Le vol à voile. Le planeur. Forme de vol sans moteur puisant l énergie nécessaire dans les mouvements verticaux de l air.

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1 Le vol à voile Forme de vol sans moteur puisant l énergie nécessaire dans les mouvements verticaux de l air. Se pratique essentiellement en planeur, mais aussi en «aile libre» et en parapente (et exceptionnellement en avion). Le planeur Par définition, c est un avion sans moteur, mais il a d autres particularités : comme il avance toujours en vol plané (donc en descente) et qu on cherche à lui donner la possibilité d aller le plus loin possible il est doté d une grande finesse (rapport Cz/Cx ou distance parcourue/hauteur perdue). Alors qu un avion de ligne réputé «fin» affiche une finesse de 20, la finesse d un planeur moderne peut atteindre 60. Pour atteindre de telles valeurs il faut réduire au minimum la trainée aérodynamique en agissant sur le Cx et sur la surface de l aile. On réduit le Cx en choisissant des profils d aile «laminaires» et en réduisant la «trainée induite». Cette trainée est induite par la portance et est égale à Cz²/πλ ou λ est l «allongement» de l aile c est à dire le rapport de la longueur de l aile sur sa largeur moyenne. Plus grand est l allongement et plus la trainée induite (et la

2 trainée totale) est faible. C est pour cela que les planeurs sont toujours des aéronefs à grand allongement. Le planeur doit aussi exploiter les courants aériens verticaux qui lui permettent de monter pour pouvoir planer plus loin. Ces courants sont très souvent des colonnes d air «chaud» qui montent du sol. Leurs diamètres sont faibles (quelque centaines de mètres) et leur vitesse ascensionnelle (Va) de quelques m/s par rapport au sol. Pour pouvoir monter (par rapport au sol) il faut donc que la vitesse de chute du planeur, par rapport à l air, (Vc) soit très faible puisque sa vitesse de montée sera égale = Va-Vc. De plus, pour rester à l intérieur de la colonne ascendante (ou «ascendance») il devra évoluer en virage sans chuter d avantage. Donc, en plus du grand allongement de l aile, il est conçu pour chuter très peu (0.50 m/s) et pour être très maniable. Ce sont ses formes, surtout celles de l aile qui lui donnent ces caractéristiques. Mais dessiner un planeur est une chose et le réaliser en est une autre. C est depuis l avènement des planeurs «plastiques» que l on peut réaliser les formes théoriques. De plus cette technique de construction permet d obtenir un «état de surface» parfaitement lisse ce qui contribue à maintenir les qualités de vol. Enfin tous les planeurs sont blancs car c est la couleur la plus froide qui évite de faire croitre le coefficient de viscosité de l air au contact des surfaces. Les planeurs sont dotés d aérofreins pour l atterrissage, car leur grande finesse leur interdit de se poser sur une longueur réduite après le passage d un obstacle en entrée de piste. Les aérofreins sont donc avant tout des «casseurs de finesse». On se présente en «finale» avec les aérofreins à demi sortis et on les utilise comme une manette des gaz (si on est «court» on pousse sur la commande pour les rentrer et si on est «long» on tire dessus pour les ouvrir en grand). Pour décoller, il existe plusieurs moyens : Le REMORQUAGE : Le planeur est tiré par un avion à l aide d un câble d une soixantaine de mètres de long qui peut être largué par le planeur ou l avion si besoin est. Avantage de cette solution : l avion amène le planeur là où il le désire. Inconvénient : le coût. La TREUILLEE : Un treuil est installé face au vent, en bout de piste. On déroule le (ou les) câble sur la longueur de la piste, on l accroche au planeur et le treuil enroule le câble à grande vitesse, communiquant ainsi la vitesse au planeur. Avantages de cette solution : Mise en l air très rapide, de l ordre de 20 secondes et coût réduit. Inconvénients : Largage toujours au même endroit : au dessus du treuil et hauteur dépendant de la longueur de la piste et de la force du vent. Le DECOLLAGE AUTONOME: Certains planeurs sont équipés d hélices rétractables dans le fuselage et de moteurs assez puissants pour leur permettre de décoller seuls. Inconvénient : Le coût et la complication du planeur.

