Carburation et carburant
Le carburateur, le givrage carburateur et le circuit carburant.
Le carburateur doit accomplir une tâche a priori simple — mélanger air et carburant dans la bonne proportion — mais qui devient délicate dès que l'altitude, le régime ou la météo changent. Ce module explique ce mécanisme, son principal danger (le givrage), et le circuit qui l'alimente.
Le principe du carburateur à niveau constant
Un carburateur simple repose sur deux principes physiques. Le principe du tube en U veut que, dans un tube en U rempli de liquide, le niveau soit identique dans les deux branches tant que la pression est égale de part et d'autre — sauf différence de pression, qui fait alors monter le niveau d'un côté. Le principe de Bernoulli veut que, dans un fluide en mouvement, toute augmentation de vitesse s'accompagne d'une baisse de pression statique. Au passage du venturi (l'étranglement du conduit d'air), la vitesse de l'air augmente et sa pression statique chute ; cette dépression aspire le carburant depuis la cuve à niveau constant, à travers le gicleur principal, en quantité proportionnelle au débit d'air.
Le mélange air-carburant
Le rapport chimiquement correct, celui qui consomme tout l'oxygène disponible, est de 15:1 en masse. Mais ce n'est pas le rapport optimal en pratique : un mélange légèrement riche (autour de 12,5:1) refroidit le moteur grâce à l'excès de carburant qui s'évapore, tout en limitant le risque de détonation. Au décollage et en montée, un mélange riche protège le moteur ; en croisière, le pilote peut appauvrir progressivement le mélange pour économiser du carburant, jusqu'à un point optimal repéré grâce à la température des gaz d'échappement (EGT) ou à la chute de régime moteur.
Le givrage carburateur
Trois formes de givrage touchent un système à carburateur. Le givrage par impact se forme sur le filtre à air et les coudes du circuit d'admission. Le givrage de réfrigération (givrage carburateur proprement dit) résulte de la combinaison de la vaporisation du carburant et de la chute de pression au venturi, qui abaissent fortement la température locale — parfois de plusieurs dizaines de degrés — indépendamment de la température extérieure. Le givrage de carburant se forme quand l'humidité en suspension dans le carburant lui-même gèle au passage du carburateur.
Ce givrage peut survenir par temps étonnamment doux : entre environ -17°C et +37°C d'air extérieur, dès lors que l'humidité relative est suffisamment élevée. Ses premiers signes sont une chute progressive de régime (hélice à pas fixe) ou de pression d'admission (hélice à calage variable), parfois accompagnée de vibrations.
Le givrage carburateur peut survenir par temps chaud et humide — il ne se limite pas aux journées froides. Un pilote qui n'y pense qu'en hiver se prive d'une vigilance nécessaire une bonne partie de l'année.
Le carburateur face à l'injection de carburant
Un système d'injection de carburant pulvérise en continu le carburant directement près de chaque soupape d'admission, sans passer par un venturi. L'absence de chute de pression et de température à cet endroit élimine le givrage de réfrigération — mais pas le givrage par impact ni le givrage de carburant, qui peuvent toujours survenir ailleurs dans le circuit d'admission.
Les carburants aviation
L'indice d'octane mesure la résistance d'un carburant à la détonation : plus il est élevé, plus le carburant supporte une forte compression sans s'auto-enflammer. L'AVGAS 100 LL (low lead), teinté en bleu, reste le carburant le plus répandu pour les moteurs à pistons ; l'AVGAS 100, teinté en vert, en est une variante à teneur en plomb différente. Le carburéacteur Jet A1, utilisé par les moteurs à turbine et certains moteurs diesel, est incolore ou paille, et ne doit jamais être confondu avec l'AVGAS lors d'un plein.
Le code couleur des carburants n'est pas un détail décoratif : AVGAS 100LL bleu, AVGAS 100 vert, Jet A1 incolore ou paille. Vérifier systématiquement l'étiquette et la couleur avant tout plein reste le dernier rempart contre une erreur de carburant, potentiellement fatale.
Certains avions sont approuvés pour utiliser du MOGAS (essence automobile), une alternative plus économique — mais à manier avec prudence : sa volatilité plus élevée que l'AVGAS augmente le risque de bouchon de vapeur et de givrage carburateur.
Cirrus affiche la température et l'humidité prévues sur votre route — les deux paramètres clés pour anticiper un risque de givrage carburateur avant même le décollage.
Le circuit carburant
Le carburant part des réservoirs (le plus souvent logés dans les ailes), passe par un sélecteur de réservoir qui permet au pilote de choisir la source d'alimentation, traverse une crépine (fuel strainer) qui piège les particules et l'eau à son point le plus bas, puis rejoint le carburateur via une pompe mécanique entraînée par le moteur, doublée d'une pompe électrique de secours. Chaque réservoir et la crépine disposent d'une purge : avant chaque vol, un échantillon prélevé à chaque point de purge doit être examiné pour détecter toute trace d'eau, qui se dépose au fond du réservoir car plus dense que le carburant.
Vous volez avec une température extérieure de +20°C et un point de rosée de +18°C, ce qui traduit une humidité relative très élevée. Quel est le niveau de risque de givrage carburateur, et quelle attitude adopter ?
Calculer l'écart température/point de rosée : 20 − 18 = 2°C, un écart très faible signalant une humidité relative proche de la saturation.
Comparer la température à la plage à risque (environ -17°C à +37°C) : +20°C s'y trouve confortablement.
Combiner température favorable et humidité très élevée : ces conditions sont classiquement associées à un risque de givrage sérieux, y compris à forte puissance de croisière.
Dans ces conditions, il faut surveiller étroitement le régime moteur, appliquer l'air chaud par précaution dès les premiers signes de perte de puissance (hors décollage/montée), et rester conscient que la chaleur ambiante ne protège en rien du givrage carburateur.
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Quelles sont les trois formes de givrage qui touchent un système à carburateur ?
Le givrage par impact touche le filtre à air, le givrage de réfrigération se forme au venturi, et le givrage de carburant provient de l'humidité présente dans le carburant lui-même.
De quelle couleur est l'AVGAS 100LL ?
L'AVGAS 100LL est teinté en bleu ; l'AVGAS 100 est vert, et le Jet A1 est incolore ou paille.
Pourquoi un moteur à injection de carburant est-il à l'abri du givrage de réfrigération, contrairement à un moteur à carburateur ?
L'absence de venturi dans un système d'injection supprime la chute de pression et de température locale responsable du givrage de réfrigération — mais pas les autres formes de givrage.
Pourquoi ne faut-il généralement pas sélectionner l'air chaud du carburateur au-delà de 80 % de puissance ?
À forte puissance, l'air chaud enrichit le mélange et réduit la marge contre la détonation, ce qui peut endommager le moteur — d'où l'interdiction générale de son usage au-delà de 80 % de puissance.