Concorde - Définition

Introduction

Concorde
Rôle	Avion de ligne supersonique
Constructeur	Sud-Aviation(Aérospatiale) British Aerospace
Équipage	3 navigants techniques et 6 navigants commerciaux
Premier vol	2 mars 1969
Mise en service	21 janvier 1976
Retrait	26 novembre 2003
Dimensions
Longueur	61,66 m
Envergure	25,60 m
Hauteur	12,19 m
Aire alaire	358,25 m²
Masse et capacité d'emport
Max. à vide	79,3 t
Max. au décollage	185,1 t
Max. à l’atterrissage	111,1 t
Kérosène	119 500 L
Passagers	144 sièges, 100 passagers en version commerciale
Fret	4,35
Motorisation
Moteurs	4 turboréacteurs Rolls-Royce/Snecma Olympus 593 Mk.602
Poussée unitaire	169,3 kN
Poussée totale	677 kN
Kérosène	119 500 L
Performances
Vitesse de croisière maximale	2 145 km/h (Mach 2,02)
Vitesse maximale	2 368 km/h (Mach 2,23)
Autonomie	6 200 km
Altitude de croisière	16 000 à 18 000 m
Vitesse ascensionnelle	25,41 m/s
Charge alaire	440 kg/m²
Rapport poussée/poids	0,373
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Le Concorde est un avion de transport supersonique construit par l’association de Sud-Aviation (devenue par la suite l’Aérospatiale après sa fusion avec Nord-Aviation et la SEREB) et de la British Aircraft Corporation (devenue ensuite British Aerospace).

C'est l’un des deux seuls avions de ligne supersoniques à avoir été produits, l’autre étant le Tupolev Tu-144 soviétique parfois surnommé Concordski ou Concordoff en raison de sa ressemblance avec Concorde.

La vitesse de croisière du Concorde est de Mach 2,02 à une altitude variant de 16 000 à 18 000 mètres. Il est doté d’une aile delta modifiée et de moteurs à postcombustion développés d’abord pour le bombardier britannique Avro Vulcan. Il est aussi le premier avion civil à être équipé de commandes de vol électriques, précédant ainsi les Airbus.

Les vols commerciaux ont commencé le 21 janvier 1976 et se sont terminés 27 ans plus tard en 2003. Ces premiers vols commerciaux ont eu lieu avec British Airways et Air France au-dessus de l’océan Atlantique le 21 janvier 1976. Les derniers vols ont eu lieu respectivement le 31 mai  2003 pour Air France et le 24 octobre 2003 pour British Airways, le vol de la « retraite » ayant eu lieu le 26 novembre de la même année. Jean-Cyril Spinetta, alors président d’Air France, a affirmé : « Concorde ne s’arrêtera pas vraiment car il ne sortira jamais de l’imaginaire des hommes ». Le Concorde reste un symbole de l’aéronautique moderne.

Conception et développement

Historique

À la fin des années 1950, des entreprises aéronautiques britannique, française, américaine et soviétique veulent construire le premier avion civil supersonique.

Le français Sud-Aviation et le britannique Bristol Aeroplane Company développent respectivement leurs supersoniques Super-Caravelle (en) et Bristol 233. Ils sont financés par leurs gouvernements respectifs, ceux-ci tenant à contrer la domination aérienne américaine. Dans les années 1960, les deux projets sont déjà bien avancés, mais les énormes coûts de développement des appareils amènent les États à faire collaborer les deux entreprises. Le développement du Concorde est donc plus un accord international franco-britannique qu’un accord commercial entre les constructeurs. Le traité de coopération, dont les discussions ont duré environ un an, est signé le 29 novembre 1962. British Aircraft Corporation (BAC) et Sud Aviation se partagèrent les coûts de l’appareil, Bristol Aero Engines (racheté par Rolls-Royce en 1966) et Snecma font de même pour développer le turboréacteur dérivé du Bristol Olympus référence 593. Les Britanniques voulaient un modèle long-courrier (transatlantique) alors que les Français voulaient un moyen-courrier. En l’absence de toute étude de marché, le consortium a estimé un montant de commandes de plus de cent avions, passé par les principales compagnies aériennes clientes de l’époque : Pan Am, BOAC et Air France, qui commandent alors six Concorde chacune.

