La présente invention se situe dans le domaine de détection de conditions givrantes dans un aéronef en vol.

En particulier, la présente invention concerne un procédé de détermination de la teneur en eau dans l'atmosphère et un procédé de détection de conditions atmosphériques givrantes. L'invention se rapporte également à un programme d'ordinateur.

Depuis le début des années 1990, des incidents de réacteurs et des anomalies de mesures de vitesse aérodynamique et de température des avions de ligne ont été observés à haute altitude et basse température. En 2004, un groupe de travail sur l'harmonisation des moteurs appelé EHWG (de l'anglais « Engine Harmonization Working Group ») a établi que les conditions givrantes dues à la présence de grosses gouttelettes en surfusion (en anglais SLD pour « Supercooled Large Droplets »), à la présence de cristaux de glace, ou encore à la présence simultanée de SLD et de cristaux de glace étaient à l'origine de ces anomalies. L'Administration de l'Aviation Fédérale américaine FAA, de l'anglais « Fédéral Aviation Administration » ainsi que l'Agence de Sécurité de l'Aviation Européenne EASA, de l'anglais « European Aviation Safety Agency », ont introduit en novembre 2014 des modifications de la réglementation en vigueur pour enrayer la menace que représentent de telles conditions givrantes pour la sécurité des avions en vol. Cette nouvelle réglementation est décrite dans le document intitulé « Aircraft and Engine Certification Requirements for Supercooled Large Drop, Mixed Phase and Ice Crystal Icing Conditions, Fédéral Aviation Administration Docket No. FAA-2010-0636, Amendment Nos. 25-140 and 33-34, Nov. 4, 2014 »

Le règlement CS25 et notamment son Annexe O (en anglais « 14 CFR part 25, Appendix O ») stipulent que les gouttelettes d'eau de diamètre compris entre 5 micromètres et 2300 micromètres doivent pouvoir être détectées. Le règlement CS33 et notamment son Annexe D (en anglais « 14 CFR part 33, Appendix D ») stipulent que les cristaux de glace de dimension comprise entre 5 micromètres et 2700 micromètres doivent pouvoir être détectés. La technique d'imagerie laser interférométrique pour la détermination de la taille des gouttelettes, généralement appelée technique ILIDS de l'anglais « interferometric Laser Imaging for Droplet Sizing », mise au point il y a environ 30 ans, permet de mesurer la taille des gouttelettes sphériques dans un plan (analyse en 2 dimensions). Selon cette technique les gouttelettes d'eau sont éclairées par une nappe laser polarisée à un angle d'observation spécifique. Deux points lumineux, appelés points de gloire, sont visibles à la surface des gouttelettes. Ces points de gloire créent un motif d'interférences ayant la forme de franges parallèles quand ils sont imagés dans un plan en dehors du plan focal d'un système optique. L'interfrange, c'est-à-dire la distance entre deux franges successives, est inversement proportionnelle à la distance entre ces deux points de gloire. Ainsi, une mesure de l'interfrange permet de déterminer le diamètre des gouttelettes.

Cette technique a également été utilisée pour déterminer une dimension d'une particule solide comme décrit dans les documents « Z. ULANOWSKI et al. Retrieving the size of particles with rough and complex surfaces from two- dimensional scattering patterns. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. 2012 » et « D. CHICEA. Biospeckle size and contrast measurement application in particle sizing and concentration assessment. Biophysics, September 12, 2006 ». Selon ces documents, lorsqu ^' un cristal de glace solide de forme quelconque et de surface rugueuse est éclairé par une nappe laser, une multitude de points de gloire sont visibles sur la surface du cristal. L'image en dehors du plan focal montre une image de tavelures (en anglais « speckle »). La taille du grain de tavelure est inversement proportionnelle à la plus grande dimension du cristal de glace visible.

Toutefois, l'imagerie interférométrique en défaut de mise au point ILIDS permet de mesurer des gouttes d'eau ou des cristaux de glace dont les dimensions varient dans un rapport d'environ une décade uniquement, notamment en raison des performances limitées des imageurs existants sur le marché.

Or, la dimension des gouttes d'eau et des cristaux de glace présents dans l'atmosphère varie entre 5 μιτι et 2 700 μιτι. Cette plage de dimensions est bien supérieure à la plage de dimensions pouvant être déterminée par l'imagerie interférométrique classique.

L'invention a pour but de proposer un procédé de détermination de la teneur en eau dans l'atmosphère qui tienne compte des particules d'eau et de glace ayant des dimensions comprises dans l'ensemble de la plage de dimensions établie par la réglementation.

