 2 sortes (c'est la même chose en soi mais elles n'apparaissent pas pour les mêmes raisons).

Dans une atmosphère très proche de la saturation, l'apport d'un complément de vapeur d'eau produit par le fonctionnement des moteurs et le brassage de l'air à la sortie des réacteurs peut amener cet air à saturation. Les traînées de condensation (qu'on appelle aussi COTRA pour COndensation TRAil) restent, dans ce cas, cantonnées à la sortie des réacteurs et leur durée de vie est relativement brève.

Cependant, il arrive quelquefois qu'il n'y ait pas assez de noyaux de condensation pour servir de support à la condensation de l'eau et qu'une partie de la vapeur d'eau reste à l'état de vapeur au-delà du seuil de saturation: c'est le phénomène de sursaturation.

Dans une atmoshpère en sursaturation, c'est l'apport des particules solides qui va déclencher la condensation. Dans ce cas, on assiste bien souvent à une propagation rapide de la condensation au milieu environnant. Les traînées s'étendent rapidement et durent.

L'observation de ce phénomène est aussi un bon indicateur de l'origine de l'air traversé par un avion en vol de croisière. En effet, les traînées de condensation se créent et se maintiennent d'autant plus facilement que l'air est froid (potentiel en vapeur d'eau limité). Ces conditions se retrouvent idéalement dans de l'ai d'origine tropicale, froid en altitude.

A l'inverse, l'absence de traînées de condensation laisse supposer la traversée d'un air d'origine polaire, chaud en altitude.

Pour admirer ces traînées blanches, il te faut 3 ingrédients : un avion à réaction –seul ce type de moteur produit ce phénomène-, un ciel bleu –sinon le phénomène n’est pas visible- et un observateur –toi en l’occurrence-, mais cela tu le savais.

La combustion du carburant par les réacteurs de l'avion génère des gaz d'échappements. Ces gaz sont formés de 2 éléments :
1-de la vapeur d'eau
2-des impuretés.

Les gaz d'échappements expulsés sont le résultat d'une réaction chimique contrôlée –la combustion du carburant- qui permet de produire un gaz à haute température, gaz qui en se détendant acquiert une grande vitesse -plus la vitesse est importante plus la poussée est forte-.
Lorsque les gaz d'échappements entrent en contact avec l'air froid, l'importante différence de température provoque la surfusion (1) de l'eau sur les impuretés. Ces particules produisent, dans le sillage de l'avion, le même effet de solidification (2) sur la vapeur d’eau de l'air ambiant.

(1) = L'eau peut se présenter sous forme surfondue dans une fourchette allant de 0 °C à -39 °C. L'eau surfondue se congèle dès qu'elle entre en contact avec une surface solide -les impuretés- appelé "noyau de congélation".
L'eau surfondue n'est pas rare et quand les avions rencontrent de l’eau surfondue, ils sont sujets au givrage, l’accumulation de glace est potentiellement dangereuse –surpoids => surconsommation, etc.-.
(2) = La solidification est la transformation d’un liquide en état solide.
Il ne faut pas confondre la solidification avec la condensation, qui est une transformation d'un gaz en état liquide.

C'est donc de GLACE qu'est faite cette traînée blanche.



L’image de droite est la courbe de surfusion : http://perso.wanadoo.fr/philippe.boeuf/robert/physique/surfusion.htm

il y a même une vidéo qui démontre le phénomène en bas de page

Merci pour vos réponses aussi précises et scientifiques F-THIE et Penguin, maintenant je comprend mieux le pourquoi du comment....


²

@F-THIE a écrit:Pour admirer ces traînées blanches, il te faut 3 ingrédients : un avion à réaction –seul ce type de moteur produit ce phénomène

Je ne suis pas sûr de ça, les avions de la WW2 en faisaient aussi non

Tiens pas bête ça en y pensant c'est vrai une explication ???

Le phénomène, en fait, ressemble à ce qui se passe par temps froid : ton expiration produit une vapeur d'eau visible.

Quand la navette spatiale atterrie, il t’est possible d'observer un phénomène très ressemblant : des tourbillons à l'extrémité des ailes. Pourtant, dans ce cas, aucun moteur n’expulse de l'air chaud, puisqu’elle se pose en planant. Cela provient du fait que les ailes avoisinent les 1000°C.

