Avion - Définition et Explications

Le Concorde au jubilé de la Reine d'Angleterre

Un avion, selon la définition officielle de l'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI), est un aéronef plus lourd que l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air...), entraîné par un organe (Un organe est un ensemble de tissus concourant à la réalisation d'une fonction physiologique. Certains organes assurent simultanément plusieurs fonctions, mais dans ce cas, une fonction est généralement...) moteur (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie mécanique ou travail.[réf. nécessaire]) (dans le cas d'un engin sans moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il...), on parlera de planeur), dont la sustentation en vol est obtenue principalement par des réactions aérodynamiques sur des surfaces qui restent fixes dans des conditions données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) de vol. Celui ou celle qui le dirige est appelé pilote ou aviateur/aviatrice.

Lorsque la sustentation en vol est obtenue par des réactions aérodynamiques sur des surfaces en mouvement, généralement une ou plusieurs hélices principales dont les axes sont verticaux, l'appareil est alors un hélicoptère (Un hélicoptère est un aéronef à voilure tournante dont le ou les rotors procurent à eux seuls la propulsion et la sustentation pendant toutes les phases du vol.) ou un gyroptère, selon que la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois...) porteuse (Une porteuse est un signal sinusoïdal de fréquence et amplitude constantes. Elle est modulée par le signal utile (audio, vidéo, données) en vue, soit de sa diffusion au...) est animée par un moteur ou non.

Un avion (Un avion, selon la définition officielle de l'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI), est un aéronef plus lourd que l'air, entraîné par un organe moteur (dans le cas d'un engin sans moteur, on parlera de...) qui est muni d'un dispositif lui permettant de décoller et de se poser sur l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) (amerrir) est un type d'avion dénommé hydravion (Un hydravion désigne un avion ayant la capacité de se poser (amerrir) ou de décoller sur l'eau. Ce terme est composé du grec 'υδωρ' = hydros (eau) et du mot...).

Étymologie et Histoire

Avions, Musée national de l'air et de l'espace, Smithsonian Institution, Washington DC

Le mot aviation (L'aviation est une activité aérienne définie par l'ensemble des acteurs, technologies et règlements qui permettent d'utiliser un aéronef dans un but particulier. Ces diverses activités peuvent...) (du latin avis, oiseau (Un oiseau (ou classe des Aves) est un animal tétrapode appartenant à l'embranchement des vertébrés. S'il existe près de...), et actio, action) a été employé pour la première fois par Gabriel de La Landelle, en 1863, dans le livre Aviation ou navigation aérienne sans ballon, un ouvrage rendant compte des tentatives d'envol de Jean-Marie Le Bris dans un appareil plus lourd que l'air.

Le terme 'avion' sera ensuite utilisé en 1875 par Clément Ader (Clément Agnès Ader est un ingénieur français, pionnier de l'aviation, né le 2 avril 1841 à Muret et mort le 3 mars 1925 à Toulouse.) pour désigner sa série d'appareils volants, puis breveté par lui. C'est ainsi qu'il a appelé l'appareil baptisé Éole, avec lequel il décolle le 9 octobre 1890 puis rase le sol sur 50 mètres à 20 cm au-dessus de la piste. Cet événement ne sera toutefois pas homologué comme étant le premier vol : la hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) atteinte était insuffisante pour le qualifier de tel. De fait, la performance de cette génération d'engins ne fera pas se bousculer les entrepreneurs car n'ayant pas assez de maîtrise (La maîtrise est un grade ou un diplôme universitaire correspondant au grade ou titre de « maître ». Il existe dans plusieurs pays et correspond à différents niveaux selon ceux-ci.) de son domaine.

Le troisième prototype de Clément Ader, l'Avion III, effectue un vol sur 300 mètres devant un comité militaire le 14 octobre 1897 à Satory. Une autre raison à la non-homologation des vols de Clément Ader est que ces vols étaient soumis au secret militaire.

Entre-temps, Otto Lilienthal, grâce à des prototypes qui étaient réalisés à partir de nervures de bambou (Les bambous sont des plantes monocotylédones appartenant à la famille des Poaceae. Ils constituent la sous-famille des Bambusoideae qui compte environ 80 genres et plus de 1200...) entoilées de coton, pouvait planer jusqu'à 400 m en se lançant du haut d'une colline haute d'environ vingt mètres. Le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) de la machine se faisait par des déplacements du corps comme pour les deltaplanes pendulaires contemporains.

