Il y a 50 ans L'aventure Concorde
Témoignages: les dessous du programme "Mirage" 4000 In extremis: Neil Armstrong sauve le turboréacteur CFM56 Chasse: une vision parfaite en Loire 45
Thierry Prunier dirigea le programme du drone de combat nEUROn de 2004 à 2012. Il se souvient du “Mirage” 4000, qui fut déterminant dans sa carrière chez Dassault. “Je suis arrivé en septembre 1971. Nous étions trois jeunes ingénieurs de Supaéro à arriver à la Direction générale technique (DGT) installée à Saint- Cloud. Nous avons été reçus par un tandem de directeurs qui s’occupait de tout : Henri Déplante, un directeur “historique”, qui avait travaillé avec Marcel Dassault avant la guerre, puis qui avait pris ensuite la charge des bureaux d’études, et Jean Cabrière, présent dans la société depuis 1947. Comme Déplante était centralien de formation, il recevait les jeunes diplômés de cette école, et Cabrière recevait ceux qui venaient de Supaéro. Ce fut donc lui qui nous a demandé ce que nous voulions faire. Comme nous n’avions pas d’idée précise, il a dit à Pierre Schein : “Toi tu vas faire de l’aérodynamique”, à Michel Rigault : “Toi tu vas au bureau d’études”, et à moi : “Tu vas faire du calcul de structure.” Il y avait différents départements à la Direction générale technique : aérodynamique, qualités de vol, structures, circuits et équipements, systèmes d’armes et le bureau d’études “proto” proprement dit, où étaient dessinés à la planche à dessins les avant-projets, la structure complète du prototype avec tous ses circuits et aménagements.
Les études secrètes de “Mimi” et “Mami”
J’ai commencé par m’occuper du “Mercure”, ce jusqu’à sa certification début 1974. Je suis ensuite intervenu lors de l’accident du “Falcon” 10- 01 pour vérifier les structures de nos avions sollicitées par des manoeuvres contrées de lacet. J’avais décliné la proposition de rejoindre JeanClaude Brabant sur le “Mirage” G8A [futur ACF (avion de combat futur), lire Le Fana de l’Aviation n° 416, NDLR]. Mon patron Marcel Peyrony m’a proposé en mars 1974 d’aller au bureau d’études. Bruno RevellinFalcoz, responsable technique, m’a pris en charge. À cette époque, les études un peu secrètes de “Mimi” [“Mini Mirage”, futur “Mirage” 2000] et “Mami” [bimoteur “Maxi Mirage”, futur “Mirage” 4000, NDLR] ne se passaient pas dans le grand bureau d’études mais dans un petit pavillon situé dans une rue à côté. À cette époque, en effet,
Dassault rachetait progressivement des maisons du quartier pour travailler tranquillement. Les équipes s’installaient dans les appartements. Les ingénieurs travaillaient au premier étage, une petite dame habitait au second, ils la croisaient de temps en temps. Elle leur demandait si elle ne faisait pas trop de bruit et ne les dérangeait pas en passant l’aspirateur. J’ai découvert le nouveau programme à travers une publicité parue dans Jours de France [ journal appartenant à Marcel Dassault, NDLR]. La première semaine, pleine page, des points d’interrogation. Puis après un delta, et enfin des explications. Ça m’avait interpellé.
