Pale - Définition

Introduction

Une pale d'hélice (avion) ou de rotor (hélicoptère) est une surface portante en rotation autour d'un axe. C'est un dispositif aérodynamique ou hydrodynamique destiné à créer un déplacement des molécules du fluide dans lequel il se déplace pour exploiter les différences de pression qui en résultent.

Plusieurs pales (le plus souvent 2, 3 ou 4) sont fixées à un moyeu central pour former une hélice ou un rotor.

Quasiment toutes les éoliennes ont trois pales, cependant il existe un système d'éolienne comportant une seule pale, équilibrée par un contrepoids. Ceci diminue le risque de collision (qui est très faible) pour les oiseaux.

Vitesse en bout de pale

La vitesse de rotation est limitée par la vitesse en bout de pale, celle-ci pouvant approcher la vitesse du son, provoquant ainsi le bruit caractéristique d'un hélicoptère (tchop-tchop qui lui a donné son nom familier de chopper en anglais). On peut pallier ce problème en partie en donnant à l'extrémité de la pale la forme en plan d'une aile d'avion supersonique (voir le profil de voilure gothique du Concorde, exemple : l'hélicoptère Tigre : forte flèche et courbure vers le bas pour annuler la portance.

Fabrication des pales

Elles peuvent mesurer 20 mètres de long. Les pales d'un hélicoptères doivent être légères et robustes. À l'origine, elles étaient en bois, puis en métal et de nos jours en matériaux stratifiés. Les contraintes mécaniques qu'elles subissent sont énormes ( pale AS532 : environ 90 kg, Tour rotor = 265 tr/min...) que ce soit en flexion, torsion ou compression. L'utilisation de matériaux composites a permis de résoudre ces problèmes. Cependant, il faut remarquer que ces pales sont réalisées à la main dans un moule. De ce fait, et ce malgré tout le soin accordé, les pales réagissent différemment l'une par rapport aux autres. Ainsi, à l'issue de leur fabrication, elles sont réglées sur des bancs spéciaux, par rapport à une pale étalon. On corrige la pale en moment statique et en moment dynamique, par des masses de réglage, situées en bout de pale sous le saumon, mais aussi grâce à des TAB placés en bord de fuite. En fin de réglage, la pale réglée reçoit son delta i, c'est-à-dire la correction en incidence que doit appliquer le maintenancier à la biellette de pas, lors d'un échange pale.

Charge du disque

En augmentant le nombre des pales d'un système, on peut soit augmenter la surface portante et la force de traction (à charge alaire égale) d'un rotor sans augmenter la longueur des pales, limitée aussi par leur résistance mécanique (voir grue volante). Cela permet, pour une même portance, de réduire la vitesse de rotation du rotor et d'augmenter par conséquent la vitesse d'avancement de l'hélicoptère (voir également la photo du moyeu rotor de l'Eurocopter EC155 à 5 pales dans l'article relatif au plateau cyclique) de la famille Dauphin.