C'est une visite très intéressante que je vais vous raconter en trois articles.
Nous avons vu successivement les machines des pionniers de l'aéronautique, les avions de la guerre de 14/18, l'après guerre et les avions de la guerre 39/45, puis l'aviation moderne civile et militaire à réaction.
Ce premier article sera consacré aux pionniers de l'aviation, qui est, à mon avis la partie la plus intéressante de la visite, car la moins connue de nos jours.
Au début de la visite, une salle nous rappelle le tout début de la conquête de l'air avec les montgolfières et les ballons à hydrogène, d'abord captif puis libres en 1783, dont plusieurs des aéronautes ont payé de leur vie leurs exploits. C'était à la fois une aventure dangereuse (la production d'hydrogène à partir de fer et d'acide notamment), mais aussi une recherche de physique car celle du vol était totalement inconnue. Par la suite apparaîtront les ballons dirigeables, avec les "Zeppelin" vers 1900; après l'incendie de 1937, l'hydrogène sera abandonné au profit de l'hélium.
(ci-contre l'envol le 21 novembre 1784 de Pilâtre de Rozier et du marquis d'Arlandes.)
On voit ensuite des machines en vraie grandeur, pendues au plafond de la salle, des "précurseurs" qui s'inspirant des idées de Léonard de Vinci (qui avait fait des dessins d'hélicoptères et de parachutes), ont essayé au début du 19ème siècle de s'envoler en imitant les battements d'aile des oiseaux ou ensuite, comme Georges Cayley en 1808, (le premier à comprendre le poids, la portance et la traînée) vont construire des planeurs, voire des engins avion ou hélico à pédales. La plupart ne voleront pas ou ne feront que de petits vols limités de quelques dizaines de mètres en ligne droite, car le contrôle de la trajectoire sans gouvernes était impossible.
Ci-dessous des planeurs de Lebris (1860, tiré par un cheval)et de Lilienthal (1890, du haut d'une falaise)
Pour permettre de virer Louis Mouillard propose de gauchir les ailes avec des filins qui les déforment et Otto Lilienthal et autres font des milliers de vols entre 1850 et 1895 avec des machines extraordinaires, tirées au départ par un cheval ou au bord d'une falaise. Les ailes et les empennages prennent forme, mais il faudra l'arrivée de la motorisation pour vaincre la pesanteur. Les premiers essais ont été faits avec des moteurs à vapeur, voire électriques, dont diverses maquettes sont exposées.
La partie la plus intéressante, car la moins bien connue des visiteurs, est l'histoire des premiers pionniers de l'aviation à moteur et de la compréhension des notions élémentaire sur l'aérodynamique et le vol, de 1890 à 1914, avec les essais des premiers aéroplanes à moteur, utilisant des hélices.
D'abord les avions successifs de Clément Ader qui sera le premier, en 1897, à quitter à plusieurs reprises le sol (de quelques centimètres) au camp de Satory, avant de perdre le contrôle de sa machine. (ci dessous, à gauche).
Le premier vol véritable est celui des frères Wright le 17/12/1903 sur 284 mètres pendant 59 secondes et seulement en ligne droite. L'appareil n'a pas de roues, ni de gouvernail. Il y a un petit empennage à l'arrière mais aussi une petite voilure paralléléipédique à l'avant, que l'on soulève par câble, permet le décollage. Deux manettes agissant sur un jeu de câbles, gauchissent les ailes pour contrôler le vol et virer. Le moteur est trop peu puissant. (ci-dessus à droite)
Dans une très grande salle sont rassemblés des dizaines d'avions, qui ont été construits par de nombreux personnages, certains dilettantes, d'autres scientifiques ou techniciens, tous cherchant à établir des records et à maîtriser les difficultés du vol.
On peut aussi visiter un atelier de construction de ces avions des pionniers où il faut maîtriser la menuiserie, la technique des tissus en toile, la motorisation, la mécanique et maintes astuces pour arriver à construire ces engins de façon fiable.
Dans des vitrines, des maquettes d'avions bizarres, biplans, triplans et quadriplans.