Mais dans les premières années de l'aéronautique (L'aéronautique inclut les sciences et les technologies ayant pour but de construire et de faire évoluer un aéronef dans l'atmosphère terrestre.), après les exploits des frères Wright à partir du 17 décembre 1903, on ne parle guère d'avion mais d'aéroplane (L'aéroplane est l'ancêtre de l'avion au XIXe siècle, mot inventé en 1855 par Joseph Pline.). C'est avec la Première Guerre mondiale que les mots avion et aviation deviennent communs.

Santos Dumont il construisit de nombreux ballons à bord desquels il vola et conçut le premier dirigeable pratique. La démonstration (En mathématiques, une démonstration permet d'établir une proposition à partir de propositions initiales, ou précédemment démontrées à partir de propositions initiales, en s'appuyant sur un...) de son puissant aéronef (Un aéronef est un moyen de transport capable d'évoluer au sein de l'atmosphère terrestre. On distingue deux catégories d'aéronefs :...) plus-lourd-que-l'air le 14 Bis eut lieu dans le parc (Un Parc est un terrain naturel enclos,[1] formé de bois ou de prairies, dans lequel ont été tracées des allées et chemins destinés à la chasse, à la promenade ou à l’agrément. Il se distingue du Jardin public par le caractère...) de Bagatelle près de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au...), avec un vol public, homologuant par la même le premier record du monde (Le mot monde peut désigner :) d'aviation, le 23 octobre 1906.

Certaines personnes prétendent qu'avion est un acronyme qui aurait été forgé par Clément Ader et signifiant " appareil volant imitant l'oiseau naturel ", sans qu'aucune source fiable puisse corroborer cette assertion (Dans la langue française, le mot assertion (n,f) représente une vérité absolue : il définit une proposition reconnue comme vraie. -> voir...).

Hypothèse plus réaliste, le nom semble simplement inspiré du mot latin avis (oiseau) précédemment utilisé par Gabriel de La Landelle pour construire le néologisme aviation.

Technique

Morphologie

Un avion est constitué :

• D'une cellule comprenant le fuselage, les atterrisseurs, la voilure (aile et empennage) et les éléments mobiles de la voilure (ailerons, gouvernes, volets), y compris éléments aux fonctions combinées (aérofreins, spoilers, elevons et flaperons) ;
• D'un ou de plusieurs groupes moteurs et propulseurs à hélice (Hélice est issu d'un mot grec helix signifiant « spirale ». Un objet en forme d'hélice est dit hélicoïdal.) ou à réaction;
• De commandes de vol capables de transmettre les actions du pilote aux gouvernes;
• D'instruments de bord d'indications et de contrôle pour informer le pilote sur le déroulement du vol : on parle d'avionique si ces instruments sont électroniques;
• De servitudes de bord.

Fonctionnement : le vol

La physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la...) du vol

Un avion subit trois forces

Un avion subit trois types de forces :

• la poussée (En aérodynamique, la poussée est la force exercée par le déplacement de l'air brassé par un moteur, dans le sens inverse de l'avancement.) du réacteur (Un réacteur peut désigner :) ou la traction de l'hélice entraînée par le moteur ;
• le poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage de la Terre. Elle est égale à l'opposé de la résultante des...), effet de la gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) terrestre sur la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse...) de l'appareil ;
• la résultante des forces aérodynamiques décomposée en portance et en traînée :

- la portance, créée par le déplacement ( En géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles orientés. En psychanalyse, le déplacement est mécanisme...) dans l'air d'une aile profilée,

- la traînée (En mécanique des fluides, la traînée est la force qui s'oppose au mouvement d'un corps dans un liquide ou un gaz. Mathématiquement...), somme des résistances aérodynamiques est opposée au mouvement.

Ces forces sont représentées par 4 vecteurs :

• la traction vers l'avant s'oppose à la traînée vers l'arrière,
• la portance vers le haut s'oppose au poids vers le bas.