A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de détermination de la teneur en eau dans l'atmosphère par traitement d'images acquises par un dispositif d'imagerie interférométrique en défaut de mise au point, ledit dispositif étant uniquement propre à imager des particules d'eau et de glace ayant une dimension comprise dans une plage de dimensions donnée, ledit procédé comprenant les étapes suivantes

Pour au moins une image,

a) Déterminer le nombre de particules comprises dans la plage de dimensions donnée à partir de ladite image;

b) Mesurer la masse des particules ayant une dimension comprise dans la plage de dimensions donnée à partir du nombre de particules déterminé ; c) Estimer la masse des particules ayant une dimension en dehors de la plage de dimensions donnée, ladite étape d'estimation comprenant les étapes suivantes :

i) Déterminer le nombre de particules ayant une dimension égale à une dimension seuil ;

ii) Evaluer le nombre de particules en dehors de la plage de dimensions donnée à partir du nombre de particules déterminé au cours de l'étape i) et à partir de la dimension seuil ; iii) Estimer la masse des particules en dehors de la plage de dimensions donnée à partir du nombre de particules évalué ;

d) Déterminer la teneur en eau par addition de la masse estimée et de la masse mesurée.

Suivant des modes particuliers de réalisation, le procédé de détermination comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :

- Le nombre de particules est évalué au cours de l'étape ii) par extrapolation linéaire à partir d'une dimension prédéfinie au-delà de laquelle il n'y a plus de particules dans l'atmosphère.

- Lorsque les particules sont des particules d'eau, la dimension prédéfinie est sensiblement égale à 2300 micromètres.

- Lorsque les particules sont des particules de glace, la dimension prédéfinie est sensiblement égale à 2700 micromètres.

- Le nombre de particules évalué au cours de l'étape ii) est considéré comme étant constant et égal au nombre de particules déterminé à l'étape i) ayant une dimension égale à la dimension seuil.

- Le procédé est mis en œuvre par une unité de traitement comportant une unité de calcul et une unité de stockage, ladite unité de stockage comportant au moins une distribution prédéterminée du nombre de particules en fonction de la dimension de ces particules en dehors de ladite plage de dimensions donnée, ladite distribution prédéterminée comprenant un nombre de particules ayant ladite dimension seuil, et dans lequel le nombre de particules est évalué par multiplication de la distribution prédéterminée par le rapport entre nombre de particules déterminé à l'étape i) et le nombre de particules de ladite distribution ayant ladite dimension seuil.

- Le nombre de particules est évalué au cours de l'étape ii) par extrapolation polynomiale à partir de plusieurs nombres de particules déterminés à l'étape i) et de la dimension de ces particules.

- La relation polynomiale est une relation logarithmique. - La plage de dimensions donnée est comprise entre 50 micromètres et 1 000 micromètres, et est de préférence comprise entre 70 micromètres et 700 micromètres.

L'invention concerne également un procédé de détection des conditions atmosphérique givrantes, qui comporte les étapes suivantes:

- détermination de la teneur en eau par mise en œuvre du procédé de détermination selon l'une quelconque des caractéristiques mentionnées ci- dessus ;

- réception d'une valeur de température extérieure ;

- détection des conditions atmosphériques givrantes à partir de la teneur en eau et de la valeur de température extérieure.

Enfin, l'invention concerne un programme d'ordinateur comportant des instructions pour mettre en œuvre le procédé de détermination décrit ci-dessus, lorsqu'il est exécuté par un processeur et un programme d'ordinateur comportant des instructions pour mettre en œuvre le procédé de détection décrit ci-dessus, lorsqu'il est exécuté par un processeur. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux figures sur lesquelles :

- la figure 1 qui est une vue schématique du dispositif de détermination de la teneur en eau selon la présente invention ;

- la figure 2 est une vue de dessus du dispositif de détermination représenté sur la figure 1 ;

- La figure 3 est une représentation schématique d'une image acquise par le dispositif de détermination représenté sur la figure 1 ;

- La figure 4 est un diagramme des étapes du procédé de détermination selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - La figure 5 est un graphe représentant une distribution du nombre de particule d'eau en fonction de la dimension de ces particules obtenue par mises en œuvre d'une première et d'une deuxième méthodes ;

- La figure 6 est un graphe représentant la distribution du nombre de particules d'eau en fonction de la dimension de ces particules obtenue par mise en œuvre uniquement de la deuxième méthode ;

