Selon David Del Regno dans Phénomène naturel spectaculaire : les orages, le givrage est « la congélation des particules d’eau liquide contenues dans le nuage ». Le givrage se produit dans la zone du cumulonimbus située entre 0° et -15°. Dans cette section, les particules d'eau sont dans un état instable, on dit qu'elles sont surfondues. C'est à dire que les gouttes sont à des températures négatives mais restent à l'état liquide. Cet équilibre est rompu par un simple choc, c'est pour cela que lorsqu'un avion traverse cette région du nuage, les particules en suspension gèlent automatiquement au contact de l'appareil, entraînant la formation du givrage.

 

              Dans la troisième expérience, nous avons voulu comprendre la formation du givre. Nous avons donc pris des plaques d’aluminium simulant le fuselage de l’avion que nous avons placée au froid, puis nous avons vaporisé de fines gouttes d'eau froide dessus. Nous avons reposé les plaques quelque temps puis observé. Nous avons alors remarqué  la formation de givre, mais pas de givrage. Les plaque avaient en effet avait le même aspect que le toit d'une voiture un matin d'hiver... Cela ne correspond pas au givrage qui lui peut être beaucoup plus important.

 

             Ensuite, dans la seconde expérience, nous avons voulu montrer le phénomène de portance et surtout comment celui-ci peut-être détériorer à cause du givrage. Nous avons alors constitué un profil aérodynamique avec la feuille, non sans rencontrer quelques difficultés : en effet, l’extrados de l’aile doit plus « long » que l’intrados, et le papier (matériau de l’aile) doit être suffisamment rigide. Une fois ce phénomène démontré, il faut maintenant voir l’action du givrage sur l’aile : logiquement comme prévu plus la masse est importante, plus la portance est diminuée. Cependant, le phénomène de portance est suffisamment important pour subsister jusqu'à une certaine masse de givrage.

 

             Le risque est donc une surconsommation de carburant, entrainant une hausse des coûts chez la compagnie et des difficultés pour les pilotes à piloter l’appareil ce qui parfois peut aboutir à des accidents. Cela se traduit également par une augmentation du poids de l’appareil (+6% environ), un déplacement du centre de gravité, une déformation du profil aérodynamique avec une augmentation de la trainée et une diminution de la portance, une obstruction de prises extérieures entrainant des informations erronées aux instruments de bord et une perturbation (ou pire, un blocage) du fonctionnement des réacteurs ou des hélices. Si le problème du givrage n'est pas résolu en vol, il peut être fatal pour l'avion.

 

Il faut noter que les parties sensibles au givre sont :

 

- Les bords d’attaque des ailes (c’est la « tranche » avant des ailes) 

- Les empennages (ce sont des surfaces fixes situées à l’arrière de l’avion assurant la stabilité en tangage et en trajectoire de l’avion)

- Les gouvernes (ce sont des surfaces mobiles permettant de diriger l’avion selon trois axes : tangage, roulis et lacet)

- Les entrées d’air des réacteurs

- Les sondes

- Les antennes

- Le pare-brise

- Les hélices

 

Ce phénomène est donc très dangereux pour toutes activités aéronautiques. Il peut arriver en dehors d'un cumulonimbus (au sol par exemple pendant des pluies d'eau surfondues) mais ce n'est plus au programme de notre TPE.