Quand l'avion vole en palier à vitesse (On distingue :) constante le poids est équilibré par la portance, la traînée est compensée par la traction.
À partir de cette position d'équilibre, toute modification de l'un des paramètres entraîne une modification de l'équilibre. Si le pilote réduit les gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas...), la traction diminue, la traînée devient prépondérante et la vitesse diminue. Étant proportionnelle au carré (Un carré est un polygone régulier à quatre côtés. Cela signifie que ses quatre côtés ont la même longueur et ses quatre angles la même mesure. Un carré est...) de la vitesse, la portance diminue avec la vitesse : l'avion s'inscrit dans une trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et notamment par son centre de gravité.) descendante, entraîné par son poids. En descendant, l'avion accélère à nouveau : la portance croît à nouveau, égale et dépasse le poids : l'avion remonte. En remontant, la vitesse diminue, et ainsi de suite... Lorsque les oscillations s'amortissent du fait de la stabilité en tangage, l'avion se stabilise en un nouveau point (Graphie) d'équilibre : soit en descente à la même vitesse, soit en palier à une vitesse plus faible.

La technique du vol :le pilotage

Le pilotage dans le plan vertical (Le vertical (rare), ou style vertical, est un style d’écriture musicale consistant en accords plaqués.) (en tangage) consiste à intervenir sur la portance et la traction,
le pilotage dans le plan horizontal (Horizontal est une orientation parallèle à l'horizon, et perpendiculaire à la verticale. Une ligne horizontale va « de la gauche vers la droite » ou vice versa.) (en virage) consiste à intervenir en plus sur le roulis (inclinaison latérale) et le lacet (la direction).

Impact sur l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le...)

L'avion a, comme d'autres moyens de transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de communications (la route, le canal ..). Par...) motorisé, un impact sur l'environnement en contribuant au réchauffement climatique (Le réchauffement climatique, également appelé réchauffement planétaire, ou réchauffement global, est un phénomène...).
Les émissions de CO₂ de l'aviation civile (L'aviation civile désigne tout ce qui est relatif à l'aviation non militaire. Cela englobe donc le transport civil de passagers et de marchandises.), par passager et par vol, sont bien supérieures à celle du transport ferroviaire, (30 fois plus environ par passager). Par contre, s'il est rempli, et pour les longues distances, il n'émet, en moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des...), pas plus de gaz à effet de serre (L'effet de serre est un processus naturel qui, pour une absorption donnée d'énergie électromagnétique, provenant du Soleil (dans le cas des corps du système solaire) ou d'autres...) par passager qu'une voiture. Par exemple le nouvel A380 (L'Airbus A380 est un avion civil quadriréacteur long-courrier construit par Airbus en Allemagne, Espagne, France et Royaume-Uni et assemblé à Toulouse.) ne consomme que 3 à 4,5 l/100km par passager contre 1.5 à 15 litres pour une automobile (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un moteur. Ce véhicule est conçu pour le transport terrestre de personnes ou de marchandises, elle est équipée en conséquence. C'est un des...) (le chiffre (Un chiffre est un symbole utilisé pour représenter les nombres.) varie avec le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de passagers, le type de moteur et la taille du véhicule).

Globalement, on évalue aujourd'hui à 3% de la libération totale de gaz à effet de serre (Une serre est une structure généralement close destinée à la production agricole. Elle vise à soustraire aux éléments climatiques les cultures produites pour l'alimentation ou le...) la part due à l'aviation, mais c'est le secteur, qui avec la marine marchande (Le terme marine marchande désigne tout ce qui fait l'objet, ou qui est en rapport, avec le transport maritime de marchandises ou de personnes. Le commerce mondial s'effectue à près de...) augmente le plus rapidement, sans être soumis au protocole de Kyoto.

En terme d'écobilan, la conception des avions fait appel à des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) dont la production est également - en amont - source d'impacts énergétiques écologiques et sanitaires, et le traitement des avions en fin de vie (La vie est le nom donné :) pose encore problème, avec un nombre d'avions à démanteler de plus en plus élevé (environ 6 000, soit 300 avions/an à traiter, sans compter les épaves déjà stockées à proximité des aéroports dans le monde. Des avions ont été transformés en récifs artificiels, mais avec des controverses sur les impacts de ce type d'opération. Les avions contiennent des matériaux préciaux, mais n'ont pas été conçu pour faciliter leur récupération en fin de vie.