- La figure 7 est un diagramme des étapes du procédé de détermination selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;

- La figure 8 est un graphe représentant une distribution prédéterminée du nombre de particules d'eau en fonction de la dimension des particules d'eau dans deux plages de dimensions estimées PE1 et PE2 ;

- La figure 9 est un graphe représentant la distribution du nombre de particules d'eau en fonction de la dimension de ces particules obtenue par mise en œuvre du deuxième mode de réalisation de l'invention ;

- La figure 10 est un diagramme des étapes du procédé de détermination selon un troisième mode de réalisation de l'invention ;

- La figure 1 1 est un graphe représentant la distribution du nombre de particules d'eau en fonction de la dimension de ces particules obtenue par mise en œuvre du troisième mode de réalisation de l'invention ;

- La figure 12 est un diagramme des étapes du procédé de détection des conditions givrantes selon l'invention ; et

- La figure 13 est un diagramme des sous étapes de l'étape de détermination du nombre de particules dans la plage de dimension donnée P.

Dans la présente demande de brevet, le terme « particule » a été utilisé pour désigner à la fois des gouttelettes d'eau et des cristaux de glace. Le terme « dimension di » a été utilisé pour définir la taille d'une particule dans le plan perpendiculaire à l'axe de diffusion tel que défini ci-après. La teneur en eau est définie comme étant la quantité d'eau solide et liquide dans un volume d'air de l'atmosphère. Le procédé de détermination de la teneur en eau dans l'atmosphère selon l'invention est réalisé par traitement d'images acquises par un dispositif de détermination 2 représenté sur la figure 1 . Ce dispositif de détermination 2 permet d'acquérir des images par imagerie interférométrique en défaut de mise au point (ILIDS). Ce dispositif de détermination 2 est embarqué dans un aéronef en vol.

Le dispositif de détermination 2 comprend :

- un émetteur laser 4 propre à émettre un faisceau laser 6 puisé ayant un axe d'émission A-A,

- un imageur 8 en défaut de mise au point propre à capturer des images de particules 10, 12 comprises dans un volume d'échantillonnage 14 ;

- une unité de traitement 16 en liaison de communication avec l'imageur 8, par exemple en liaison de communication filaire.

L'émetteur laser 4 et l'imageur 8 sont, par exemple, placés à l'intérieur du fuselage d'un aéronef et pointent vers l'extérieur au travers d'un hublot.

L'émetteur laser 4 comprend une unité non représentée propre à émettre le faisceau laser 6 et un dispositif optique non représenté apte à focaliser le faisceau laser émis 6 en une nappe. Cette nappe s'étend dans un plan, dit plan d'émission (x, y), en considérant le repère orthogonal direct (x, y, z) représenté sur la figure 1 . De préférence, le faisceau laser 6 présente une forme qui diverge selon une direction z perpendiculaire au plan d'émission (x, y) depuis une partie de l'espace à proximité de l'émetteur laser 2 vers une partie de l'espace plus éloignée de l'émetteur laser 2, comme visible sur la figure 2. Cette forme est, par exemple, obtenue par un système optique comportant deux lentilles cylindriques.

Le faisceau laser 6 présente un profil d'intensité rectangulaire uniforme généralement appelé en anglais « top-hat ». Le faisceau laser 6 est polarisé soit dans un plan (x, z) soit dans le plan d'émission (x, y). La longueur d'onde du laser est, par exemple, égale à 532 nm ou à 1 500 nm. La fréquence de pulsation du laser est synchronisée à la fréquence d'acquisition des images par l'imageur 8.

L'imageur 8 est, par exemple, constitué par une caméra CCD. Il possède un axe optique B-B qui forme un angle Θ avec le plan d'émission (x, y) de la nappe laser. Cet angle Θ est généralement appelé angle de diffusion. Il est fixe. Il est prédéterminé de manière à obtenir pour chaque particule d'eau des points de gloire ayant des intensités équivalentes. L'angle de diffusion est, par exemple, égale à 90 °.

L'imageur 8 est propre à capturer des images formées par la diffusion du faisceau laser 6 sur les particules situées dans le volume d'échantillonnage 14. Les particules imagées par l'imageur 8 sont les particules d'eau 10 et les particules de glace 1 2 contenues dans le volume d'échantillonnage 14.

En référence à la figure 2, l'imageur 8 comprend un système optique convergent 1 8 de focale F, une pupille 20 et un plan d'acquisition d'images 22 situé en amont du plan focal 24 du système optique convergent 1 8.