Parmi les autres projets d'avion de ligne supersonique proposés, il n'y a que le projet soviétique qui aboutit. Le Tupolev Tu-144 était prévu pour transporter 140 passagers à la vitesse de Mach 2. Le prototype soviétique effectue son premier vol le 31 décembre 1968 à la base de Zhukovsky, près de Moscou.

Le Concorde fait son premier vol d'essai au-dessus de Toulouse, le 2 mars 1969. L'équipage est composé d'André Turcat aux commandes, secondé par Jacques Guignard, Henri Perrier et Michel Retif. Ce vol dure 29 minutes. Son premier passage supersonique se fait le 1^er octobre de la même année, Mach 2 étant atteint un an plus tard. Le programme d’essais en vol se déroulant sans incidents, cette version de développement, appelée 001, commençe les démonstrations destinées au grand public le 4 septembre 1971. Le 2 juin 1972, le second prototype 002 fait des démonstrations au Moyen-Orient et en Extrême-Orient. Celles-ci amenent un nombre important de commandes pour l’avion, puisque 74 commandes ou options ont été prévues par seize compagnies aériennes, dont huit nord-américaines.

Cependant, à partir de 1973 une combinaison de facteurs cause l'annulation de la presque totalité des commandes. Parmi ceux-ci, on peut citer notamment le premier choc pétrolier, les difficultés financières des compagnies aériennes, l'absence de soutien au projet en Amérique du nord, l’accident au salon du Bourget du concurrent direct soviétique Tupolev Tu-144 et les problèmes environnementaux comme le bruit du passage supersonique. Au final, Air France et British Airways restent les seuls acquéreurs.

Les États-Unis avaient lancé leur propre projet de transporteur supersonique en 1963. Deux conceptions s'affrontent à l’origine : le Lockheed L-2000 qui ressemble au Concorde et le Boeing 2707, projet techniquement plus audacieux avec une cellule en titane et une voilure à géométrie variable. C'est Boeing qui est retenu en 1966 par le Congrès américain. Plus rapide que le Concorde, le « 2707 » doit transporter 300 passagers à une vitesse proche de Mach 2,7. Cependant face à de grandes difficultés techniques et de fortes oppositions politiques et environnementales, le projet est purement et simplement annulé en 1971. À la suite de cette décision, l'Administration Fédérale Aéronautique (FAA) interdit le survol du territoire américain à vitesse supersonique pour les avions civils, ce qui a contribué à l'annulation des commandes de Concorde par les compagnies nord-américaines.

Les hangars de BAe Systems à Filton où ont été construits les Concorde britanniques

Les deux compagnies aériennes européennes commencent les vols de démonstration et d’essais vers diverses destinations à partir de 1974 pour avoir le soutien de la population. Les vols d’essai des Concorde ont enregistré 5 335 heures de vol sans trop de problèmes, les appareils de pré-production et les deux premiers avions de production servant à terminer la mise au point, notamment des entrées d’air. Au total, 2 000 heures de test ont été réalisées à vitesse supersonique. Les 5 335 heures de test équivalent à approximativement quatre fois les heures de test d’un avion commercial subsonique moyen ou long-courrier.

Le Concorde reçoit son certificat de navigabilité le 10 octobre 1975. Toulouse, en France, et Filton, au Royaume-Uni, sont les deux seuls centres de production des appareils.

Les premiers associés, BAC (qui devint BAE Systems) et Aérospatiale (qui devint EADS), sont les co-propriétaires de Concorde. La responsabilité a été transférée à Airbus lorsque l’entreprise qui regroupe BAE Systems et EADS a été fondée.

Innovations techniques

Beaucoup d’améliorations technologiques très communes dans les avions de ligne actuels furent utilisées pour la première fois avec Concorde.

Le Concorde est le premier avion civil à disposer des commandes de vol entièrement électriques et analogique (fly-by-wire). Cette innovation est due au fait de l'allongement du fuselage en vol supersonique. La transmission par câbles aurait alors été rendue difficile. Toujours pour la même raison, il dispose de réacteurs reliés en thrust-by-wire, ancêtre des réacteurs actuels contrôlés par FADEC.

