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Pourquoi le vol (d’un avion) a quelque chose de magique ?

C’est un miracle qui se répète jusqu’à deux cent mille fois par jour : l’homme vole. À la suite de Clément Ader, l’auteur du premier vol motorisé, des milliards d’individus ont quitté un jour le plancher des vaches. Mais si nous sommes toujours plus nombreux, toujours plus sereins, à bord des Airbus, Boeing et autres oiseaux de fer, rares sont ceux d'entre-nous à savoir vraiment comment marche un avion.

J’aime les avions. Je sais, depuis que Greta Thunberg a jeté l’anathème sur les « plus lourds que l’air », ce genre d’aveu ne se fait pas. C’est un peu comme de lâcher devant une assemblée de Femen qu’on raffole des gros seins : c’est parfaitement obscène ! Mais, que voulez-vous, à mon âge, on ne se refait pas, surtout que mon vice me vient de la plus tendre enfance. Pitchoun de Toulouse, le berceau de l’Aéropostale, des Latécoère et des Caravelle, je voyais passer au-dessus des pelouses où j’usais mes crampons, le Concorde et le Super Guppy, ce drôle d’avion baleine qui amenait jusqu’à Blagnac des morceaux entiers des premiers Airbus A300. Ça me faisait rêver à l’époque et, depuis, je n’ai jamais vraiment atterri.

Je ne me lasse pas de regarder le ciel et d’y suivre d’un regard émerveillé le premier zinc qui passe. De le voir voler, ça me fait planer, même si je sais que le panache blanc que laissent derrière eux les Safran, Rolls-Royce et autres General Electric turbinant à plein régime, est gorgé de poison. Que croyez-vous ? Bien sûr que j’ai le bonheur coupable ! Comme un fumeur qui allume sa première cigarette avant même que le moka ait fini de couler. Pour autant, tout en appelant de mes vœux le jet électrique et le moteur à hydrogène, je continue d’admirer les enfants d’Éole (pas le dieu, non, mais la drôle de machine de Clément Ader), à les regarder, le nez en l’air, filer droit vers le bonheur, qu’il soit celui des retrouvailles ou des vacances.

DU VENT DANS LA VOILURE

Parce que, n’en déplaise aux grincheux, un avion, c’est admirable. Comme un smartphone ou un ordinateur, au demeurant. Un petit miracle humain, un concentré d’intelligence, mis au service du plus grand nombre. Sauf que la technologie, c’est un peu comme une belle femme… Tout ce qui intéresse le quidam, c’est d’en jouir, sans vraiment chercher à comprendre comment elle fonctionne. Et le pire, c’est qu’au fil du temps, il en oublie combien elle est envoûtante pour ne plus voir que ses défauts.

La première question qui se pose, c’est de savoir comment ça vole, ces bestioles. Grâce aux moteurs ? En partie seulement. Ils donnent l’élan, font que l’avion avance, mais pas qu’il reste en l’air. Pour preuve, un planeur, ça tutoie les nuages pendant un bon bout de temps sans l’ombre d’un piston, tandis que la Formule 1 de Lewis Hamilton, malgré son V6 survitaminé, reste bien rivée à l’asphalte. Alors ? Alors, si l’avion a fait du rêve d’Icare une réalité, c’est aussi et surtout grâce à ses ailes et à l’air qui les entoure. C’est en effet l’écoulement du second à la surface des premières qui engendre la portance, cette force qui s’oppose à la gravitation. En avançant dans l’atmosphère, l’avion crée en effet deux flux d’air distincts autour de sa voilure. Et chacun à sa manière participe du vol.

« POUR POUVOIR VOLER, VOUS DEVEZ CROIRE EN L’INVISIBLE. »

Robert Bach

Le premier de ces flux passe sous le dessous de l’aile (l’intrados). Il est à peine freiné par ce contact et délivre en retour une faible pression. Mais la force qui va porter l’avion est déjà là. Ne reste qu’à l’augmenter. Pour cela, on va monter l’aile non pas parallèlement à l’axe du fuselage, mais légèrement inclinée vers le haut. On obtient ainsi une « incidence », un angle de quelques degrés à peine, mais suffisant pour que la voilure contrarie davantage l’écoulement du fluide gazeux et, par conséquent, en augmente la pression. En gros, l’aile ralentit l’air et, selon le principe de la troisième loi de Newton qui veut que toute action sur un corps entraîne une réaction égale et contraire de celui-ci, il la pousse pour poursuivre son chemin.