L'imageur 8 présente un champ de vue défini par les angles de champ γ et β. Ces angles de champ γ et β ainsi que la distance entre l'imageur 8 et le faisceau laser 6 déterminent la hauteur et la largeur du volume d'échantillonnage 14.

La pupille 20 du système optique 1 8 et la longueur de l'axe de diffusion B-B comprise entre la pupille 20 et l'axe de d'émission A-A, définissent un cône. L'angle au sommet de ce cône est appelé angle de collection a. La valeur de cet angle de collection est égale à :

a = atan(<ï> /D )

où

- atan est la fonction mathématique arc-tangente,

- Φ est le diamètre de la pupille 20 de l'imageur 8, et - D est la longueur de l'axe de diffusion B-B comprise entre la pupille 20 et l'axe de d'émission A-A.

La "défocalisation" est la distance entre le plan d'acquisition d'images 22 et le plan focal 24.

Les paramètres d'acquisition de l'imageur 8 sont adaptés à la plage de dimensions et aux concentrations des particules que l'on souhaite mesurer. Les paramètres d'acquisition comprennent les angles de champ γ, β, la défocalisation, la distance focale F du système optique convergent, l'angle de collection a, la distance entre le faisceau laser et l'imageur, ainsi que la résolution spatiale de l'imageur.

L'unité de traitement 16 est propre à recevoir au moins une image 30 acquise par l'imageur 8 et à traiter cette image à partir du procédé de détermination décrit ci-après. L'unité de traitement 16 est apte à générer une information relative à la teneur en eau dans l'atmosphère à partir du traitement de cette au moins une image 30. L'unité de traitement 16 peut également comporter une entrée 32 propre à recevoir une valeur de température de l'air extérieure. Cette valeur de température extérieure est, par exemple, fournie par un dispositif de mesure de température externe déjà existant dans l'aéronef. Lorsque l'unité de traitement 16 comporte une entrée 32, elle est également adaptée pour détecter des conditions atmosphériques givrantes en fonction de la teneur en eau déterminée et de la valeur de la température de l'air extérieure réceptionnée comme décrit dans le procédé de détection décrit ci-après.

L'unité de traitement 16 comprend une unité de calcul 26 et une unité de stockage 28 propre à stocker des instructions pour mettre en œuvre un procédé de détermination de la teneur en eau selon l'invention. L'unité de calcul 26 est propre à exécuter les instructions stockées dans l'unité de stockage 28. L'unité de stockage 28 comporte également des distributions prédéterminées du nombre de particules en fonction de la dimension des particules dans une plage de dimensions estimée. Ces distributions sont des distributions typiques du nombre de particules en fonction de leur dimension. Elles ont été préalablement établies à partir de nombreuses mesures. Dans l'exemple du mode de réalisation décrit ci-après, l'unité de stockage 28 comporte une distribution prédéterminée 34 pour les particules d'eau dans une première plage de dimensions estimée PE1 , une distribution 84 prédéterminée pour les particules d'eau dans une deuxième plage de dimensions estimée PE2, une distribution prédéterminée 34 pour les particules de glace dans la première plage de dimensions estimée PE1 , une distribution prédéterminée pour les particules de glace dans la deuxième plage de dimensions estimée PE2. En variante, les distributions sont établies en fonction de la température extérieure. Dans ce cas, l'unité de calcul 26 est propre à recevoir une valeur de température extérieure et à sélectionner la distribution préétablie pour cette valeur de température. Deux exemples de distribution des particules d'eau ont été illustrés sur la figure 8. Les distributions de particules de glaces n'ont pas été représentées.

En référence à la figure 4, le procédé de détermination selon le premier mode de réalisation de l'invention débute par une étape 40 au cours de laquelle l'unité de traitement 16 détermine le nombre de particules 10, 12 du volume d'échantillonnage 14. Ces particules 10, 12 sont contenues uniquement dans une plage P de dimensions donnée en raison de la trop grande variance des dimensions des particules par rapport aux performances (résolutions, dynamique) des imageurs existants. La plage de dimensions données mesurable par l'imageur 8 est définie par les paramètres d'acquisition. De préférence, les paramètres d'acquisition sont choisis de manière à ce que la plage de dimensions donnée P soit comprise entre 50 micromètres et 1000 micromètres. Et avantageusement, les paramètres d'acquisition sont choisis de manière à ce que la plage de dimensions donnée P soit comprise entre 70 micromètres et 700 micromètres.

