Plafond (aéronautique)

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Plafond légal

Un plafond légal est généralement défini pour certains aéronefs par le découpage des espaces aériens, par exemple pour le vol libre lorsque le vol à vue est interdit au-dessus d'une certaine altitude par la présence d'une zones controlée. En France tout l'espace aérien au-dessus de 3450 m (FL 115) est de classe D et donc interdit aux pilotes volants sans radio aéronautique homologuée (ce qui est généralement le cas de tous les pilotes de vol libre), sauf dans les Alpes et les Pyrénées où cet espace est de classe E jusqu'à 5850 m.

Plafond en vol libre

Plafond résultant de l'arrêt des ascendances

En ce qui concerne le vol libre et les planeurs en général, la prise d'altitude dépend entièrement des mouvements atmosphériques ascendants. Le plafond résulte alors des phénomènes tels que les couches d'inversions du gradient de température ou les subsidences qui bloquent les ascendances.

Il est fréquent que deux pilotes ayant décollés de la même montagne à des altitudes différentes aient leur plafond à des altitudes différentes. Dans ce cas, celui qui a décollé le plus bas est bloqué par une couche d'inversion le séparant de l'autre pilote.

De bonne conditions pour le vol de distance correspondent à un plafond haut - plus de 3000 m - surmonté d'une épaisse couche d'inversion pour éviter les surdéveloppements orageux.

Lorsque toute la troposphère est globalement instable, le plafond ultime est la tropopause (8000 m aux pôles et 15 000 m à l'équateur). Dans ce cas des orages se forment et la pratique du vol libre devient très dangereuse. Le record d'altitude connu dans ces conditions est détenu par Ewa Wiśnierska qui après s'être fait piéger dans un cumulonimbus est montée jusqu'à une altitude de 9 946 m, et s'en est sorti avec seulement des gelures.

Plafond résultant de la condensation de la vapeur d'eau

Un autre phénomène générateur de plafonds est la condensation de l'humidité résultant du refroidissement de l'air ascendant : l'altitude de la base des nuages résultant de cette condensation est alors le plafond légal car les règles de vol à vue interdisent de voler dans un nuage ou de voler sans voir le sol.

Dans les règles de l'air parues au journal officiel le 3 mai 2006, le plafond est définit de la manière suivante :

• Hauteur, au dessus-du sol ou de l'eau, de la plus basse couche de nuages qui, au-dessous de 6 000 m (20 000 ft) couvre plus de la moitié du ciel.

Plafond en aviation motorisé

En aéronautique, le plafond d'un aéronef est l'altitude maximale qu'il peut atteindre en vol normal horizontal soutenu (vol en palier).

À tout moment il y a égalité entre le poids de l'aéronef et la portance. Cette force est proportionnelle à la densité de l'atmosphère et au carré de la vitesse. Lorsque l'aéronef monte, la densité et donc la portance, diminuent. Cette diminution doit être compensée par une augmentation de l'incidence (limitée par le décrochage) ou de la vitesse (limitée par la puissance du propulseur), en bref, plus un avion est rapide plus il peut voler haut.

D'autres facteurs peuvent limiter l'altitude de vol :

• pour les aéronefs pressurisés, les forces qui s'exercent sur la structure sont proportionnelles à l'altitude.
• pour les avions à réactions le décrochage du compresseur du réacteur : l'angle d'incidence nécessaire au vol à haute altitude peut entraîner des problèmes d'alimentation en air du réacteur, mais en général le décrochage aérodynamique intervient bien avant que le moteur ne coupe.

Pour les avions militaires l'atteinte d'un plafond élevé donne un avantage tactique en combat aérien et permet d'échapper à la défense sol-air.

Pour les avions civils, il s'agit surtout d'atteindre le meilleur rendement des réacteurs ou de pouvoir profiter des courants aériens.

Pour les hélicoptères civils comme militaires le plafond permet d'intervenir dans des régions montagneuses.

Au cours de la guerre froide la course au record d'altitude a fait partie de la guerre de propagande entre les deux blocs. Il faut toutefois distinguer l'altitude maximale atteinte lors de records et non soutenue et le plafond opérationnel d'un aéronef donné pour des conditions standards de mission (militaire) ou d'opération (civil), qui est l'altitude maximale auquel l'avion peut rester de manière soutenue. Exemple : le record absolu d'altitude pour un avion à réaction classique (le Ye-266M) est de 37 650 m, mais ce même avion a un plafond de "seulement" 24 400m.

La recherche continue à repousser les limites atteintes pendant cette période avec des avions comme le X-43 et son statoréacteur.

Exemples de plafonds pour des époques données

• Première Guerre mondiale
  • Sopwith Camel : 6 000 m
  • Fokker Triplan Dr1 : 6 000 m

• Seconde Guerre mondiale
  • Focke-Wulf Fw 190 : 11 000 m
  • Supermarine Spitfire : 11 000 m
  • B-24 : 8 000 m
  • Junkers Ju 88 : 9 000 m

• Guerre froide (Avions militaires)
  • B-52 : 14 000 m
  • F-14 : 15 000 m
  • Lockheed U-2 : 27 500 m
  • Lockheed SR-71 : 26 000 m
  • Mikoyan-Gourevitch MiG-31 : 24 400m (record à 37 650 m, mais ne peut être considéré comme un plafond opérationnel).

• Guerre froide (Avions civils)
  • Boeing 707 : 12 000 m
  • DC-10 : 10 000 m
  • Concorde : 18 000 m

• De nos jours (Avions militaires)
  • Dassault Rafale : 16 750 m
  • Sukhoï Su-30 : 18 000 m

• De nos jours (Avions civils)
  • Airbus A380 : 13 115 m
  • Boeing 747 : 12 500 m
  • Bombardier Global Express  : 15 500 m

• • Hélicoptères : Ecureuil AS350 , 6900 mètres lors d'un sauvetage sur l'Annapurna, 29 Avril 2010.