Qui n’a jamais fait l’expérience de ce phénomène en glissant une main par la vitre de la voiture ? Tant qu’on la tient bien à plat dans le sens de la marche, on sent le vent glisser sur elle. Mais aussitôt qu’on en modifie l’inclinaison, il nous semble qu’elle nous échappe, plongeant vers le sol ou s’élevant vers le ciel. Combien de fois, gamin, ai-je ainsi transformé ma menotte en avion de voltige ? Et je l’avoue : le grand enfant que je suis resté, s’abandonne encore, de temps à autre, à ce menu plaisir.

DES COURBES ACCROCHEUSES

Donc, l’avion vole parce qu’il s’appuie sur l’air. Jusque-là, c’est assez facile à comprendre. Sauf que ce phénomène n’est responsable que d’une très petite partie de la portance. Moins d’un quart ! Pour faire voler les quatre cents tonnes d’un Airbus A380, il en faut davantage. Et c’est là que le second flux qui, lui, circule sur le dessus de l’aile (l’extrados), entre en action.

Quand les molécules d’air entrent en contact avec un avion lancé à plusieurs centaines de kilomètres/heure, elles prennent forcément de la vitesse. Elles accélèrent d’autant mieux que, contrairement à ce qu’il se passe avec l’intrados, rien ne ralentit leur course. Or, on sait depuis les travaux de Daniel Bernoulli, physicien suisse du XVIIIe siècle, que plus la vitesse d’un fluide est grande, plus sa densité est faible. Un peu comme la circulation sur l’autoroute. Ainsi, se forme-t-il au-dessus de l’aile une dépression. L’air relâche son étreinte sur la voilure et la force qu’elle exerce sur lui s’en trouve plus efficace.

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Elle est d’autant plus efficiente que l’avion, tel un judoka, va se servir des mouvements de l’adversaire pour mieux le combattre. Et c’est à nouveau sur l’intrados que ça se passe. L’air ne file pas au-dessus de l’aile : il s’y accroche. Il est en effet légèrement visqueux, assez pour coller à la surface de la voilure. Or, le profil de celle-ci n’est pas neutre. Contrairement à ce que l’on pourrait penser, une aile n’est pas une lame de rasoir qui cisaille l’atmosphère. Non, elle est bombée. Ronde sur l’avant (le bord d’attaque), effilée sur l’arrière (le bord de fuite), elle va de l’un à l’autre en une courbe convexe et régulière.

Ce dessin particulier fait que l’avion profite pleinement de l’effet Coandă, du nom de cet ingénieur roumain qui, le premier, a remarqué qu’un fluide qui s’écoule sur une surface lisse et convexe, épouse sa courbe tout autant qu’un regard masculin suit celle d’un décolleté. Tant est si bien qu’au moment de s’en détacher, il conserve la trajectoire qu’elle lui aura imprimée. Et c’est comme ça qu’une aile dévie des tonnes de molécules d’air du droit chemin, tel le chasseur d’un strip bar de Pigalle interceptant de jeunes Allemands. Elle éjecte finalement le flux à pleine vitesse vers le bas et l’appareil profite dès lors d’un supplément non négligeable de poussée.

SCIENCE ET INCONSCIENCE

On le voit : le secret du vol, c’est qu’il en a plusieurs. C’est en les conjuguant que l’on permet à l’avion de s’arracher à la gravité terrestre pour évoluer sereinement dans le ciel. Mais ce cocktail ne connaît pas de recette absolue. On en change en effet les dosages, on y ajoute quelques ingrédients (tels les becs de bord d’attaque ou les volets de courbure qui modifient la portance au fil du vol) selon l’usage de l’appareil — avion de voltige, de chasse, de ligne ou de tourisme — et les performances qu’on en attend.

Cela dit, toutes ces compositions ont un élément commun et intangible : le zeste de magie ! Je veux parler bien sûr, de celle de l’homme, de cette incroyable faculté que quelques-uns d’entre nous ont de croire en leurs rêves les plus fous pour repousser les limites du possible. Parce que, pour arriver à faire décoller un Paris-Quimper comme un Nice-New York, il a fallu davantage que la science : de l’inconscience. Il y avait de la folie chez les frères Wright, Alberto Santos-Dumont, Louis Blériot et tous ces pionniers de l’aviation qui, sans maîtriser vraiment les lois de la physique, ont risqué leur vie pour offrir à leurs semblables d’évoluer un jour dans un monde en trois dimensions. Et je ne sais pas vous, mais moi, de le savoir et de me dire que je vais mourir moins con (et le plus tard possible) pour gagner le ciel, tels ces avions qui me transportent sans même que je sois à leur bord, ça me ravit.