L'étape de détermination 40 comporte des sous-étapes 42 à 54 représentées sur une figure 13.

Au cours d'une sous étape 42, l'imageur 8 acquiert une image 30 représentant le volume d'échantillonnage 14. Un exemple d'une telle image 30 est représenté sur la figure 3.

L'image 30 contient un nombre d'interférogrammes 36 égal au nombre de particules 10, 12 qu'il y a dans le volume d'échantillonnage 14 au moment de la prise d'image. Les interférogrammes 36 se présentent tous sous la forme de disque de même diamètre quel que soit la dimension des particules. Le diamètre des interférogrammes est calculé à partir des paramètres d'acquisition de l'imageur. Les disques contenant des franges d'interférence parallèles 38 correspondent à des particules d'eau 1 1 . Les disques contenant des tavelures 39 (en anglais « speckle ») sont représentatives de particules de glace 12. Au cours d'une sous étape 44, les interférogrammes sont séparés du fond de l'image par segmentation.

A cet effet, un seuillage adaptatif est effectué sur l'ensemble de l'image 30 en fonction du niveau de gris moyen de l'image, suivi d'un filtrage médian. Une ouverture morphologique (une érosion suivie d'une dilatation) est ensuite réalisée pour éliminer les objets qui sont trop petits pour appartenir à un interférogramme de dimension fixe connue. Une série de dilatations successives est réalisée afin de connecter les éléments restants pour former les marqueurs des interférogrammes que l'on recherche. Les centres de ces marqueurs sont ensuite recherchés. L'image d'origine est ensuite masquée avec des disques dont les centres sont ceux des marqueurs. Ces disques présentent un diamètre identique à celui des interférogrammes. Ce diamètre est calculé à partir des paramètres d'acquisition. Au cours d'une sous-étape 46, les interférogrammes 36 représentatifs des particules d'eau 1 1 et les interférogrammes 36 représentatifs des particules de glace 12 sont recherchés. Pour chaque interférogramme segmenté, la fonction d'autocorrélation selon l'axe y est calculée. Lorsque la largeur à mi-hauteur du pic d'autocorrélation obtenu est inférieure à un seuil défini alors cet interférogramme est représentatif d'une particule d'eau 1 1 , sinon cet interférogramme est représentatif d'une particule de glace 12. Le seuil est défini en fonction des paramètres d'acquisition.

Au cours d'une sous étape 48, pour chaque interférogramme 36 représentatif d'une particule d'eau, la dimension di de cette particule est calculée. A cet effet, la transformée de Fourier de l'interférogramme est calculée, et l'interfrange en est déduit. Puis, la dimension di de la particule 1 1 d'eau est calculée à partir de cet interfrange en utilisant l'équation classique d'ILIDS décrite dans le document « G. Koenig, K. Anders, and A. Frohn. A new light-scattering technique to measure the diameter of periodically generated moving droplets. Journal of Aérosol Sciences, 17:157-167, 1986 ». Au cours d'une sous étape 50, pour chaque interférogramme 36 de particule de glace 12 identifié, la dimension di de cette particule de glace est mesurée en réalisant une fonction d'autocorrélation à deux dimensions du motif de tavelure 39. Cette fonction d'autocorrélation permet d'obtenir une distribution en forme de pic. Puis, la largeur à mi-hauteur du pic est mesurée. La dimension di de la particule de glace 12 selon un plan parallèle au plan d'acquisition d'images 22, est évaluée à partir de cette largeur à mi-hauteur, comme décrit dans les publications scientifiques comme « D. CHICEA. Biospeckle size and contrast measurement application in particle sizing and concentration assessment. Biophysics, September 12, 2006 ».