Quand à l’avion de la Seconde Guerre Mondiale, je pense que tu fais référence au Me 262, un bombardier, qui est entré en service à l'été de 1944 bien que conçu en 1938, et était motorisé de 2 turboréacteurs Junkers Jumo 109-004B-1 de 900 kgp. Hitler n'en autorisa la production qu'en novembre 1943.
Plus de 1000 exemplaires, 1100 d’après certaines publications, ont été produits et ont été déclinés en plusieurs variantes dont les Me 262A-1 et le Me 262B (une version biplace), mais eux ont été utilisés en tant que chasseur. Quant au Me 262C, il était motorisé avec des moteurs-fusées.



F-THIE

Non non je parle bien des B17 et compagnie, d'ailleurs dans le film "Memphis Belle" il y a des séquences où ils font des trainées blanches. Aussi dans Le grand cirque, Closterman fait souvent allusion aux trainées des bombardiers et même des chasseurs.

Memphis Belle (le film de Michael Caton-Jones) :
Hormis l’ambiance qui est très bien rendue et un formidable hommage rendu aux hommes des B-17 et Memphis Belle en particulier, ce film est tout de même émaillé d’erreurs plus que grossières.

Pour n’en citer que deux de ces erreurs :
Première erreur :
Au début du film, il est clairement indiqué que l'histoire se passe du 16 au 17 mai 1943.
Alors pourquoi moissonner ?
La moisson, partout en Europe de l’Ouest se fait en juillet et août.
En plus, c’est avec une machine -une moissonneuse-lieuse- qui sert uniquement pour les céréales.

Deuxième erreur :
À la première attaque des allemands sur le bombardier, les mitrailleurs signalent des Focke Wulf 190, quelques minutes plus loin, les mêmes mitrailleurs désignant ces mêmes appareils comme étant des "Messerschmitt". Alors qu’en fait il s'agit de Buchon Ha1112.

Troisième erreur :
J’arrête là, revois cette caricature, tu en trouves autant que tu veux. J’exagère à peine.


Memphis Belle : ce n’est pas un film de référence !


Prends plutôt en référence : The Memphis Belle and Thunderbolt, un petit documentaire (par la durée) d’une demi-heure environ tourné entre 1943 et 1945 (je ne me souviens plus de la date) de William Wyler.




Quand à "Le grand cirque" de Clostermann, je crois me souvenir (j’ai du prêter le livre, je ne le retrouve pas) qu’il décrit là un phénomène proche de celui visible sur la photo que tu as publiée sur le forum : "Vidéo très sympa F-18".




F-THIE

Dans Le grand cirque j'ai trouvé un passage:

La condensation des gaz d'échappement de nos moteurs laisse désormais une épaisse traînée blanche persistante qui s'étire et s'épanouit derrière nos avions comme le sillage d'un navire.

Pour le film Memphis Belle c'est peut-être pas une référence mais bon la séquence où l'on voit pas mal de bombardiers dont certains, plus hauts, ont des traînées blanches, me semble réaliste. Je ne sais pas si ça a été véritablement filmé ou si c'est un trucage mais c'est réaliste en tout cas.
J'ai essayé de trouver des photos sur google, je n'ai trouvé que des dessins.

Ah si finallement j'ai pu trouvé une photo ICI

Lorsque les gaz d'échappements entrent en contact avec l'air froid, l'importante différence de température provoque la surfusion (1) de l'eau sur les impuretés. Ces particules produisent, dans le sillage de l'avion, le même effet de solidification (2) sur la vapeur d’eau de l'air ambiant.

J'avoue ne pas trop comprendre...Les particules d'eau en suspension sont surfondues (elles ne peuvent donc pas être surfondues par les gaz d'échappement chaud... c'est un non-sens). Or, de l'eau surfondue demeure de l'eau liquide (plus généralement entre 0 et -20°C), donc dans un milieu nuageux (et donc à des altitudes intermédiaires où les nuages sont plus denses que des nuages de la famille des cirrus qui eux sont composés exclusivement de glace). Les trainées de condensation n'apparaissent qu'en air clair.
Et c'est dans une atmosphère proche de la saturation ou en air sursaturée (puisque c'est bien le passage d'un avion et l'échappement de ses gaz qui provoquent la condensation de la vapeur d'eau) qu'on trouve les éléments essentiels à une trainée de condensation.

Tu as tout à fait raison en revanche sur les dangers que représente la surfusion, à savoir les risques importants de givrage (et quand ça se produit on n'est pas fier surtout quand l'avion n'est pas dégivré). Mais elle ne contribue pas à la création des trainées de condensation.