“Il faut faire le “Mirage” 4000”
Bruno Revellin-Falcoz m’a dit en septembre 1975 : “On démarre le “Mirage” 2000, il faut faire le “Mirage” 4000”. Nous étions étonnés que Bruno Revellin-Falcoz et Jean-Paul Émoré échangent leur rôle – initialement Bruno Revellin-Falcoz devait faire le “Mirage” 2000. Nous étions cinq ou six ingénieurs au départ. Gérard Meyer s’occupait de la partie équipements et circuits. Nous n’étions pas isolés, mais au milieu du grand bureau d’études à dessiner l’avant-projet du “Mirage” 4000. À cet te époque, fin 1975, le “Mirage” 2000 avait été décidé par la DGA [Direction générale de l’armement] et l’EMAA [état-major de l’armée de l’Air] et les études avançaient à grande vitesse. Pour le “Mirage” 4000, nous faisions des itérations sur la définition de l’avion, en estimant ses performances avec des calculs prédictifs recoupés par des essais de soufflerie. C’était une période extraordinaire ; nous partions d’une feuille blanche. J’étais chargé de faire l’ensemble du plan trois vues, l’ensemble aménagé où se trouvent les principaux équipements (siège éjectable, radar, moteurs, soutes à équipements, relais d’accessoires, etc.). Afin de définir les sections, je traçais les “déformées” des lignes de construction des courbes “3 points”. La planche à dessins bien à plat, je mettais en place les lattes en plastique et les poids pour les tenir en place et je traçais des lignes très douces qui “filent bien”. Souvent nous nous mettions tous autour d’une planche à dessin par exemple pour
concevoir le circuit combustible. À l’époque nous n’avions pas Catia [dernier-né des programmes informatiques utilisés pour la conception des avions, NDLR], il fallait tout faire à la main. Avoir l’avion en deux dimensions ne suffisait pas, il fallait la troisième dimension. Pour l’avoir, il fallait passer par une série de sections successives. On passait nos plans aux aérodynamiciens qui utilisaient un programme informatique : Drapo (dessin et réalisation d’avions par ordinateur). Ils en déduisaient les coefficients de pression sur la cellule de l’avion. En fonction du Mach et de l’incidence on obtient des dépressions à l’extrados (sur le dessus) et de la pression à l’intrados (en dessous). En gros, il y a deux tiers de dépression et un tiers de pression. Contrairement à ce que l’on peut penser ce n’est pas le dessous qui porte, mais le dessus de l’avion qui tire, comme sur une voile de bateau. En intégrant tous les coefficients de pression, on détermine la portance et la traînée de l’avion. À partir de ça il est possible d’estimer les performances, le rayon d’action, la manoeuvrabilité. Pierre Schein avait mis au point un programme d’aérodynamique tridimensionnel supersonique qu’il avait baptisé Antar, comme la marque de carburant de l’époque, typiquement une blague d’ingénieur.
La première année a été consacrée à des itérations entre le bureau d’études, les calculs aérodynamiques et les essais de soufflerie. Nous allions faire ces essais avec des maquettes au quarantième dans la soufflerie grande vitesse (jusqu’à Mach 1) de Saint-Cyr. Ils permettaient de vérifier les calculs, en particulier pour la portance, plus difficilement la traînée, qui est toujours difficile à mesurer en soufflerie. Dans cette phase préliminaire d’avantprojets, nous étudiions l’avion en une semaine. Une fois que nous avions les sections avec les manches à air et les réservoirs dessinés sur des calques, des calculs de géométrie nous permettaient d’avoir les volumes. La loi des aires permettait aux aérodynamiciens d’avoir une idée de la traînée. Quand vous faites varier trop brusquement la surface frontale en fonction de la longueur, la traînée risque d’être élevée. Sur le “Mirage” 4000, comme les moteurs sont lourds, ils reculent le centre de gravité, et pour arriver à centrer l’avion correctement il faut le terminer très court, sans dépassement à l’arrière comme avec le “Mirage” 2000 (le “Rafale” est dans le même cas, de même que le F-15 américain).
“Sortir” le pilote du fuselage
Sur mes premiers projets, les calculs affichaient une traînée relativement faible ; Pierre Perrier et son équipe d’aérodynamiciens disaient : “Avec un avion aussi “fin” nous allons battre tous les records du monde de temps de montée.” Sauf que le pilote avait une vision réduite ! Ce n’était pas du tout la tendance de l’époque. Bruno Revellin- Falcoz nous a dit : “Regardez, il y a le F-16 avec sa verrière en bulle, il faut que notre avion soit semblable, avec une bonne vision pour le pilote.” Nous avons donc “sorti” le pilote ! Le projet a évolué. On a allongé le fuselage de 30 cm ; la surface des ailes a évolué un petit peu.
Lors des réunions du samedi après-midi (où je n’étais jamais), nos chefs de la DGT avec Jean Cabrière, Jean-Jacques Samin, Pierre Bohn et Bruno Revellin-Falcoz présentaient les résultats des études de la semaine à Marcel Dassault. Ce fut ainsi que j’ai retrouvé un lundi matin le calque
de mon “trois vues” avec une nouvelle flèche du bord d’attaque de dérive. On m’a dit que c’est M. Dassault qui l’avait ainsi dessinée. J’ai pris mon rapporteur et mesuré 67° ; j’ai constaté que c’était la même flèche que sur nos biréacteurs supersoniques précédents (“Mirage” IV et G8), quelle belle filiation avec le coup d’oeil du “patron” !
