Un nouveau capteur pour avertir de la présence de cendres volcaniques
Des chercheurs développent un capteur qui détecte les cendres volcaniques. Cela devrait permettre d'améliorer la sécurité dans l'aviation. Le défi : les nuages de cendres volcaniques ne se distinguent guère des nuages de pluie. Le capteur pourrait également être utilisé un jour comme détecteur d'incendie.
Lorsque Zsófia Jurányi se rend au Jungfraujoch, elle n'espère pas un ciel bleu acier et un soleil radieux. Au lieu d'un panorama à couper le souffle, elle souhaite des nuages - de préférence souillés de cendres volcaniques. Car la chercheuse au Institut de technologie des aérosols et des capteurs de la Haute école spécialisée du nord-ouest de la Suisse (FHNW) teste, sur mandat de l'Office fédéral de l'aviation civile (OFAC), un nouveau type de capteur pour la détection des particules de cendres volcaniques. L'appareil s'appelle "Dual Wavelength volcanic Ash Sensor" ou Duwas et doit permettre d'améliorer la sécurité du trafic aérien (Technisches Paper zum Principe de mesure de Duwas).
Comment reconnaître les cendres volcaniques ?
Il y a six ans, l'éruption du volcan islandais Eyjafjallajökull a forcé l'arrêt du trafic aérien dans le nord-ouest de l'Europe. Les cendres volcaniques peuvent endommager les moteurs et les principaux systèmes de détection des avions. La difficulté : un nuage de cendres est difficile à distinguer d'un nuage de pluie normal, surtout lorsque les deux types de nuages se sont mélangés. Les capteurs traditionnels ne sont pas non plus en mesure de distinguer les particules de cendres des gouttelettes d'eau ou des cristaux de glace. Les deux ont une taille comprise entre 1 et 20 micromètres et diffusent la lumière visible de la même manière. L'équipe de recherche de la FHNW, dirigée par Ernest Weingartner, utilise donc, en plus d'un capteur traditionnel, un capteur infrarouge spécialement développé pour ce projet de recherche par l'Institut Fraunhofer pour la physique appliquée des solides. Pourquoi un laser infrarouge ? L'eau et les cendres volcaniques ont des indices de réfraction de la lumière différents dans le domaine infrarouge. À une longueur d'onde de 660 nanomètres, les particules de cendres et les gouttelettes de nuage se ressemblent encore. À une longueur d'onde d'environ 2700 nanomètres - c'est-à-dire dans le domaine infrarouge - la distinction visée a lieu.
Des tests révélateurs sur le Jungfraujoch
Zsófia Jurányi teste les connaissances acquises en laboratoire dans un lieu recouvert à 40% de nuages pendant une année : le Jungfraujoch. Elle installe le Duwas dans la station de recherche à plus de 3500 mètres d'altitude, où il doit faire ses preuves par des températures négatives et des rafales de vent. Comme une éruption volcanique est rare et imprévisible, la chercheuse simule sans hésiter le nuage de cendres avec "ses" propres particules de cendres volcaniques, collectées en Islande et en Sicile. Elle parvient effectivement à distinguer les cendres des gouttelettes de nuage. Un succès pour l'équipe de recherche.
Capteur également utilisable comme détecteur d'incendie
A l'avenir, le Duwas devrait être utilisé pour les vols commerciaux, comme l'espère l'Office fédéral de l'aviation civile, qui finance le projet. Mais le capteur pourrait potentiellement être utilisé à d'autres fins, où la distinction entre deux particules d'aérosol est importante : par exemple comme détecteur d'incendie ou comme détecteur d'autres substances spécifiques. Dans un premier temps, le Duwas sera installé et testé dans un petit avion. Les vols d'essai devraient avoir lieu ce printemps. Même à ce moment-là, Zsófia Jurányi espère que le temps sera mauvais et que les nuages seront nombreux.
Sandro Nydegger, Haute école technique FHNW
