Notre atmosphère interagit avec les aéronefs, la portance en est le principal effet souhaité.
Mais d’autre phénomènes physiques interviennent, ceux-ci ne sont pas toujours sans danger.

La foudre
La foudre est un phénomène qui permet aux nuages de se décharger vers le sol de la charge électrique, son chemin n’est pas forcément le plus court, mais celui sui offre le moins de résistance électrique. Un avion qui passe par là sera utilisé par la foudre comme un conducteur électrique.

La carlingue métallique de l'avion fait office de cage de Faraday protégeant ainsi ceux qui sont à l'intérieur. Cependant, des dégâts mineurs peuvent être occasionnés par l'arc de l'éclair : trous millimétriques, destruction de capteurs, …. .
Ceci, c’est pour les avions de construction classique en métal, actuellement la prolifération de matériaux synthétiques isolants oblige les constructeurs à adjoindre un treillis métallique afin de générer une cage de Faraday.

Les champs électromagnétiques générés par l'orage peuvent, interférer avec le matériel électronique. Le point sensible reste l’éventualité de la génération d’une étincelle dans un réservoir.


Pour être autorisé à voler, un avion doit obligatoirement être certifié « résistant à la foudre ». En effet, les statistiques montrent que les avions de ligne sont foudroyés toutes les 1.500 heures de vol, même si les pilotes évitent les cumulonimbus générateur d’orages donc de foudre.

Les farfadets

Les farfadets sont des phénomènes lumineux transitoire qui apparaissent lors des plus grands éclairs ils se forment dans la mésosphère à plus de 100 km d'altitude. Il s'agirait d'une réaction des molécules d'air ionisées. Bien qu'on leur ait prêté la responsabilité d'accident d'avion, cela n'a jamais été démontré. De toute façon même les avions les plus performants ne volent pas à cette altitude, et la cage de faraday constituée par leur fuselage devrait les protéger de ces phénomènes électriques.

Les Feux de Saint-Elme

Les feux de Saint-Elme sont des phénomènes physiques, ne se produisant que dans certaines conditions météorologiques, qui se manifestent par des lueurs apparaissant sur les ailes des avions certains soirs. C’est est une manifestation de l'effet de couronne, qui se produit lorsque le champ électrique à proximité d'un conducteur est assez fort pour provoquer une décharge dans l'air ambiant et ainsi stimuler les molécules de l'air qui émettent alors une lumière. C’est un signe avant-coureur que l'aéronef va peut-être être frappé par la foudre.

Electricité statique

Le frottement de l’air avec les parties métalliques de l’appareil dans un air sec provoque une accumulation d’électricité statique qui s’accumule sur le fuselage et les ailes.
En vol, les ailes sont pourvues de déperditeurs statiques (ou déperditeurs de potentiel) sortes de petites antennes situées à l’arrière des ailes (bords de fuite et bouts d’aile) et sur la dérive. On en trouve parfois aussi sur des hélicoptères. Leur nombre varie en fonction de la taille des avions. Ils sont généralement en carbone.
Les déperditeurs statiques servent de conducteurs d’électricité pour faciliter la dispersion de l’électricité statique

A leur arrivée sur le tarmac, les avions sont mis à la terre pour écouler les charges résiduelles. Surtout au moment de faire le plein pour éviter qu’il ne se créer un arc électrique avec les charges électriques non écoulées, c’est d’ailleurs un geste qui devrait être automatique à chaque fois que l’on fait l’avitaillement.

Champ magnétique terrestre.
Un conducteur qui se déplace dans un champ magnétique est soumis à la loi de Faraday:
La force électromotrice induite dans un circuit fermé baigné par un champ magnétique est directement proportionnelle à la La fém induite le long d’un circuit fermé fixe dans le laboratoire galiléen est opposée à la dérivée temporelle du flux magnétique à travers le circuit :

Notre avion ne fait pas exception à la règle puisse qu’il se déplace dans le champ magnétique terrestre, mais en fait cette tension s’annule car les extrémités des ailes étant reliées, chaque point de ce conducteur présente le même potentiel que les autres. Dans le cas d’un avion, il ne faudrait tenir compte que de la résultante verticale du champ magnétique terrestre.

Température d’impact

De la même manière que votre main s’échauffe si vous la laissez frotter sur la rampe d’un escalier, un avion s’échauffe en frottant sur l’air.
La température indiquée au tableau de bord de est la température dynamique (encore appelée température d'impact Ti ou TAT pour Total Air Temperature).

Elle dépend de la vitesse de l'avion par rapport à la masse d'air environnante et du niveau de vol. Cette température lue et mesurée par une sonde de fuselage n'est donc pas la température extérieure si l’avion était immobile.
Cette température « vraie » est appelée OAT (Outside Air Temperature) ou SAT ( static Air temperature) température statique Ts.
On peut ainsi calculer la déviation par rapport à la température standard à loi de décroissance de température est de -2°C par 1000 ft et ce jusqu'à la tropopause.

La TAT (Total Air Temperature) = Température réelle + échauffement cinétique du à la vitesse (aussi appelé température d'impact, Ti). On considère qu'il y a échauffement seulement à partir de 200 kts.
Calcul avec la vitesse exprimée en Mach
Ti = Ts (1 + 0,2*M²) avec T en degré kelvin
Calcul avec la vitesse exprimée en m/s
Ti = Ts + V²/2000 T en degré Kelvin
On parle aussi de la RAT (Ram Air Temperature) dans le cas où la sonde de température extérieure sur le ne répercute pas tout l'échauffement cinétique, dans ce cas il faut utiliser un coefficient correctif Kr.

Ti = Ts (1 + 0,2 Kr . M²)
0,6 < Kr <1 selon la qualité de la sonde.