Pour ce qui est du type moteur, je n'ai jamais entendu parlé d'une spécificité qui faisait du réacteur le seul moteur à pouvoir produire des COTRA... Où as-tu eu cette info F-THIE?


Pour ce qui est des tourbillons en bout d'aile de la navette spatiale, je pense qu'il s'agit là des mêmes tourbillons que l'on observe en bout d'ailes des avions de ligne quand ils arrivent dans les basses couches quand certaines conditions atmosphériques sont réunies (atmosphère proche de la saturation ou saturée notamment), ou lors de meetings.
La dépression générée par les extrémités des ailes entraine une baisse de la température localement (refroidissement par détente) et conduit donc à la condensation.
On peut l'observer très facilement en finale des aéroports quand l'atmosphère est humide, et ça peut être très impressionnant car cela peut apparaitre sur la totalité de l'extrado
http://www.airliners.net/open.file/244648/L/
http://www.airliners.net/open.file/244798/L/
http://www.airliners.net/open.file/385438/L/

Voici un site bien foutu qui explique l'origine des différentes trainées qu'on peut rencontrer (c'est assez simplifié mais clair).
http://www.astrosurf.org/lombry/meteo-contrails.htm

Où as-tu eu cette info F-THIE?

Le site du CNRS :
http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/doseau/decouv/rubrique.html

F-THIE

Je ne l'ai pas trouvé

Moi j'ai rien de scientifique a dire la dessus. Mais je voudrais signaler que ces trainées, elles sont blanches vu du dessous et noir vue d'en dessus (dans le cokpit d'un autre liner par exemple). Par contre vu d'en face je sais pas, mais je prefère ne pas essayer de la faire pour savoir .
Y-a quelqu'un qui a une idée du pourquoi de cette différence ?? (l'éclairage venant du soleil est peut-etre la raison de cette différence ?)

Génial ta photo Mathieu, je ne l'avais pas trouvée...

Y-a quelqu'un qui a une idée du pourquoi de cette différence ?? (l'éclairage venant du soleil est peut-etre la raison de cette différence ?)

Reprend tes cours de physique qui traite de la nature de la lumière et de son interaction avec la matière.

Au besoin, revoie tes professeurs qui auront sûrement grand plaisir à te ré-expliqué certains phénomènes optiques tels que : les mirages, les halos, les arc-en-ciel, les rayons verts, etc.


F-THIE

J’avoue avoir eu un doute subitement concernant les B-17.

Néanmoins, faites un tour sur : http://avions.legendaires.free.fr/reactionp3.php#t3

Vous comprendrez peu être mieux.

Il est écrit :
"Le turbopropulseur a globalement la même constitution que le turboréacteur et l'air y subit à peu près le même cycle thermodynamique".

Alors, il est vrai que le terme de "avion à réaction", que j’ai employé, s’il n’est pas exact, il n’en est pas vraiment faux.


F-THIE

Sur les B-17 ce n'étaient ni des turboprops ni des réacteurs mais des moteurs à pistons, sur les chasseurs aussi ( sauf ce fameux ME262).

Motorisation du B17 :

Mes sources :
B-17 Flying Fortress in Detail & Scale - Derivatives
de Alwyn T. Lloyd

50th Anniversary, Boeing B-17 Flying Fortress, 1935-1985
de Peter M. Bowers

The B-17 Flying Fortress Story Design Production History
de Roger A. Freeman et David R. Osborne


Ces trois publications, certes très anciennes, reprennent exactement les mêmes spécifications.



F-THIE

4*moteurs Wright R-1820-97 Cyclone (9 cylindres refroidis par air), 1,200CV (chacun), ..." de série reçurent un nouveau turbocompresseur pour leurs moteurs R-1820-97 "..." Moteurs : 4 Wright R-1820-97 Cyclone turbocompressés en étoile de 1200 cv"...

Turbocompressés ça veut pas dire turboprop je pense ???

un moteur turbocompressé c'est un moteur a piston qui a un turbo.

un turbopropulseur c'est une turbine qui entraine a une helice

donc turbocompressé et turboprop ce n'est pas la même chose

Turbocompressés ça veut pas dire turboprop je pense ???

Tout a fait d’accord.


Juste pour le plaisir des yeux : http://www1.ndr.de/container/ndr_style_images_default/0,2299,OID486574,00.jpg

À titre d’info, il y a eu d’autres moteurs que le Wright R-1820-97 pour le B-17 :
Pratt & Whitney R-1690-S1E-G Hornet, Wright GR-1820-39, Wright GR-1820-51, etc.


Je vais revoir ma copie.



F-THIE