Becs et volets : à quoi ça sert vraiment ?

Becs et volets : à quoi ça sert vraiment ?

Tout pilote et passionné d’aéronautique sait qu’un avion a besoin de volets, voire de becs selon les appareils, pour décoller et atterrir. Cependant, les véritables effets aérodynamiques de ces systèmes, dits hypersustentateurs, sont souvent moins connus.

Pour comprendre ces effets, il faut d’abord poser quelques bases sur la portance. Celle-ci est une force aérodynamique perpendiculaire à la trajectoire de l’avion qui permet de contrer la gravité, et donc à l’avion de voler. Cette force est liée à plusieurs paramètres physiques d’un appareil : sa vitesse au carré, son incidence de vol et la surface alaire (surface des ailes). L’incidence est l’angle entre l’axe de référence de l’aile et la trajectoire de l’avion, à ne pas confondre avec l’assiette qui est l’angle entre l’axe de référence précédemment cité avec l’horizontale. Ainsi, lorsqu’un avion ralentit, il doit se cabrer pour maintenir la portance nécessaire pour voler. Toutefois, l’incidence d’un avion possède sa limite : l’angle de décrochage auquel le flux d’air se décolle de la surface de l’aile, privant l’appareil de toute portance. Lors d’un décollage ou d’un atterrissage, comme un avion doit aller relativement lentement pour ne pas sortir de piste, il lui est nécessaire de pouvoir disposer d’un maximum de portance à ces moments-là. Pour ce faire, le pilote sort les volets et les becs.

Si ces deux dispositifs semblent similaires visuellement, leurs effets aérodynamiques sont sensiblement différents malgré leur but commun de permettre à un avion de voler lentement. Les becs sont situés sur le bord d’attaque de l’aile. Lorsqu’ils sont déployés, ils augmentent légèrement la surface des ailes, augmentant un peu la portance. Mais surtout l’effet de fente que les becs provoquent permettent d’augmenter l’énergie du flux d’air sur l’extrados. Ceci a pour effet d’augmenter la valeur de l’angle de décrochage de l’appareil. Ainsi, l’avion peut voler en étant plus cabré et donc à plus faible vitesse. Quant aux volets, ils sont situés au niveau du bord de fuite des ailes. Comme les becs, leur déploiement permet d’augmenter légèrement la surface alaire et donc la portance. Cependant, sortir les volets permet surtout d’augmenter la cambrure de l’aile. Or, plus une aile est cambrée, plus elle est en mesure de générer de la portance. Par contre, malgré cette augmentation de portance à incidence égale, l’angle de décrochage de l’avion reste relativement le même.

La combinaison des becs et des volets permet non seulement d’augmenter la portance pour une incidence (et donc une vitesse) donnée, mais aussi d’augmenter l’angle de décrochage de l’appareil. Tout ceci autorise un avion à voler plus lentement et donc à décoller et se poser sur des pistes plus courtes qu’en absence de système hypersustentateur.

Toutefois, les becs et les volets ne présentent pas que des avantages. En effet, ce sont des parties fragiles de l’appareil car elles sont reliées au reste de l’aile par seulement quelques points d’attache. De plus, en modifiant le flux d’air autour de l’aile, les becs et les volets subissent de puissantes forces de pression. Pour ne pas céder, il ne faut pas les utiliser au-dessus d’une vitesse limite. De même, cette modification du flux provoque une augmentation de la traînée et surtout l’effet de fente génère du bruit pouvant gêner les riverains de l’aéroport.