Vous êtes dans un avion, côté hublot, et vous regardez l’aile. Au moment du décollage ou de l’atterrissage, vous avez sûrement vu des panneaux bouger et s’étendre à l’arrière. Ce sont les flaps, ou volets hypersustentateurs. À quoi servent-ils exactement ? Pourquoi sont-ils si importants ?
Cet article explique simplement ce que sont les flaps, comment ils fonctionnent et pourquoi les pilotes ne peuvent pas s’en passer. Vous allez enfin comprendre le rôle des flaps pour voler en toute sécurité à basse vitesse, surtout pendant les phases de décollage et d’atterrissage.
Quel est le Rôle Principal des Flaps sur un Avion ?
Le rôle numéro un des flaps est simple : augmenter la portance de l’avion, surtout à basse vitesse. Pour comprendre, il faut savoir qu’un avion vole grâce à la vitesse de l’air qui passe sur ses ailes. Plus l’air va vite, plus l’aile « porte » l’avion vers le haut. C’est ce qu’on appelle la portance.
Le problème, c’est qu’un avion de ligne ne peut pas se poser à 800 km/h. Il doit ralentir. Mais s’il ralentit trop, la portance diminue et il risque de « tomber ». C’est le décrochage. C’est là que les flaps entrent en jeu. Ils modifient la forme de l’aile pour qu’elle génère beaucoup plus de portance, même quand l’avion vole lentement. Grâce à eux, l’avion peut réduire sa vitesse de décrochage et se poser en sécurité.
En résumé, les flaps ont deux missions principales :
- Augmenter la portance : Permet à l’avion de voler plus lentement sans décrocher. C’est crucial pour le décollage et l’atterrissage.
- Augmenter la traînée : C’est un effet secondaire très utile. La traînée est la résistance de l’air ; elle agit comme un frein. En approche, une forte traînée aide l’avion à ralentir et à descendre plus vite sans prendre de vitesse.
Ces dispositifs sont donc essentiels durant les phases critiques du vol. Sans eux, les pistes d’aéroport devraient être beaucoup plus longues et les approches beaucoup plus rapides et compliquées. Ils permettent de rendre le vol à basse vitesse plus sûr et plus contrôlable.
Comment Fonctionnent Concrètement les Volets d’un Avion ?
Pour faire simple, les flaps fonctionnent en modifiant deux caractéristiques de l’aile : sa courbure et parfois sa surface. Imaginez le profil d’une aile : il est plat en dessous (l’intrados) et bombé au-dessus (l’extrados). C’est cette forme qui génère la portance.
Lorsque les flaps se déploient, ils se braquent vers le bas, à l’arrière de l’aile. Ce mouvement augmente fortement la courbure du profil. L’air qui passe au-dessus de l’aile doit parcourir un chemin encore plus long et donc accélérer davantage. Cette accélération crée une dépression plus forte sur l’extrados, ce qui « aspire » l’aile vers le haut et augmente la portance. Les physiciens mesurent cela avec le coefficient de portance (Cz), qui grimpe en flèche quand les flaps sont sortis.
Deux effets pour plus d’efficacité
Le fonctionnement des volets hypersustentateurs repose sur deux actions principales :
- Changer la cambrure : En se baissant, les flaps « creusent » le profil de l’aile. C’est l’effet principal sur tous les types de volets.
- Augmenter la surface de l’aile : Certains types de flaps, comme les volets Fowler, ne font pas que se baisser. Ils reculent aussi, ce qui augmente la surface alaire totale. Plus de surface, c’est plus de portance. C’est pour ça qu’ils sont très efficaces.
En augmentant la portance à basse vitesse, les flaps permettent à l’avion d’utiliser des pistes plus courtes et de manœuvrer plus facilement près du sol. C’est une technologie simple en apparence, mais fondamentale pour l’aviation moderne.
Les Différents Types de Volets Hypersustentateurs et Leurs Spécificités
Tous les flaps ne sont pas identiques. Au fil du temps, les ingénieurs ont développé plusieurs technologies pour répondre à différents besoins, du plus simple au plus complexe. Chaque type a ses propres avantages et est utilisé sur des avions spécifiques, des petits avions de tourisme aux gros porteurs comme le Boeing 747.
Le choix dépend du compromis recherché entre l’efficacité (le gain de portance), la complexité mécanique, le poids et le coût. Voici les principaux types de volets que l’on trouve sur les avions.
| Type de volet | Description du mécanisme | Avantages | Inconvénients & Usage typique |
|---|---|---|---|
| Volet ordinaire (de courbure) | Une simple charnière fait pivoter une partie du bord de fuite vers le bas. | Simple, léger, peu coûteux. | Gain de portance modéré. Avions légers et anciens. |
| Volet d’intrados | Un panneau sort sous l’aile (intrados) et pivote vers le bas. Le dessus de l’aile ne bouge pas. | Structurellement simple. | Peu efficace, crée beaucoup de turbulence. Ancien, peu utilisé aujourd’hui. |
| Volet à fente (Slotted Flap) | En se braquant, le volet s’écarte de l’aile, créant une fente. | La fente canalise l’air à haute énergie du dessous vers le dessus du volet, ce qui retarde le décrochage du volet lui-même. Très efficace. | Plus complexe mécaniquement. Avions de tourisme performants et avions de ligne. |
| Volet Fowler | Le volet recule sur des rails avant de pivoter vers le bas. | Double effet : augmente la courbure ET la surface de l’aile. Gain de portance très important. | Lourd et complexe. Utilisé sur la plupart des avions de ligne modernes. |
| Volet Fowler à double/triple fente | Combine le mouvement du Fowler avec deux ou trois fentes. Le volet est composé de deux ou trois parties. | Efficacité maximale en portance. Permet les vitesses d’atterrissage les plus faibles pour les avions lourds. | Très complexe et lourd. Gros porteurs comme le triple fente du Boeing 747. |
Le volet ordinaire (ou de courbure)
C’est le système le plus basique. Une partie de l’arrière de l’aile pivote simplement vers le bas, comme une porte sur ses gonds. C’est facile à construire et léger, ce qui en fait un bon choix pour les petits avions de tourisme où la performance extrême n’est pas nécessaire.
