Le traînées de condensation ou traînées de vapeur – en anglais traînées de condensation et parfois appelés à tort « chemtrails » – ils sont nuages artificiels produit par le refroidissement de la vapeur contenue dans les gaz d'échappement des avions à réaction en vol à des altitudes de croisière, autour de 10 000 mètres, qui, dans des conditions appropriées et prévisibles, gèlent, formant de minuscules cristaux de glace autour des particules expulsées des moteurs. Voici une sorte de « guide » qui vous permettra de savoir si et quand des traînées de ce type peuvent se former dans le ciel et pendant combien de temps elles peuvent rester visibles.
Comment se forment les traînées de condensation des avions
L'air expulsé des turbines de l'avion contient de la vapeur, qui s'ajoute à celle déjà présente dans l'atmosphère : en sortant, elle se dilate et se refroidit davantage, favorisant le gel (changement direct de l'état des molécules d'eau de gazeux à solide, compte tenu de l'extrême températures à ces altitudes atmosphériques) de vapeur d'eau en cristaux de glace très minuscules autour des particules solides microscopiques de diverses substances présentes dans les gaz d'échappement des avions : monoxyde et dioxyde de carbone, oxydes d'azote, hydrocarbures, sulfates, particules, comme produit normal des combustions, qui agir comme noyaux de condensation hygroscopiquesfondamental pour former tout type de nuage, qu'il soit naturel ou artificiel.
La trace laissée par les avions est donc en réalité un véritable nuage, comparable à cirrus (genre appartenant à la famille des nuages élevés), tant en termes d'altitude de formation que de composition. Les frais de formation, en effet, sont ceux inclus entre 8 000 et 13 000 mètresalors que la composition est principalement donnée par des cristaux de glace.
Selon les conditions thermodynamiques dans lesquelles on les retrouve, les traînées peuvent être plus ou moins persistantes et changer de forme. Leur formation et leur éventuelle persistance dépendent essentiellement de deux facteurs météorologiques : température et lehumidité de la partie de l'atmosphère traversée par l'avion.
Comment prédire les traînées de condensation
Le premier qui a pris la peine d'étudier le phénomène, en essayant de comprendre quels étaient les ingrédients qui, réunis, permettent la formation de traînées de condensation, fut le scientifique H. Appleman qui, en 1959, à la fin de ses études, créa un graphique devenu célèbre auprès des professionnels, peut être utilisé aussi bien pour réaliser prévisions qu'il faut réaliser contrôles ultérieurs.
Pour l'utiliser, vous devez connaître la température et l'humidité par rapport à l'altitude de l'avion. Ce quota peut être obtenu, par exemple, grâce à un service très utile disponible en ligne : il s'appelle Flightradar24. En temps réel il est possible de connaître les différents vols avec toutes les données (itinéraire, altitude, vitesse de vol, etc.). Les données météorologiques peuvent cependant être obtenues à partir de sondages radio effectués par des ballons météorologiques ou prédits par des modèles physico-mathématiques, également facilement disponibles en ligne.
Concentrons-nous sur Graphique d'Appleman ci-dessus : regardons la ligne de 0% et celui de 100% d'humidité relative (que nous appellerons désormais RH). Si l'atmosphère est plus froide que la température indiquée par la ligne 0 %la traînée se forme cependant HR = 0. Dans ce cas, l’avion lui-même fournit suffisamment d’humidité pour produire la traînée de condensation et aucune vapeur supplémentaire n’est nécessaire pour former le nuage. Donc à gauche de la ligne 0% nous avons toujours des sentiers (toujours des traînées de condensation). Cependant, si l'atmosphère est plus chaude que la température indiquée par la ligne 100 %, la traînée de condensation ne peut en aucun cas se former (pas de traînées de condensation). Lorsque la température est comprise entre 0 % et 100 %, la condensation peut se former ou non (peut-être des traînées de condensation). En clair, avec une humidité relative égale par exemple à la 60% moins d’air froid suffit pour former des traînées de condensation, par rapport à une humidité relative plus faible.
La durée des traînées
Quelques traînées de condensation ils sont courts Et ils durent très peu, d'autres sont très longs (ils peuvent durer plus de 18 heures) et continuent de croître longtemps, s'agrandissant après le passage de l'avion. Un peu comme le nuage qui se forme lorsque l’on respire en hiver : il peut être plus ou moins évident, mais généralement il dure très peu. Cela dépend de la teneur en vapeur d’eau de l’atmosphère et donc de l’humidité relative. À des températures très basses et dans une atmosphère raréfiée, à plusieurs kilomètres d'altitude, des nuages de glace (y compris des traînées de condensation) sont capables de se former et de persister même avec une humidité inférieure à 100 %.
Là ligne rouge dans le graphique d'Appleman, il montre précisément à quelle humidité les traînées peuvent persister (généralement plus de 60/70 % HR). Il est important de savoir que, dans la haute troposphère, en raison de la plus grande pureté et de la raréfaction de l'air, il peut y avoir eau surfondue, c'est-à-dire de l'eau qui, dans certaines conditions, reste liquide avec une température ambiante inférieure à zéro. Mais, en dessous de –40 °C gèle quand même. C'est pourquoi en dessous d'une certaine température, même si on n'est pas en condition de saturation (c'est à dire avec une HR = 100%) le sentier se forme quand même.
Comme on le sait, l'eau peut passer directement de l'état vapeur à l'état solide et vice versa (respectivement par l'intermédiaire du gel et le sublimation). Dans ce cas, la saturation par rapport à la glace se produit avec des valeurs HR inférieures à 100 %.
Le graphique ci-dessus (figure 2) nous montre deux lignes de démarcation : au dessus de la ligne noire continue il y a plus de vapeur que l'air lui-même ne peut en contenir et qui va donc se solidifier (formant les cristaux de glace dont ils sont constitués les traînées). Par exemple, à –50 °C, cela se produit pour des valeurs HR > 60 %.
En général, le type de sentier dépendra de l'endroit où nous nous trouvons par rapport à ces deux lignes dans la figure ci-dessus. En résumant autant que possible, nous pouvons conclure en disant que :
- sous la ligne pointillée, nous avons sentiers absents ou de courte durée (pas plus de 2 ou 3 minutes. Si l'air est particulièrement sec (HR < 10%) quelques secondes) ;
- proche de la ligne pointillée (mais toujours en dessous) les sentiers auront tendance à persister un peu plus longtemps (d'autant plus que l'air est froid) ;
- entre la ligne pointillée et la ligne continue les sentiers aura tendance à persister: notamment la traînée de glace secondaire (généralement une traînée de condensation est une double traînée) ;
- au-dessus de la ligne continue : persistance même pendant plusieurs heures et une expansion/dispersion très probable et significative avec formation de cirrus.
Alors, ce que nous voyons sortir des moteurs d’avion n’est pas des choses étranges ? Absolument pas, ce sont simplement les lois de la physique atmosphérique en action, qui prennent forme à travers la genèse de ces nuages artificiels particuliers. Parfaitement normal.