Avantageusement, au cours d'une sous étape 52, le procédé retourne à la sous étape 50. Les étapes 42 à 50 sont réalisées sur plusieurs images afin d'obtenir un résultat représentatif de la nature globale de l'atmosphère. Au cours d'une sous étape 54, une distribution 56 du nombre de particules d'eau 10 en fonction de la dimension de ces particules est établie dans la plage de dimension donnée P. Un exemple d'une telle distribution 56 est représenté sur la figure 5. Une distribution du nombre de particules de glace en fonction de la dimension de ces particules de glace est également établie dans la plage de dimension donnée P. La distribution établie pour les particules de glace n'a pas été représentée. En référence à la figure 4, le procédé de détermination selon le premier mode de réalisation se poursuit par une étape 58 au cours de laquelle la masse des particules 10, 12 est mesurée dans la plage de dimension donnée P à partir des dimensions déterminées au cours de l'étape 40. La masse d'eau du volume d'échantillonnage 14 est calculée. Pour cela, le volume de chaque particule d'eau 10 identifiée dans l'image est calculé à partir de la formule ndi ³ /6 où di est la dimension calculée au cours de la sous étape 48. Puis, les volumes calculés pour chaque particule d'eau sont additionnés afin de déterminer le volume de l'ensemble des particules d'eau contenues dans le volume d'échantillonnage. La masse d'eau correspondant à ce volume est calculée en multipliant la masse volumique de l'eau par le volume de l'ensemble des particules d'eau. Enfin, cette masse d'eau est divisée par le volume d'échantillonnage défini en mètre cube. La masse de glace du volume d'échantillonnage 14 est calculée. Pour cela, le volume de chaque particule de glace identifiée dans l'image est calculé à partir de lois masses-diamètres en considérant la dimension di calculée au cours de la sous étape 50, et en utilisant une méthode telle que celle proposée par Heymsfield dans « ANDREW J. HEYMSFIELD. Refinements to Ice Particle Mass Dimensional and Terminal Velocity Relationships for Ice Clouds. Part II: Evaluation and Parameterizations of Ensemble Ice Particle Sédimentation Velocities. Journal Of The Atmospheric Sciences 2006 ». Puis, les masses calculées pour chaque particule de glace sont additionnées afin de déterminer la masse de l'ensemble des particules de glace contenues dans le volume d'échantillonnage. Enfin, cette masse de glace est divisée par le volume d'échantillonnage défini en mètre cube. La masse d'eau et la masse de glace sont ensuite additionnées pour obtenir la masse des particules 10, 12 comprise dans la plage de dimensions donnée P.

Puis, les étapes 60 à 70 sont mises en œuvre pour estimer la masse des particules ayant des dimensions contenues dans chaque plage de dimensions non imagée par l'imageur 8. Par exemple, dans l'exemple de réalisation illustré sur la figure 5, les étapes 60 à 70 sont tout d'abord mises en œuvre pour estimer la masse des particules ayant des dimensions contenues dans une première plage de dimensions évaluée PE1 . Puis, les étapes 60 à 70 sont mises en œuvre pour estimer la masse des particules ayant des dimensions contenues dans une deuxième plage de dimensions évaluée PE2.

Dans l'exemple de réalisation illustré sur la figure 5, une première méthode d'extrapolation linéaire est utilisée pour estimer la masse des particules ayant des dimensions contenues dans la première plage de dimensions évaluée PE1 et une deuxième méthode d'extrapolation linéaire est utilisée pour estimer la masse des particules ayant des dimensions contenues dans la deuxième plage de dimensions évaluée PE2.

La première méthode est mise en œuvre dans une plage de dimensions ayant des dimensions supérieures aux dimensions de la plage de dimensions donnée.

Selon cette première méthode :

Au cours d'une étape 60, le nombre de particules d'eau Ne ayant une dimension di égale à une dimension seuil Dse est déterminé. Puis, le nombre de particules de glace Ng non représenté ayant une dimension di égale à une dimension seuil non représenté Dsg est déterminé. Les dimensions seuil Dse et Dsg sont des dimensions comprises dans la plage de dimension donnée P. De préférence, les dimensions seuil Dse et Dsg sont les dimensions les plus grandes de la plage de dimension donnée. Au cours d'une étape 62, la distribution 63 du nombre de particules d'eau dans la plage de dimension estimée PE1 est évaluée par extrapolation linéaire de la distribution 56, comme visible sur la figure 5. Cette extrapolation linéaire est réalisée à partir du nombre de particules d'eau Ne ayant une dimension seuil Dse et une dimension Dpe prédéfinie par la réglementation en vigueur au moment de la mise en oeuvre de l'invention. Actuellement, cette réglementation est le règlement CS25.

Cette dimension prédéfinie Dpe est la dimension théorique au-delà de laquelle il n'y a plus de particule d'eau dans l'atmosphère. Selon le règlement CS25, la dimension prédéfinie Dpe est sensiblement égale à 2300 micromètres.

D'une manière pratique, la distribution 63 est représentée sur la figure 5 par une droite 64 reliant un point 66 au point 68. Le point 66 est définie par le nombre de particules d'eau Ne et la dimension seuil Dse. Le point 68 est défini par une absence de particule d'eau 10 ayant une dimension Dpe supérieure à environ 2300.