Le volet d’intrados
Ce type de volet est assez ancien. Un panneau se déploie uniquement depuis le dessous de l’aile (l’intrados). L’avantage est qu’il ne perturbe pas l’écoulement de l’air sur le dessus de l’aile, mais son efficacité est limitée. On ne le trouve quasiment plus sur les avions modernes.
Le volet à fente (Slotted Flap)
C’est une amélioration majeure. En se déployant, le volet à fente laisse un espace, une « fente », entre l’aile et lui-même. Cet espace permet à l’air sous pression de passer du dessous au-dessus du volet. Ce jet d’air « recolle » la couche d’air au volet et l’empêche de décrocher, ce qui permet des angles de braquage plus importants et donc plus de portance.
Le volet Fowler
C’est la star des volets sur les avions de ligne. Le Volet Fowler est monté sur des rails. Quand il se déploie, il commence par reculer avant de s’incliner. Ce mouvement a un double avantage : il augmente la courbure ET il augmente la surface alaire. C’est le système qui offre le meilleur gain de portance. Sur les très gros avions, on trouve même des versions à double ou triple fente pour une efficacité maximale.
Décollage et Atterrissage : Quand les Pilotes Utilisent-ils les Flaps ?
Les flaps ne sont pas utilisés pendant tout le vol. Les sortir à haute vitesse créerait une traînée énorme et pourrait même endommager la structure de l’avion. Leur usage est donc réservé aux phases de vol à basse vitesse : le décollage, l’approche et l’atterrissage.
Le pilote choisit un « cran » de volet en fonction de la phase du vol, du poids de l’avion et de la longueur de la piste.
- Au décollage : Le pilote utilise un braquage faible des volets (par exemple 5°, 10° ou 15°). L’objectif est d’obtenir un bon gain de portance pour décoller sur une distance plus courte, mais sans créer trop de traînée. Une traînée excessive empêcherait l’avion d’accélérer correctement. Une fois en l’air et avec assez de vitesse, les pilotes rentrent progressivement les flaps.
- En approche et à l’atterrissage : Ici, le pilote sort les volets au maximum (braquage maximal, souvent 30° ou 40°). Le but est double. D’abord, obtenir la portance maximale pour maintenir une vitesse d’approche la plus faible possible. Ensuite, profiter de la traînée maximale générée par les volets. Cette traînée agit comme un aérofrein, aidant l’avion à ralentir et à suivre une pente de descente plus forte sans accélérer.
Ne Pas Confondre : Flaps, Ailerons et Spoilers
Sur une aile d’avion, plusieurs surfaces mobiles cohabitent. Il est facile de les confondre. Voici comment les différencier rapidement.
Pour faire simple :
- Flaps (Volets) : Situés sur la partie du bord de fuite la plus proche du fuselage. Ils bougent toujours symétriquement (les deux descendent en même temps). Leur rôle est de gérer la portance et la traînée.
- Ailerons (Gouvernes de roulis) : Situés à l’extrémité du bord de fuite. Ils bougent de manière asymétrique (quand l’un monte, l’autre descend). Leur rôle est d’incliner l’avion pour amorcer les virages (le roulis).
- Spoilers (Aérofreins) : Ce sont des panneaux situés sur le dessus de l’aile (extrados). Quand ils se lèvent, ils « cassent » la portance et créent beaucoup de traînée. Ils servent à freiner en vol et au sol.
Donc, si vous voyez des panneaux qui descendent ensemble près du corps de l’avion, ce sont les flaps. Si l’un monte et l’autre descend aux extrémités, ce sont les ailerons.
Questions Fréquentes sur les Flaps d’Avion (FAQ)
À quoi servent les volets sur un avion ?
Leur fonction principale est d’augmenter la portance à basse vitesse. Cela permet à l’avion de décoller et d’atterrir à des vitesses plus faibles et sur des pistes plus courtes. Ils augmentent aussi la traînée, ce qui aide à ralentir l’avion lors de l’approche.
Quelle est la différence entre les flaps et les ailerons ?
Les flaps sont symétriques et servent à augmenter la portance. Les ailerons sont asymétriques (l’un monte, l’autre descend) et servent à incliner l’avion pour tourner.
Tous les avions ont-ils des flaps ?
Non, pas tous. La plupart des avions de ligne et des avions de tourisme en ont. Cependant, certains avions très légers n’en ont pas besoin car leur vitesse de décrochage est déjà très basse. À l’inverse, certains avions de chasse très rapides, comme le F-104 Starfighter, n’en avaient pas de classiques car leurs ailes étaient trop fines ; ils utilisaient un système d’air soufflé pour augmenter la portance.