En France, un programme " Pamela " piloté par Airbus (Airbus est un constructeur aéronautique européen et également un acteur majeur dans la construction aéronautique mondiale. Filiale à 100 % du groupe industriel EADS, il conçoit,...) (3 242 694€ aidé par l'Europe), à Tarbes, expérimente des procédés de déconstruction et valorisation ou recyclage (Le recyclage est un procédé de traitement des déchets industriels et des déchets ménagers qui permet de réintroduire, dans le cycle de production d'un produit, des matériaux qui le composent. L'un des exemples qui illustre ce procédé...) des matériaux^[1].

Typologie :les différents types d'avions

Les deux grandes catégories sont les avions civils (commerciaux ou de tourisme) et les avions militaires(susceptible de jouer un rôle dans la guerre).

Avions civils

• les ultra (ULTra (pour (en)« Urban Light Transport ») est un système de transport individuel de type Personal Rapid Transit (PRT), autrement dit un moyen de transport...) légers (ULM),
• les avions légers,
• les avions d'affaire,
• les avions de ligne.

Les avions de ligne sont également classés selon leur rayon d'action : court courrier, moyen courrier, long courrier.
Cette dénomination date de l'époque où les avions étaient principalement utilisés pour acheminer les lettres et colis postaux, l'Aéropostale.

Avions militaires

Les avions militaires sont généralement classés selon leur emploi :

• avion de chasse, ou chasseur, conçu pour l'interception et la destruction d'autres avions (Dassault Mirage III, Lockheed (La Lockheed Corporation (d'abord appelée la Loughead Aircraft Manufacturing Company) était un constructeur américain de l'aéronautique et de l'aérospatiale fondé en 1912, en Californie. Elle fusionna avec Martin...) F-22 Raptor).
• bombardier (tactique, stratégique ou nucléaire), dont la mission est de délivrer une ou plusieurs bombes (Boeing B-17 Flying Fortress, Boeing (Boeing (nom officiel en anglais The Boeing Company) est l'un des plus grands constructeurs aéronautiques et aérospatiaux au monde. Son siège social...) B-52 Stratofortress).
• avion d'interception, ou intercepteur, conçu pour abattre les bombardiers ennemis avant que ceux-ci n'atteignent le territoire (La notion de territoire a pris une importance croissante en géographie et notamment en géographie humaine et politique, même si ce concept est utilisé par...) national (F-106 Delta Dart, Mig-31 Foxhund).
• avion de transport (Un avion de transport ou avion-cargo est un avion destiné à transporter du matériel ou des marchandises d'un point à un autre. Dans le cas d'un avion de transport militaire, il peut...), chargé de transporter du fret (Le transport de marchandises est une activité économique réglementée, à la fois par chaque pays et au niveau international.) et/ou du personnel (parachutistes par ex.) (A400M, Lockheed C-130 Hercules (Le Lockheed C-130 Hercules est un avion de transport militaire conçu par les États-Unis à la fin des années 1950. Il a rencontré un succès...), C-160 Transall)
• avion d'entraînement, avion conçu pour l'entraînement initial (Fouga Magister) ou avancé (Alpha Jet) -Aero L-39 Albatros des futurs (Futurs est une collection de science-fiction des Éditions de l'Aurore.) pilotes militaires.
• avion de reconnaissance ou de surveillance (U2, Lockheed SR-71 Blackbird), qui doit ramener des informations (électronique, photo, etc.) ou les transmettre en temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) réel (Système de détection et de commandement aéroporté (SDCA)).
• l'avion multirôles (Un avion multirôle est un avion militaire capable d'effectuer plusieurs missions différentes : par exemple chasse, bombardement, reconnaissance, etc.) (le Rafale par exemple), qui doit cumuler plusieurs de ces missions
• le drone (Un drone ("faux bourdon" en anglais) ; ou UAV (Unmanned Aerial Vehicle) est un aéronef sans pilote humain à bord. Il emporte une charge utile destinée, le plus souvent, à des missions de type...), avion sans pilote (Dassault nEUROn)
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