Puis, la distribution du nombre de particules de glace dans la plage de dimension estimée PE1 est évaluée par extrapolation linéaire de la distribution du nombre de particules de glace dans la plage de dimensions donnée P. Cette extrapolation linéaire est réalisée à partir du nombre Ng de particules de glace ayant une dimension seuil Dsg et une dimension prédéfinie Dpg définie par la réglementation en vigueur au moment de la mise en œuvre de l'invention. Actuellement, cette réglementation est le règlement CS33. Cette dimension prédéfinie Dpe est la dimension théorique au-delà de laquelle il n'y a plus de particule de glace dans l'atmosphère. Selon le règlement CS33, la dimension prédéfinie Dpg est sensiblement égale à 2700 micromètres. Au cours d'une étape 70, la masse des particules d'eau ayant une dimension comprise dans la plage de dimension estimée PE1 est obtenue à partir de la distribution 63 du nombre de particules d'eau estimée et de la relation mathématique explicitée dans l'étape 58. De la même façon, la masse des particules de glace ayant une dimension comprise dans la plage de dimension estimée PE1 est obtenue à partir de la distribution du nombre de particules de glace estimée et à partir des lois masses-diamètres comme explicité dans l'étape 58. La masse des particules d'eau et la masse des particules de glace sont alors additionnées.

La deuxième méthode est mise en œuvre dans une plage de dimensions ayant des dimensions inférieures aux dimensions de la plage de dimensions donnée.

Selon la deuxième méthode :

Au cours d'une étape 60, le nombre de particules d'eau Nm ayant une dimension di égale à une dimension seuil Dsm est déterminé. Puis, le nombre de particules de glace ayant une dimension di égale à une dimension seuil Dsmg est déterminé. Les dimensions seuil Dsm et Dsmg sont des dimensions comprises dans la plage de dimensions donnée P. De préférence, les dimensions seuil Dse et Dsg sont les dimensions les plus petites de la plage de dimensions donnée.

Au cours d'une étape 62, le nombre de particules d'eau évalué dans la plage de dimensions évaluée PE2 est considéré comme étant constant quel que soit la dimension des particules. Ce nombre est égal au nombre de particules déterminé à l'étape 60 c'est-à-dire au nombre de particules ayant une dimension égale à la dimension seuil Dsm. De la même façon, le nombre de particules de glace dans la plage de dimensions évaluée PE2 est considéré comme étant constant. Il est égal au nombre de particules déterminé à l'étape 60 c'est-à-dire au nombre de particules ayant une dimension égale à la dimension seuil Dsmg. Au cours d'une étape 70, la masse des particules d'eau et la masse des particules de glace ayant une dimension comprise dans la plage de dimension estimée PE2 est calculée.

Au cours d'une étape 74, la teneur en eau est déterminée en additionnant la masse des particules d'eau et de glace ayant une dimension comprise dans la plage de dimensions donnée P, la masse des particules d'eau et de glace ayant une dimension dans la première plage de dimensions estimée PE1 et la masse des particules d'eau et de glace ayant une dimension dans la deuxième plage de dimensions estimée PE2.

En variante, la teneur en eau est déterminée par mise en œuvre du procédé uniquement sur deux plages de dimensions. Par exemple, le procédé peut être mis en œuvre uniquement sur la plage de dimensions donnée P et sur la première plage de dimensions estimée PE1 ou uniquement sur la plage de dimensions donnée P et la deuxième plage de dimensions estimée PE2. Dans ce cas, la teneur en eau n'est pas déterminée dans l'ensemble de la plage de dimensions requise par la réglementation actuelle.

Selon une variante du premier mode de réalisation, la distribution 76 du nombre de particules dans la première plage de dimensions estimée PE1 et la distribution 72 du nombre de particules dans la deuxième plage de dimensions estimée PE2 sont réalisées par la deuxième méthode décrite ci-dessus.

En particulier, la distribution 76 est obtenue :

- par détermination du nombre de particules d'eau Ne ayant une dimension di égale à la dimension seuil Dse et par détermination du nombre de particules de glace ayant une dimension di égale à la dimension seuil Dsg, et

- par considération que le nombre de particules d'eau dans la première plage de dimensions évaluée PE1 est constant et égal au nombre de particules d'eau Ne ayant la dimension Dse et que le nombre de particules de glace dans la première plage de dimensions évaluée PE1 est constant et égal au nombre de particules de glace ayant la dimension Dsg.

