Maîtriser la température carburant

Pourquoi la température carburant est critique

Le carburant est au cœur des performances moteur, et sa température influe directement sur sa viscosité, c’est-à-dire sa résistance à l’écoulement, son « épaisseur ». À température optimale, le carburant s’écoule sans difficulté vers les moteurs et permet une combustion régulière. En revanche, tout écart par rapport à ces températures idéales peut causer des problèmes importants.

Effets d’une température carburant basse

Lorsque la température carburant devient trop basse, sa viscosité augmente et il s’épaissit. Un carburant épais s’écoule moins facilement, ce qui peut compliquer la mise en route des moteurs. Un carburant plus épais peut avoir du mal à circuler dans les canalisations ou les composants moteur, au point d’empêcher éventuellement la mise en route. À très basse température, le carburant peut devenir assez visqueux pour causer des problèmes d’écoulement ; et si la solidification est rare dans des conditions d’exploitation normales, elle reste un risque sérieux pour la sécurité.

Par ailleurs, une température carburant basse peut aussi faire geler des composants moteur, comme les injecteurs et les pompes, et entraîner des dommages ou une usure au fil du temps. Ces scénarios montrent combien il est important de surveiller la température carburant et d’agir si elle atteint des niveaux dangereusement bas.

Effets d’une température carburant élevée

À l’inverse, lorsque la température carburant est trop élevée, le carburant devient plus fluide, ce qui peut dégrader sa pulvérisation dans le moteur. Une bonne pulvérisation est indispensable à une combustion efficace, et une mauvaise pulvérisation entraîne une combustion incomplète du carburant. Une pulvérisation inadaptée entraîne une combustion incomplète du carburant, avec à la clé une perte de rendement, de l’énergie gaspillée et une usure accrue des composants moteur.

Une température carburant plus élevée réduit la viscosité, ce qui peut accélérer l’usure de composants moteur comme les injecteurs et les pompes et finir par les endommager. Dans le pire des cas, une température carburant extrêmement élevée pourrait provoquer un décrochage compresseur (stall) moteur et compromettre la sécurité de l’avion.

Limitations de température carburant selon les versions de l’A320

Chaque version de l’A320 a ses propres limitations de température carburant. Comprendre ces seuils et savoir quand agir est essentiel pour la sécurité du vol.

Température carburant basse

Sur toutes les versions de la famille A320, une température carburant inférieure à -40 °C dans n’importe quel réservoir déclenche un advisory ECAM.

Une caution ECAM se déclenche lorsque la température carburant descend sous :

• -43 °C sur A319/A320, dans les réservoirs extérieurs ou intérieurs
• -44 °C dans les réservoirs de voilure de l’A321

À l’approche des seuils critiques, nous sommes alertés pour prendre des mesures correctives. Ces mesures consistent à surveiller la température carburant et à réchauffer le carburant, par exemple en changeant d’altitude, ou à limiter tout refroidissement supplémentaire en modifiant les paramètres de vol. Nous y reviendrons.

Température carburant élevée

Les températures carburant élevées sont moins fréquentes, mais elles peuvent se produire, notamment lorsqu’on opère dans des régions comme le Moyen-Orient et l’Afrique. Le circuit carburant de l’A320 est conçu pour absorber les variations de température, y compris une augmentation du volume de carburant pouvant atteindre 2 % lorsque la température monte. Une température carburant excessive reste toutefois un risque.

Un advisory ECAM se déclenche lorsque la température carburant dépasse :

• 55 °C pour les réservoirs extérieurs de l’A319/A320
• 45 °C pour les réservoirs intérieurs de l’A319/A320 et les réservoirs de voilure de l’A321

Une caution ECAM se déclenche lorsque la température carburant dépasse :

• 60 °C (en vol) ou 55 °C (au sol) pour les réservoirs extérieurs de l’A319/A320
• 54 °C (en vol) ou 45 °C (au sol) pour les réservoirs intérieurs de l’A319/A320 et les réservoirs de voilure de l’A321

Comment nous gérons la température carburant en vol

La gestion de la température carburant demande une attention constante tout au long du vol, car la température du carburant évolue au fil des phases de vol.

Roulage et mise en route

Pendant le roulage, la chaleur des moteurs peut faire monter la température du carburant, en particulier dans les réservoirs intérieurs. Nous pouvons limiter ce phénomène par des techniques comme l’utilisation alternée des moteurs, en laissant un moteur refroidir pendant que l’autre reste en fonctionnement. Réduire la poussée au roulage aide à limiter la chaleur produite par les moteurs, en particulier par forte température extérieure.

Nous devons rester vigilants lors du roulage par temps chaud, et veiller à une gestion appropriée des quantités de carburant pour ne pas dépasser les limites de température maximales.