Les pilotes découvrent peu à peu des lois de la mécanique : la traînée de l'hélice exerce un couple sur le moteur et l'appareil et le met en roulis, tendant à le faire virer et initialement les avions tournet en rond !. Il faut compenser cette action par un gauchissement dissymétrique; l'effet gyroscopique met aussi l'appareil en virage brutal mais tend à le faire basculer du fait que la poussée du moteur et le sens du vol ne sont plus colinéaires.
Divers accidents on lieu; pour augmenter la puissance, on utilise deux moteurs, mais toujours pas de gouvernail et on les fait tourner dans des sens différents.
On voit apparaître peu à peu, des perfectionnements : l'unification des trois commandes qui commandaient les câbles, sous forme d'un "manche à balai" unique, les ailerons (Robert Esnault Pelterie), qui remplacent le gauchissement des ailes pour pouvoir décoller et gérer altitude et direction et contrôler tangage, lacet et roulis, puis le gouvernail qui aide à ce contrôle et à gérer la direction.
Peu à peu les machines ressemblent à des avions tels que nous les comprenons, et en même temps des records sont battus et les performances augmentent. Divers records sont battus : distance, altitude, vitesse, traversée de la Manche en 37 minutes par Blériot en 1909 (en 1909 le record d'altitude est de 150 m et on vole à 60 km/h. Un hydravion est construit en 1910 par Henri Fabre.
Ci-dessous les avions de Blériot et d'Esnault Pelterie (métallique, avec des ailerons) : 1908
En 1905, Charles et Gabriel Voisin créent la première usine d'aviation du monde et en 1911, Robert Morane et Raymond Saulnier fondent une société de construction d' aéroplanes. (Ci dessous à droite, un de leurs avions.)
En 1909, une école de pilotage est créée à Pau par Wilbur Wright, et un officier du génie, le Colonel Roche, créé à Paris la première école d’ingénieurs spécialisée dans l’aéronautique, la future SupAéro. Au 1er janvier 1910 est créé le brevet de pilote d'avion.
Les progrès sont foudroyants : en 1913 : Georges Legagneux atteint 6 120 m d'altitude, Victor Stoeffler bat le record de distance : 2 165 km en 24 h, et Manuel Prévost atteint 204 km/h. (Ci dessous à droite, l'avion de Stoeffler)
Le premier avion qui a franchi le mur du son est en effet un avion expérimental américain, le Bell XS1. (les avions X sont des prototypes d'essais).
Supposons d'abord l'avion arrêté saur la piste, réacteurs en marche. Le "bruit " du réacteur est en fait une onde de pression : les molécules d'air s'agitant sur de petits trajets sous l'effet des vibrations du moteur, créent cette surpression, qui se déplace progressivement dans tout l'espace à vitesse constante : la vitesse du son dans l'air; l'onde est sphérique, mais nous voyons sur la figure une coupe verticale et donc des cercles. Chacun correspond au son émis à des instants successifs. (figure 1)
L'avion atteint la vitesse du son, (à la pression a basse altitude et à la température de 15 d°C elle est de 340 m/s soit 1224 km/h (on appelle cette vitesse Mach1).
Supposons que nous soyons maintenant au de la de la vitesse du son et donc dans un avion supersonique. Il va plus vite que les ondes de perturbation qu'il a émises. (figure 4).
Supposons maintenant un homme sur terre : il voit l'avion supersonique passer et , oh surprise ne l'entend pas, puisque les ondes sonores ne l'ont pas atteint. Puis le cône de l'onde de choc (on l'appelle cône de Mach) passe sur ses oreilles dont les tympans sont brutalement soumis à une pression très forte : il entend comme un coup de canon le "bang" du passage de l'avion.
Des travaux préparatoires ont lieux jusqu'en 93 puis un tunnelier spécifique va creuser les tunnels. (voir la photo ci contre)
Le système de tapis électronique est perfectionné et si les ordinateurs de bord continuent à garantir l'espacement et la conduite des rames, la surveillance est centralisée dans un PCC qui possède l'entier contrôle de la ligne, grâce à un système informatique élaboré et de très nombreuses caméras qui peuvent être consultées du poste central.