En référence à la figure 7, le procédé de détermination selon un deuxième mode de réalisation de l'invention comporte des étapes 40 à 60, 70 et 74 identiques aux étapes 40 à 60, 70 et 74 du procédé de détermination selon le premier mode de réalisation. Ces étapes ne seront pas décrites une nouvelle fois. Au cours de l'étape 60 du procédé de détermination selon le deuxième mode de réalisation, le nombre de particules d'eau Ne ayant une dimension égale à la dimension seuil Dse et le nombre de particules de glace Ng ayant une dimension di égale à la dimension seuil Dsg ont été déterminés. Au cours d'une étape 78 mise en œuvre après l'étape 60, l'unité de calcul détermine le nombre A de particules d'eau ayant la dimension seuil Dse de la distribution prédéfinie 34 enregistrée dans l'unité de stockage 28, comme représentée sur la figure 8. Puis, l'unité de calcul calcule le rapport entre, d'une part, le nombre de particules d'eau Ne ayant la dimension seuil Dse et, d'autre part, le nombre A.

Un rapport similaire est également calculé pour les particules de glace. Ce rapport est établi entre :

d'une part, le nombre de particules de glace ayant la dimension seuil Dsg d'une distribution prédéfinie de particules de glace enregistrée dans l'unité de stockage 28, et

d'autre part, le nombre de particules de glace ayant la dimension seuil Dsg de la distribution prédéfinie enregistrée dans l'unité de stockage 28. Au cours de l'étape 80, le nombre de particules d'eau ayant une dimension contenue dans la première plage de dimensions PE1 est évalué par multiplication de la distribution des particules d'eau 34 par le rapport calculé au cours de l'étape 78 pour les particules d'eau. Ainsi, l'ensemble des nombres de particules de la distribution prédéfinie 34 est multiplié par le rapport déterminé. Cette multiplication permet par exemple d'obtenir une distribution 82 des particules d'eau dans la première plage de dimensions évaluée PE1 telle qu'illustrée sur la figure 9.

De la même façon, le nombre de particules de glace ayant une dimension contenue dans la première plage de dimensions PE1 est évalué par multiplication de la distribution des particules de glace par le rapport calculée au cours de l'étape 78 pour les particules de glace.

Les étapes 60 à 80 sont également mises en œuvre pour évaluer le nombre de particules d'eau et le nombre de particules de glace ayant une dimension contenue dans la deuxième plage de dimensions estimée PE2. Cette fois, des distributions prédéfinies du nombre de particules dans la deuxième plage de dimensions évaluée P2 sont utilisées.

Les nombres de particules évalués au cours de l'étape 80 sont utilisés pour estimer la masse des particules au cours de l'étape 70 comme décrit dans le premier mode de réalisation de l'invention.

En référence à la figure 10, le procédé de détermination selon un troisième mode de réalisation de l'invention comporte des étapes 40 à 60, 70 et 74 identiques aux étapes 40 à 60, 70 et 74 du procédé de détermination selon le premier mode de réalisation. Ces étapes ne seront pas décrites une nouvelle fois.

Le procédé de détermination selon un troisième mode de réalisation de l'invention comporte à la place de l'étape 62, une étape 86, au cours de laquelle le nombre de particules est estimé par extrapolation polynomiale et en particulier par extrapolation logarithmique. La figure 1 1 illustre des distributions 88, 90 du nombre de particules sur la première PE1 et la deuxième PE2 plages de dimensions estimée. Ces distribution 88, 90 ont été obtenue par extrapolation logarithmique à partir des nombres de particules ayant la dimension seuil Dsm et respectivement la dimension seuil Dse.

En variante, l'ensemble de ces méthodes et de ces modes de réalisation peuvent être combinés l'un avec l'autre pour déterminer la masse de glace et la masse d'eau dans la première PE1 et la deuxième PE2 plages de dimensions estimée.

Enfin, l'invention concerne également un procédé de détection des conditions givrantes, illustré sur la figure 12. Ce procédé de détection des conditions givrantes débute par une étape 92 au cours de laquelle l'unité de traitement 16 détermine la teneur en eau par mise en œuvre du procédé de détermination décrit ci-dessus.

Puis, au cours d'une étape 94, l'entrée 32 de l'unité de traitement réceptionne une valeur de température extérieure.

Enfin, au cours d'une étape 96, l'unité de traitement 16 détecte la présence de conditions atmosphériques givrantes à partir de la teneur en eau de la valeur de température extérieure en appliquant la règlement en vigueur et notamment les normes CFR mentionnées précédemment.