Dernier vol : atterrissage à Filton, 26 novembre 2003

Un pilote automatique permet une gestion automatique de la puissance (ou encore auto-manette), autorisant un contrôle « mains libres » (ou hands off) de l’avion de la montée initiale à l’atterrissage. L'électricité à bord est générée par des IDG (Integrated Driving Generator), prédécesseur et de même technologie que ceux montés sur les avions actuels (Airbus et Boeing). Le Concorde dispose de trois circuits hydrauliques à haute pression de 28 MPa soit 4 000 PSI pour les composants légers à circuits hydrauliques utilisant un liquide hydraulique à huile synthétique (M2 V) résistant à la température.

Pour le freinage, le Concorde est équipé d'un système SPAD (système perfectionné anti-dérapant) de contrôle de glissement, c’est-à-dire de l’écart de vitesse entre roues freinées et roues non freinées. Par rapport au principe de contrôle de la décélération angulaire des roues freinées, ce système permet de réduire les distances d’arrêt de 15 % sur sol sec et d’améliorer la sécurité sur sol mouillé. Ce système a été repris par Airbus et sur les avions militaires français à partir du Mirage F1. Le système de freinage est contrôlé électriquement. Une commande agit sur une servo-valve faisant interface entre la consigne électrique d'entrée et la grandeur hydraulique (débit ou pression) agissant sur les freins hydrauliques. Ce système remplaçait les commandes classiques hydro-mécaniques plus lourdes et plus complexes à installer. Ce système est repris sur les avions d'Airbus et complété par l’orientation de la roue avant sur l’A320. Des disques de freins en carbone ventilés offrent un gain de masse de 500 kg par rapport à des disques en acier, ainsi qu'une meilleure tenue à l’échauffement.

Le rééquilibrage des masses (gestion du centrage) permet une optimisation des performances. Pendant toutes les phases de vol, le carburant est déplacé afin de positionner au mieux le centre de gravité par rapport au centre de poussée dans la phase de vol concernée (centrage avant en subsonique, centrage arrière pour le vol supersonique).

Des pièces sont usinées à partir d’une ébauche unique (et non issues d’un assemblage), ce qui permettait de réduire la masse et la nomenclature des composants. Les gouvernes de direction et élevons sont constituées en matériaux composites. Toutefois, le vieillissement du matériau entraînait des pertes partielles de gouvernes, particulièrement de direction.

Certaines de ces nouveautés technologiques avaient 20 ans d’avance. Si les coûts de conception ont été élevés, cela a permis aux constructeurs aéronautiques français et anglais de rester dans la course avec les États-Unis, puis de créer Airbus. Nombre de ces améliorations sont maintenant des standards dans les avions de ligne actuels. Par ailleurs, la Snecma commence à construire des moteurs pour l’aviation civile avec le Concorde, et l’expérience qu’elle en tire lui donne l’expertise technique nécessaire à l’établissement du consortium CFM International avec General Electric, qui produit avec succès le moteur CFM56.

Concorde B

Dès les premiers vols commerciaux du Concorde en 1976, l'Aérospatiale a proposé de développer une version B pour réduire le bruit de l'avion et porter sa distance franchissable de 6 800 à 7 500 km (le projet initial français, dénommé Super Caravelle, avait un rayon d'action de 4 500 km). Cela entraînait diverses modifications :

• aérodynamiques : augmentation de l'envergure pour augmenter la finesse, montage de becs de bord d'attaque pour augmenter la portance et réduire l'assiette de l'avion aux basses vitesses. La finesse serait passée de 3,9 à 4,2 au décollage, et de 5 à 5,5 en montée. En subsonique (Mach 0,93) elle passait de 11,5 à 12,9, et en vol supersonique de 7,1 à 7,7 ;
• moteurs : modification interne pour augmenter la poussée à basse vitesse, supprimer la réchauffe (postcombustion), réduire la consommation notamment entre Mach 1,2 et 1,7 (-20 %), réduire le bruit.

Le programme n'a jamais été lancé en raison de l'absence de commandes.