Ce fut aussi lors de ces réunions du samedi que Marcel Dassault a dit : “Ah non, cet avion n’a pas assez de rayon d’action, il faudrait qu’il aille plus loin”. Il avait en arrièrepensée que notre avion devait être au moins égal si ce n’est supérieur au “Mirage” IV. Donc nous sommes arrivés à un avion assez voisin en taille à celle du “Mirage” IV. Nous avons calculé les rayons d’action pour démontrer aux Forces aériennes stratégiques que notre avion était capable de remplir les missions du “Mirage” IV en emportant le missile de croisière ASMP [air- sol moyenne portée, NDLR]. Nous avons dessiné l’avion pour qu’avec un plein partiel il soit capable d’égaler le F-15C dans la mission de supériorité aérienne, et avec le plein complet en faire un “camion à bombes”.
Lors d’une autre réunion, Bruno Revellin-Falcoz a montré des résultats de soufflerie avec canards, ce qui améliore les performances en manoeuvrabilité. M. Dassault a approuvé et de sa voix malicieuse leur a dit : “Le canard… ça fait coincoin !” L’avantage du canard c’est que ça augmente la portance à une incidence donnée. Par ailleurs, on peut aller jusqu’à 30° d’incidence sans que l’avion ne devienne incontrôlable. Les commandes de vol électriques l’empêchent d’aller au-delà. C’est la marque de fabrique des
M. Dassault a approuvé et de sa voix malicieuse : “Le canard ça fait coin-coin !”
avions Dassault ; cela n’existe pas sur les avions américains ou russes. L’inconvénient, c’est qu’avec le canard on ajoute des surfaces portantes à l’avant, ce qui joue sur la stabilité de l’avion. Pour faire face à des pannes potentielles, nous avions inventé un système qui débraye les canards. Ils se mettaient dans le lit du vent et n’avaient plus d’effet aérodynamique, ce qui faisait reculer le centre de portance et redonnait ainsi une stabilité naturelle. Cela préfigurait les canards du “Rafale” qui sont eux entièrement pilotés. Comme ce dispositif était nouveau, Bruno Revellin-Falcoz m’a dit d’aller voir près du rond-point des ChampsÉlysées, non loin du siège de Dassault, un cabinet pour déposer un brevet. Un dossier rédigé dans un langage juridique fleuri avec des mots que je ne connaissais pas accompagné de petits dessins a été fait. Mais il a été trouvé des antériorités, de sorte qu’il n’a pas été possible d’établir un brevet. Autre particularité : il y avait encore des aérofreins sur le “Mirage” 4000, qui vont disparaître sur le “Rafale”.
Le projet change de dimension
À la rentrée de septembre 1976, l’avion a commencé à se figer, et nous avons changé la taille de l’équipe avec l’arrivée d’une centaine de per- sonnes du bureau d’études. Je ne sais pas comment la direction a réussi à trouver toutes ces personnes ! À partir de là il fallait tout dessiner. Il fallait encadrer les responsables des tronçons, des personnes très chevronnées qui ont fait des tas d’avions. Nous avons poursuivi notre travail avec eux pour loger les équipements, affiner les calculs. Nous sommes repassés en soufflerie. Les essais montraient un fort effet de Mach sur les efficacités des élevons. On a alors décidé d’augmenter la surface des élevons de 20 % par allongement de la corde. Or les pièces du caisson de voilure étaient déjà en fabrication ; il y aurait donc une très légère cassure des profils au niveau de l’articulation. On a aussi noté des problèmes dans l’efficacité de la gouverne de direction : on a épaissi le bord de fuite en rajoutant des cornières. Problème corrigé !
L’atelier “proto”, de l’autre côté de la rue
Je suis intervenu dans plusieurs domaines, notamment dans le dimensionnement du train d’atterrissage conçu par Messier.
Au sein de l’équipe projet, j’étais responsable du devis de masses et du centrage. J’ai pris des marges par rapport aux calculs en choisissant une densité de 2,85 pour les pièces en alliage léger (la vraie densité
étant de 2,72 – il n’y avait pas alors d’aluminium-lithium). Je suis allé à l’atelier “proto”, juste de l’autre côté de la rue, déserté le soir, consulter les fiches de pesée des pièces et j’ai mis à jour le devis de masse en estimant comme je pouvais les masses de câblages, de peinture, d’inconsommables [ carburant non consommé, NDLR]. Le jour de la pesée avion à Istres, les mesures ont conforté mes prédictions à quelques kilos près (en moins…) et le centrage était sur le trait !