3 Les ascendances Dans de l air calme (sans mouvement) le planeur ne peut que descendre. La portance équilibre le poids (apparent) et la trainée est équilibrée par la composante du poids projetée sur la trajectoire. A titre indicatif, la valeur de la trainée est de l ordre d une dizaine de Dn (ou de kilos). Les mouvements du planeur doivent être considérés, soit par rapport à l air (le milieu dans lequel il se meut), soit par rapport au sol. Heureusement, l air n est presque jamais parfaitement calme et en particulier il est le siège de mouvements horizontaux (les vents) et de mouvements verticaux (les ascendances et leurs contraires les rabattants). Les premières ascendances exploitées par les «vélivoles» étaient du type «dynamique» c est à dire générées par la vitesse du vent. C étaient les ascendances «de pente» Montée Vent Lorsque le vent heurte une falaise par exemple, il ne peut pas la contourner et il est obligé de passer au-dessus. Il y a alors une zone ascendante «au vent» de la pente. Si l obstacle est rectiligne et perpendiculaire au vent, l ascendance est présente tout le long. Les planeurs peuvent l exploiter en évoluant dans cette zone. La hauteur à laquelle on peut monter dans ce type d ascendance dépend de la forme de la pente, de la force et de la direction du vent, mais ce n est jamais très haut au dessus de la pente (quelques centaines de mètres). Les ascendances de pentes sont très localisées et ne permettent donc pas de faire de grands vols. C est la découverte des ascendances «thermiques» qui a permis d agrandir considérablement les vols. L ascendance thermique est due au réchauffement de l air : le soleil rayonne sur la Terre de façon homogène, mais comme la nature des sols varie d endroit à endroit et que de plus les sols sont ou non revêtus qu ils sont plus ou moins humides etc. ils ne sont pas à la même température et l air qui est à leur contact est lui aussi plus ou moins chaud. L air chaud étant moins dense que l air froid, à volume égal il est donc plus léger et a donc tendance à monter. Si, en montant, il reste plus chaud que l air ambiant, il continuera de monter jusqu à ce qu il

4 rencontre une «couche d inversion» (couche d air ou la température croit avec l altitude au lieu de diminuer) Se sera le plafond de l ascendance. Le gros avantage de cette forme d ascendance c est qu on la rencontre partout, en plaine et en montagne et qu elle est quasi indépendante du vent. Elle est très souvent matérialisée par un cumulus (nuages à développement vertical) qui marque son sommet. Enfin, le troisième type d ascendance est l «onde de ressaut». C est une autre ascendance dynamique, donc due au vent. On la trouve presque exclusivement en montagne. Il faut à la fois du vent fort, soufflant dans la bonne direction et un relief approprié.

5 Lorsqu un vent fort souffle sur une montagne (pas un pic) il est obligé de passer au-dessus, si certaines conditions sont réunies (force et direction du vent, stabilité thermique de la masse d air, forme du relief ) l air après être passé sur l obstacle redescend fortement du côté «sous le vent» (comme en vol de pente) mais remonte ensuite comme s il avait rebondi pouvant atteindre une hauteur triple de celle de la montagne. Les records du monde d altitude en planeur (15.000m) sont établis grâce à ces ascendances. Si l air est humide, le haut de l ascendance est matérialisé par des nuages de formes particulières : les «lenticulaires» alors que le bas est matérialisé par des nuages tournants violemment sur eux-mêmes appelés «rotors». Le vol L utilisation de ces ascendances permet de gagner de l altitude et d allonger ainsi l autonomie du planeur. Le record du monde de distance est de plus de 3000 km parcourus ainsi sur la cordillère des Andes et de nombreux vols de plus 1000 km sont réalisés tous les ans en France. Le vol est ainsi une succession de planés et de montées dans les ascendances. Dans certaines conditions, sous les «rues» de cumulus par exemple, les deux peuvent se faire en même temps. Pour parcourir un grand circuit on doit maintenir une «bonne» vitesse moyenne,

6 c'est-à-dire voler «vite» en transition (plané) et monter «vite» en ascendance. Mais planer vite signifie perdre beaucoup d altitude qu il faudra regagner dans l ascendance suivante. Ce sera valable si le temps gagné à planer vite compense celui passé à remonter. Il faut donc optimiser le vol en permanence en fonction des conditions météo. La journée vélivole Le vol à voile reste un sport collectif. Il faut du monde pour sortir les planeurs des hangars, et les amener en piste, pour piloter les remorqueurs ou les treuils, pour tenir les ailes au décollage, conduire les voitures de piste, accrocher les câbles aux planeurs et tout rentrer après les vols. La journée commence par un briefing vers 10 h où sont données les consignes, les prévisions météo, affectés les planeurs etc. Les vols débutent plus ou moins tôt selon la météo et les désirs des pilotes. Elle se termine après la fermeture des portes des hangars lorsque tout y a été rentré. Il s agit donc de journées complètes. Les tarifs Au sein de l Association Vélivole de Val d Oise sur le terrain de Mantes-Chérence où nous volons, les tarifs sont les suivants : -25 ans +25 ans Licence assurance Inscription annuelle Remorqué à 500 m Treuillée 6,7 8,9

7 Heure de vol Les 3 premières heures Les 2 suivantes Au dessus de 5 heures La moins chère 7 3,5 0 La plus chère 31,6 17,35 0 Exemple : coût d un vol de 7 heures sur le planeur le plus cher pour un pilote de +25 ans Remorqué : 25 ; heures de vol : 3x31.6 = x17.35=34.7 Total=154.5 Ramené à l heure de vol : Pour plus de renseignements n hésitez pas à m appeler au ou, mieux, venez faire un vol à Chérence.