Histoire des sciences: les débuts de l'aéronautique

Le 21 novembre 1783, une nouvelle démonstration est réalisée à Paris, mais cette fois-ci avec deux passagers : Pilâtre de Rozier et le marquis d'Arlandes. lls survolent ainsi la capitale pendant 25 minutes à 1 000 mètres d'altitude, sur une distance de 10 kilomètres. Dix jours plus tard, Jacques Charles et Nicolas Robert effectuent un nouveau survol de Paris, avec une innovation : le ballon en soie caoutchoutée est gonflé d'hydrogène. Dès lors, l'aérostation va non seulement connaître un grand engouement populaire mais également intéresser les stratèges militaires. En effet, l'observation aérienne avec un ballon captif sera par exemple déterminante lors du siège de Maubeuge et surtout à la bataille de Fleurus, le 26 juin 1794. Ce succès va retarder quelque peu les recherches sur les plus lourds que l'air, à tel point qu'un siècle plus tard, le grand savant Lord Kelvin estimait encore que la navigation aérienne était impossible exceptée par ballon !

SIR GEORGE CAYLEY ET L'AÉRODYNAMIQUE

l'inventeur anglais sir George Cayley est considéré comme le père de l'aéronautique. Il a en effet expliqué et déterminé les principes sur lesquels devaient fonctionner les plus lourds que l'air et a fondé la science de l'aérodynamique. En 1799, il grave sur un disque d'argent les forces de portance, de traînée et de poussée sur un profil d'aile. C'est aussi à ce moment qu'il propose de dissocier la sustentation et la propulsion, la première fonction devant être assurée par des ailes fixes et la seconde par des hélices associées à un moteur. Il décrit en outre les avantages du profilage et de la courbure des ailes, il invente la roue suspendue comme train d'atterrissage et conçoit un empennage cruciforme. Toutefois, Cayley ne va pas se contenter de la théorie : pendant plus de cinquante ans, il va imaginer et fabriquer des planeurs. En 1804, il arrive à faire voler sur 25 mètres une maquette de planeur. En 1849, il fait voler un planeur triplan ainsi qu'un planeur monoplan. Quatre ans plus tard, il construit un planeur encore plus

problèmes, le comte Ferdinand von Zeppelin, général à la retraite, conçoit dès 1894 un dirigeable rigide propulsé avec un moteur à combustion interne. Sa structure en alliage léger très robuste est recouverte d'une toile imperméable et, à l'intérieur, se trouve un certain nombre de cellules cylindriques gonflées à l'hydrogène. Le 2 juillet 1900, un vol est réalisé avec un dirigeable rigide de 128 mètres, propulsé à la vitesse de 29 km/h par deux moteurs développant 30 ch. Fort de ce succès, le comte von Zeppelin

construit plusieurs dirigeables et inaugure à la fin de 1909 un service régulier entre des villes allemandes.

LES PROGRES DES AÉROPLANES

Suite à l'exploit des frères Wright, de nombreuses améliorations seront apportées à ces machines volantes, comme, par exemple, l'invention en 1907 du manche à balai par Robert Esnault-Pelterie, permettant de relier les mouvements de l'avion à une seule commande. Les progrès ont été particulièrement importants pour deux éléments : le moteur et l'hélice. Remplaçant les moteurs à vapeur ou électriques, les moteurs à pistons vont être adaptés aux contraintes du vol. En 1906, Léon Levasseur construit le moteur Antoinette, à cylindres multiples et à rotation rapide,

( qui sera le propulseur le plus répandu jusqu'en 1910. Trois ans plus tard, les frères Seguin mettent au point un moteur rotatif de 50 ch, baptisé Gnome, dans lequel les cylindres en anneaux tournent avec l'hélice autour d'un vilebrequin fixe. Beaucoup de solutions sont testées pour le refroidissement (par air ou par eau) et pour la disposition des cylindres (en ligne, en éventail, en étoile, etc.). Ainsi, dès 1910, ces moteurs propulsent les avions à lOO km/h et à une altitude dépassant les 3 000 mètres ! Quant à l'hélice, on lui donne un profil plus aérodynamique pour obtenir une meilleure portance vers l'avant Comme la vitesse est plus élevée en tête de pale qu'en pied de pale, Lucien Chauvière construit une hélice dont la pale est vrillée. Ainsi, l'angle de calage qui décrit la torsion du profil de l'hélice est plus faible à l'extérieur qu'au centre, afin d'obtenir une poussée égale sur toute la longueur. Par ailleurs, deux autres types d'appareil apparaîtront : l'hélicoptère, dont la sustentation est assurée par des voilures tournantes (premier vol réalisé par Paul Cornu