Couchés à 3 heures du matin et levés à 7 heures
Nous accueillions régulièrement notre chef pilote d’essai – JeanMarie Saget – pour valider l’installation du pilote dans la maquette en bois, juste en bas du bureau d’études à l’atelier prototype de Saint- Cloud. Après avoir fait “valser” les étiquettes magnétisées qui représentaient les différents instruments de pilotage de planche de bord, JeanMarie a demandé à ce qu’on lui règle le pédalier. J’ai plongé sous la maquette et effectué le réglage. JeanMarie m’a glissé gentiment à l’oreille juste après : “Tu aurais dû laisser faire le compagnon, c’est son boulot ; le tien en tant qu’ingénieur c’est de concevoir un bon avion.”
La grande contrainte : il fallait absolument que l’avion vole au Salon du Bourget de 1979. C’était la date butée. À Istres pendant les essais sol, on se couchait à 3 heures du matin en se levant à 7 heures. On campait à l’hôtel ! C’était une ambiance particulière que j’aimais bien. La période des essais sol était planifiée. Par exemple les essais combustible : le souci pour nous ingénieurs
c’était que quand on remplit l’avion puis on le vidange, il reste toujours du pétrole à bord ! C’est un poids mort, il faut le rajouter dans la masse à vide - ça peut représenter une quarantaine de kilos. Première opération : remplir l’avion avec des pompes de transfert. Nous récupérions ensuite le carburant dans des bacs – 9 000 l sur le 4000 tout de même ! Impossible de remplir l’avion la première fois ! Ça ne marchait pas. Michel Bouvier, l’ingénieur de piste, a déplié les plans des circuits com- bustible et s’est plongé dans un examen approfondi des schémas. On a ouvert les réservoirs, et les doigts de fées des mécaniciens se sont mis au travail. Finalement, au bout de trois jours, on a trouvé un bouchon en plastique à l’intérieur dans un raccord flexible – le diable se cache dans les détails. Ensuite, les essais ont pu se dérouler normalement et on a pu vérifier le bon fonctionnement des transferts entre réservoirs et l’alimentation des réacteurs.
Inoubliable journée du 9 mars 1979 : un an après le premier vol du “Mirage” 2000- 01, notre bel avion, avec Jean-Marie Saget aux commandes, effectue son premier vol (1). Heureusement que ce vol n’a pas duré trop longtemps ! Plus une seule goutte d’huile dans les deux relais d’accessoires : tout a été aspiré par une mise à l’air libre trop en dépression. Nous risquions le blocage des deux moteurs et l’accident. Par la suite, Bruno Revellin-Falcoz a toujours recommandé que les premiers vols ne durent pas trop longtemps !”
(1) Lire l’excellente biographie de JeanMarie Saget écrite par François Besse, Du Vampire au Mirage 4000.
Premier vol le 9 mars 1979. Heureusement qu’il n’a pas duré trop longtemps…
De retour on s’est fait cordialement féliciter, mais copieusement réprimander !
Les premiers essais se passèrent bien. Mach 2 fut atteint le 11 avril (vol n° 6). L’avion se montra très performant, comme le raconte Jacques Desmazures, qui dirigea les essais en vol : “Après une quinzaine de vols destinés à ouvrir le domaine de vol, à éprouver l’avion et assurer les premières étapes de la mise au point, notre directeur, M. Jean François Cazaubiel, nous a demandé de faire une performance, consistant à atteindre le plus vite possible le point Mach 2/50 000 pieds [15 240 m]. Grandes discussions avec le bureau d’études… On s’est mis d’accord pour réaliser le profil suivant qui semblait le mieux garantir cette performance : décollage postcombustion max et montée PC max jusqu’à 36 000 pieds [10 970 m]. Accélération en légère descente de 36 000 à 30 000 pieds [9 145 m] pour passer rapidement le Mach, montée PC max en accélérant jusqu’à Mach 2, et atteindre 50 000 pieds. On a expliqué cela bien clairement, calculs à l’appui, à nos autorités qui ont adhéré à ce profil et autorisé le vol.