Montée et croisière

À mesure que l’avion monte, la température de l’air diminue. La température carburant baisse alors, en particulier dans les réservoirs extérieurs. Nous pouvons compenser en ajustant notre vitesse indiquée. Augmenter la vitesse en montée augmente la température totale (Total Air Temperature, TAT), ce qui réchauffe le carburant. La TAT est la température de l’air corrigée de l’effet d’échauffement dû à la vitesse ; elle est déterminante car elle influe directement sur la température du carburant dans les réservoirs, en réchauffant l’air qui s’écoule autour de l’avion.

En croisière, la température carburant se stabilise généralement, mais elle peut encore varier avec les systèmes météorologiques, en particulier les fronts froids. Nous devons surveiller étroitement la température carburant et ajuster les paramètres de vol si nécessaire. Si la température carburant descend sous -40 °C en croisière, une descente vers une masse d’air plus chaude peut être nécessaire pour la ramener dans les limites.

Descente et atterrissage

La descente dans un air plus chaud peut naturellement faire monter la température carburant, en particulier dans les réservoirs intérieurs, proches des moteurs. Si nécessaire, nous pouvons ajuster la poussée pour éviter une surchauffe du carburant, notamment lors d’une descente rapide. Il est important de surveiller étroitement la température carburant pendant cette phase pour ne pas dépasser les limites.

Gérer une température carburant basse

Si la température carburant devient trop basse, plusieurs actions doivent être entreprises :

1. Descendre vers un air plus chaud : descendre permet d’augmenter la température de l’air, qui influe directement sur la température carburant. Sous la tropopause, une descente d’environ 4 000 pieds augmente la température totale (TAT) d’environ 7 °C (FCTM), ce qui peut suffire à empêcher la température carburant d’atteindre des niveaux dangereux. La variation réelle dépend de l’atmosphère du jour, et dans les cas sévères une descente jusqu’au FL250 peut être nécessaire.
2. Ajuster le Mach : augmenter le Mach de l’avion augmente aussi la température totale. Une petite variation de Mach (par exemple une augmentation de 0,01 M) peut faire monter la température totale d’environ 0,7 °C et aider à réchauffer le carburant.
3. Surveiller et tenir compte de la pénalité carburant : si descendre ou modifier le Mach peut augmenter la température carburant, nous devons tenir compte de la surconsommation associée et prendre des décisions qui concilient économie de carburant et sécurité.

Gérer une température carburant élevée

Les températures carburant élevées, bien que moins fréquentes, peuvent tout de même poser des difficultés, notamment par temps chaud ou lorsque l’avion est plein. Si la température carburant commence à dépasser 40 °C dans un réservoir, nous devons surveiller la situation de près et prendre les mesures appropriées.

Au sol (A319/A320), lorsque la caution se déclenche à 55 °C dans un réservoir extérieur ou à 45 °C dans un réservoir intérieur, le temps de roulage est limité : le décollage reste possible jusqu’à ce que le carburant atteigne 60 °C dans le réservoir extérieur ou 54 °C dans le réservoir intérieur. À ces valeurs, le décollage doit être retardé, et l’ENG MASTER du côté concerné est mis sur OFF.

La procédure demande d’abord de mettre le pushbutton GALLEY sur OFF (s’il est installé sur votre version). Le pushbutton GALLEY commande l’alimentation électrique des équipements de galley (fours, machines à café et autres appareils de cuisine). Le mettre sur OFF n’a rien à voir avec la chaleur de la galley elle-même : cela réduit la charge électrique des générateurs, et donc la chaleur produite par les IDG. L’huile de l’IDG est refroidie par le carburant dans son échangeur, et ce carburant réchauffé retourne au réservoir : moins de charge, c’est donc moins de chaleur dans le carburant. Comme le dit le FCOM : “Reducing electrical loads reduce heat emitted by IDG.”

Si un seul côté est concerné par la température carburant élevée, nous pouvons jouer sur le débit carburant pour gérer la température. Déconnecter l’auto-poussée et ajuster la manette de poussée augmente le débit carburant à travers l’échangeur de chaleur huile de l’IDG (Integrated Drive Generator), ce qui aide à faire baisser la température du carburant. Si en vol la température dépasse 65 °C dans une cellule extérieure ou 57 °C dans une cellule intérieure, l’ECAM nous demandera de démarrer l’APU (s’il est disponible) et d’utiliser l’APU GEN pour permettre de déconnecter l’IDG du côté concerné.

Conclusion

Une gestion efficace de la température carburant est essentielle, tant pour la sécurité que pour l’efficacité opérationnelle de l’avion. En comprenant comment la température carburant influe sur les performances moteur, en connaissant les limites de chaque version et en appliquant des stratégies concrètes de gestion de la température, nous pouvons faire face aux différentes difficultés qui peuvent survenir au fil des phases de vol. Les actions que vous entreprenez face aux variations de température peuvent avoir un impact important sur les performances globales et la sécurité de l’avion : la température carburant est donc un facteur critique en exploitation.