Crédit photo : 
L'avion : Irving Martinez - Unsplash
Depuis le hublot : Margo Brodowicz - Unsplash
Et puisqu'il se dit qu'en France, tout se termine par une chanson, je vous offre celle-là :
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C’est un miracle qui se répète jusqu’à deux cent mille fois par jour : l’homme vole. À la suite de Clément Ader, l’auteur du premier vol motorisé, des milliards d’individus ont quitté un jour le plancher des vaches. Mais si nous sommes toujours plus nombreux, toujours plus sereins, à bord des Airbus, Boeing et autres oiseaux de fer, rares sont ceux d'entre-nous à savoir vraiment comment marche un avion.

J’aime les avions. Je sais, depuis que Greta Thunberg a jeté l’anathème sur les « plus lourds que l’air », ce genre d’aveu ne se fait pas. C’est un peu comme de lâcher devant une assemblée de Femen qu’on raffole des gros seins : c’est parfaitement obscène ! Mais, que voulez-vous, à mon âge, on ne se refait pas, surtout que mon vice me vient de la plus tendre enfance. Pitchoun de Toulouse, le berceau de l’Aéropostale, des Latécoère et des Caravelle, je voyais passer au-dessus des pelouses où j’usais mes crampons, le Concorde et le Super Guppy, ce drôle d’avion baleine qui amenait jusqu’à Blagnac des morceaux entiers des premiers Airbus A300. Ça me faisait rêver à l’époque et, depuis, je n’ai jamais vraiment atterri.

Je ne me lasse pas de regarder le ciel et d’y suivre d’un regard émerveillé le premier zinc qui passe. De le voir voler, ça me fait planer, même si je sais que le panache blanc que laissent derrière eux les Safran, Rolls-Royce et autres General Electric turbinant à plein régime, est gorgé de poison. Que croyez-vous ? Bien sûr que j’ai le bonheur coupable ! Comme un fumeur qui allume sa première cigarette avant même que le moka ait fini de couler. Pour autant, tout en appelant de mes vœux le jet électrique et le moteur à hydrogène, je continue d’admirer les enfants d’Éole (pas le dieu, non, mais la drôle de machine de Clément Ader), à les regarder, le nez en l’air, filer droit vers le bonheur, qu’il soit celui des retrouvailles ou des vacances.

DU VENT DANS LA VOILURE

Parce que, n’en déplaise aux grincheux, un avion, c’est admirable. Comme un smartphone ou un ordinateur, au demeurant. Un petit miracle humain, un concentré d’intelligence, mis au service du plus grand nombre. Sauf que la technologie, c’est un peu comme une belle femme… Tout ce qui intéresse le quidam, c’est d’en jouir, sans vraiment chercher à comprendre comment elle fonctionne. Et le pire, c’est qu’au fil du temps, il en oublie combien elle est envoûtante pour ne plus voir que ses défauts.

La première question qui se pose, c’est de savoir comment ça vole, ces bestioles. Grâce aux moteurs ? En partie seulement. Ils donnent l’élan, font que l’avion avance, mais pas qu’il reste en l’air. Pour preuve, un planeur, ça tutoie les nuages pendant un bon bout de temps sans l’ombre d’un piston, tandis que la Formule 1 de Lewis Hamilton, malgré son V6 survitaminé, reste bien rivée à l’asphalte. Alors ? Alors, si l’avion a fait du rêve d’Icare une réalité, c’est aussi et surtout grâce à ses ailes et à l’air qui les entoure. C’est en effet l’écoulement du second à la surface des premières qui engendre la portance, cette force qui s’oppose à la gravitation. En avançant dans l’atmosphère, l’avion crée en effet deux flux d’air distincts autour de sa voilure. Et chacun à sa manière participe du vol.

« POUR POUVOIR VOLER, VOUS DEVEZ CROIRE EN L’INVISIBLE. »

Robert Bach

Le premier de ces flux passe sous le dessous de l’aile (l’intrados). Il est à peine freiné par ce contact et délivre en retour une faible pression. Mais la force qui va porter l’avion est déjà là. Ne reste qu’à l’augmenter. Pour cela, on va monter l’aile non pas parallèlement à l’axe du fuselage, mais légèrement inclinée vers le haut. On obtient ainsi une « incidence », un angle de quelques degrés à peine, mais suffisant pour que la voilure contrarie davantage l’écoulement du fluide gazeux et, par conséquent, en augmente la pression. En gros, l’aile ralentit l’air et, selon le principe de la troisième loi de Newton qui veut que toute action sur un corps entraîne une réaction égale et contraire de celui-ci, il la pousse pour poursuivre son chemin.