Totalement imprévu : Mach 2,17 à 17 680 m
Jean Marie Saget s’est préparé au vol, sachant bien qu’au- delà de 40 000 pieds [12 190 m] et Mach élevé les autorités de gouvernes devenaient de plus en plus faibles. Et donc que bien avant d’arriver au point final visé il faudrait infléchir la trajectoire de l’avion. Cette caractéristique est due à deux phénomènes : de l’air de moins en moins dense et un avion beaucoup plus stable en supersonique, donc nécessitant plus de braquage des élevons. On s’est mis d’accord sur la manière de piloter “la bête”. Les conditions météo étant favorables, en particulier à haute altitude, Jean Marie a décollé le 15 mai et a suivi le profil de vol indiqué jusqu’au moment où, vers 45 000 pieds [13 715 m] et Mach 1,9, il m’a dit : “Ne t’inquiète pas, Jacquot, je maîtrise, mais ce n’est pas ce qui était prévu.” Effectivement, j’ai vu le Mach monter jusqu’à 2,17 puis l’altitude atteindre 58 000 pieds [17 680 m]. Heureusement tout a fini par se stabiliser et PC réduite, l’avion a décéléré doucement et perdu de l’altitude, sans qu’aucune anomalie ne se manifeste. On avait quand même atteint le point Mach 2/50 000 pieds en 3 minutes et 45 secondes. Mais avec une finale totalement imprévue… De retour on s’est fait cordialement féliciter, mais copieusement réprimander d’une part pour être largement sortis du domaine de vol et d’autre part pour l’inexactitude de nos calculs et prévisions. L’avion était trop fin, sa traînée plus faible que prévue, mais la performance était de belle facture et encourageante pour la suite.”
Arrive le Salon du Bourget 1979. Thierry Prunier raconte : “Nous avons été gâtés par les magnifiques évolutions de notre “Mirage” 4000 lors du Salon du Bourget. L’avion y a été présenté à des délégations jordanienne et saoudienne.”
Les vols s’arrêtèrent le 27 juin et reprirent le 13 septembre pour une nouvelle série d’essais. Le 6 décembre, l’avion fut présenté au général chef d’état-major de l’armée irakienne. Nouvelle période d’arrêt ensuite. Puis les vols reprirent en mars 1980, avec la préparation d’une démonstration à Bordeaux le 28 mai devant des délégations française et allemande. L’avion comptait alors 61 vols.
“Au cours des vols suivants, JeanMarie Saget s’est plaint d’un énorme bruit cabine ! On a fait appel aux experts dont “Czmax” [Joseph Czinc-
zenheim]. Chantier d’absorbants pour tapisser les sorties d’échangeurs qui résonnaient comme des nefs de cathédrale. Rien n’y fait ! Un jour, Jacques Desmazures a eu l’idée de mettre un bloc de “nida” [nid d’abeilles] métallique dans le tuyau principal de conditionnement. C’était gagné, grâce à ce “coupe-frites”… plus de bruit !”
Des capacités de “camion à bombes”
La période suivante fut consacrée au Salon de Farnborough. Comme pour chaque salon, Jean-Marie effectua une dizaine de vols de préparation, avec des séances de voltige. Le 4 septembre, le “Mirage” 4000 était de retour à Istres. Les vols reprirent fin février 1981. Ils comprenaient des essais avec canards débrayés, l’installation de nouveaux équipements et des modifications des commandes de vol électriques. Le 18 mai, le “Mirage” 4000 emporta six missiles air-air “Magic”. Commença alors la préparation du Salon du Bourget de 1981. Le 2 juin (vol n° 107) eut lieu la répétition des présentations en vol qui devaient se dérouler pendant le Salon. Le 4 juin l’avion fut présenté au nouveau président de la république, François Mitterrand. Nouvelle démonstration pour l’Irak le 9 juillet, puis pour l’Arabie Saoudite le 16 juillet. Un nouveau chantier de modifications fut réalisé au cours de l’été 1981. Les vols reprirent le 27 octobre. L’année 1982 fut marquée par la suite des essais, notamment en s’approchant de la masse maximale au décollage de 32 t. Ce fut ainsi que le “Mirage” 4000 démontra ses capacités de “camion à bombes” lors du Salon de Farnborough de 1982. Au retour du Salon le 12 septembre, l’avion fut immobilisé à Istres. Il ne reprit ses vols que le 4 mai 1983, pour préparer le Salon du Bourget. Jean-Marie Saget réalisa neuf présentations entre le 27 mai et le 5 juin. Le lendemain, le “Mirage” 4000 retourna à Istres. Faute de client, les essais en vol s’arrêtèrent.