Qui n’a jamais fait l’expérience de ce phénomène en glissant une main par la vitre de la voiture ? Tant qu’on la tient bien à plat dans le sens de la marche, on sent le vent glisser sur elle. Mais aussitôt qu’on en modifie l’inclinaison, il nous semble qu’elle nous échappe, plongeant vers le sol ou s’élevant vers le ciel. Combien de fois, gamin, ai-je ainsi transformé ma menotte en avion de voltige ? Et je l’avoue : le grand enfant que je suis resté, s’abandonne encore, de temps à autre, à ce menu plaisir.

DES COURBES ACCROCHEUSES

Donc, l’avion vole parce qu’il s’appuie sur l’air. Jusque-là, c’est assez facile à comprendre. Sauf que ce phénomène n’est responsable que d’une très petite partie de la portance. Moins d’un quart ! Pour faire voler les quatre cents tonnes d’un Airbus A380, il en faut davantage. Et c’est là que le second flux qui, lui, circule sur le dessus de l’aile (l’extrados), entre en action.

Quand les molécules d’air entrent en contact avec un avion lancé à plusieurs centaines de kilomètres/heure, elles prennent forcément de la vitesse. Elles accélèrent d’autant mieux que, contrairement à ce qu’il se passe avec l’intrados, rien ne ralentit leur course. Or, on sait depuis les travaux de Daniel Bernoulli, physicien suisse du XVIIIe siècle, que plus la vitesse d’un fluide est grande, plus sa densité est faible. Un peu comme la circulation sur l’autoroute. Ainsi, se forme-t-il au-dessus de l’aile une dépression. L’air relâche son étreinte sur la voilure et la force qu’elle exerce sur lui s’en trouve plus efficace.

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Elle est d’autant plus efficiente que l’avion, tel un judoka, va se servir des mouvements de l’adversaire pour mieux le combattre. Et c’est à nouveau sur l’intrados que ça se passe. L’air ne file pas au-dessus de l’aile : il s’y accroche. Il est en effet légèrement visqueux, assez pour coller à la surface de la voilure. Or, le profil de celle-ci n’est pas neutre. Contrairement à ce que l’on pourrait penser, une aile n’est pas une lame de rasoir qui cisaille l’atmosphère. Non, elle est bombée. Ronde sur l’avant (le bord d’attaque), effilée sur l’arrière (le bord de fuite), elle va de l’un à l’autre en une courbe convexe et régulière.

Ce dessin particulier fait que l’avion profite pleinement de l’effet Coandă, du nom de cet ingénieur roumain qui, le premier, a remarqué qu’un fluide qui s’écoule sur une surface lisse et convexe, épouse sa courbe tout autant qu’un regard masculin suit celle d’un décolleté. Tant est si bien qu’au moment de s’en détacher, il conserve la trajectoire qu’elle lui aura imprimée. Et c’est comme ça qu’une aile dévie des tonnes de molécules d’air du droit chemin, tel le chasseur d’un strip bar de Pigalle interceptant de jeunes Allemands. Elle éjecte finalement le flux à pleine vitesse vers le bas et l’appareil profite dès lors d’un supplément non négligeable de poussée.

SCIENCE ET INCONSCIENCE

On le voit : le secret du vol, c’est qu’il en a plusieurs. C’est en les conjuguant que l’on permet à l’avion de s’arracher à la gravité terrestre pour évoluer sereinement dans le ciel. Mais ce cocktail ne connaît pas de recette absolue. On en change en effet les dosages, on y ajoute quelques ingrédients (tels les becs de bord d’attaque ou les volets de courbure qui modifient la portance au fil du vol) selon l’usage de l’appareil — avion de voltige, de chasse, de ligne ou de tourisme — et les performances qu’on en attend.

Cela dit, toutes ces compositions ont un élément commun et intangible : le zeste de magie ! Je veux parler bien sûr, de celle de l’homme, de cette incroyable faculté que quelques-uns d’entre nous ont de croire en leurs rêves les plus fous pour repousser les limites du possible. Parce que, pour arriver à faire décoller un Paris-Quimper comme un Nice-New York, il a fallu davantage que la science : de l’inconscience. Il y avait de la folie chez les frères Wright, Alberto Santos-Dumont, Louis Blériot et tous ces pionniers de l’aviation qui, sans maîtriser vraiment les lois de la physique, ont risqué leur vie pour offrir à leurs semblables d’évoluer un jour dans un monde en trois dimensions. Et je ne sais pas vous, mais moi, de le savoir et de me dire que je vais mourir moins con (et le plus tard possible) pour gagner le ciel, tels ces avions qui me transportent sans même que je sois à leur bord, ça me ravit.

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