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Les instruments de navigation aérienneImprimer

Auteur : Pierre Cayla

Année de publication : 1928

Titre de l'ouvrage : Larousse mensuel illustré

Editeur : Librairie Larousse

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Il y a quatre ans encore, la navigation aérienne ne pouvait être assimilée qu’au « cabotage » des petits navires qui perdent rarement la terre de vue. Entre deux passages au-dessus de points connus, le pilote jetait bien un Coup d’œil sceptique sur sa boussole pour conserver autant que possible, le même « cap » mais sa foi en cet instrument était de courte durée et, bientôt, il recherchait anxieusement, au jugé, selon le sens dans lequel il se croyait déporté par le vent, le jalon qui devait terminer sa trop longue étape sans repère. Dès qu’il fallut traverser la mer, le désert, les longs bancs de brume ou de pluie, ces procédés primitifs durent céder la place aux méthodes habituelles de la navigation « au long cours ».

La boussole, longtemps méprisée et considérée plutôt comme un fétiche, a repris aujourd’hui sa place indiscutée et les raids de Lindberg, de Byrd, de Costes et Le Brix ont éteint pour jamais le sourire sceptique des derniers « voyageurs d’instinct ». Il a fallu que l’invention française du compas électromagnétique de Dunoyer nous revienne vingt ans après, à bord du Spirit of Saint-Louis, sous le nom de compas Pioneer pour qu’on lui attribue de suite la plus grande part dans la première traversée de l’Atlantique en avion.

Avant son départ, le pilote, grâce au développement international des stations météorologiques, aux sondages incessants de l’atmosphère, reçoit des indications précieuses sur l’état probable du ciel, la force et la direction du vent aux diverses altitudes, dans les différentes régions qu’il doit traverser. Il peut ainsi corriger sa route avant le départ en tenant compte de ces éléments; pendant la guerre, nos escadrilles de bombardement purent atteindre grâce à ces seuls renseignements, leurs objectifs par temps entièrement couvert et revenir sans pertes dans nos lignes. Mais pour les raids de plusieurs milliers de kilomètres, à des altitudes dépendant des circonstances atmosphériques, au-dessus de pays à régimes de vents très différents, la prévision météorologique au départ ne suffit plus: il faut au pilote, encore plus qu’au marin, le moyen de déterminer lui-même sa vitesse et sa véritable direction, car, si le navire dérive sous le vent, sa carène immergée s’oppose en partie à l’influence déviatrice de ses superstructures, tandis que l’aéronef, dirigeable ou avion, obéit totalement aux courants aériens dont la vitesse et la direction se combinent avec les siennes. Le navigateur aérien doit donc vérifier lui-même si sa vitesse et sa dérive, c’est-à-dire l’angle que fait l’axe de son avion avec sa trajectoire réelle sur le sol, sont bien celles qu’il a prévues au départ. Des modifications ont pu se produire dans la vitesse et la direction du vent : sa route, calculée d’après les hypothèses du départ, peut l’amener très loin du but et sa vitesse par rapport au sol peut avoir diminué au point de lui interdire l’arrivée à l’escale visée avec la réserve de combustible dont il dispose.

Divers appareils appelés cinémomètres, dérivomètres, dérivocinémomètres, gyroclinomètre, naviqraphe, etc., permettent ces mesures d’une manière fort simple. Ils comportent, en général, un fil tendu horizontalement que l’on oriente de façon à voir un point du sol défiler, le long de lui. Ce fil, à partir de ce moment, matérialise en quelque sorte la trajectoire de l’avion par rapport au sol. L’angle qu’il fait avec l’axe du navire aérien représente la dérive, c’est-à-dire la différence entre l’orientation du navire et celle de sa trajectoire, caractéristique de la « marche en crabe » de l’aéronef sous l’influence des courants aériens. Par ailleurs, ce fil sert à mesurer la vitesse par rapport au sol d’une façon fort simple: deux repères sont placés sur lui à un écartement qui dépend de l’altitude de façon à représenter sur le sol une base de longueur constante; la mesure du temps que met un point du sol à aller d’un repère à l’autre permet de calculer la vitesse absolue de l’aéronef. Le dérivomètre de Lindberg, dont il ne semble pas s’être servi d’ailleurs, est particulièrement simple à ce point de vue: formé d’un œilleton et d’une réglette mobile qui sert à la fois à mesurer la vitesse par le temps de passage entre les deux fils transversaux et la dérive par son inclinaison sur la carlingue.

Le lieutenant de vaisseau Le Prieur a réalisé un appareil appelé le « navigraphe » qui enregistre graphiquement tous ces résultats en même temps que la vitesse et la direction du vent. En mer, faute de repères, une bouée, phosphorescente la nuit, peut être jetée pour servir de point de visée. A chaque instant, le navigateur peut ainsi, connaissant sa dérive et sa vitesse, modifier sa route non plus au sentiment mais en tenant compte d’éléments approchés qui lui assurent une exactitude suffisante dans la plupart des voyages, où, de temps à autre, la reconnaissance de certains points lui permet de se situer exactement et de corriger les erreurs possibles d’observation et les écarts inévitables de pilotage à la boussole surtout par temps agité.

Pour de très longues traversées, sans aucun repère possible, la navigation astronomique devient nécessaire telle que l’a pratiquée l’amiral portugais Coutinho dans son raid transatlantique Lisbonne-Brésil, déterminant au sextant sa position par les mesures habituelles de la hauteur du soleil, utilisant soit l’horizon naturel quand il était clair, soit un niveau à bulle quand il était invisible.

Aux appareils de navigation proprement dits dont je n’ai énuméré que les principaux, s’ajoutent les instruments de contrôle de la sécurité et de la régularité du vol, car les sens, mêmes affinés du pilote, ne suffisent pas à percevoir les multiples conditions dans lesquelles se trouve son appareil. La vitesse relative par rapport à l’air, principe même de la sustentions en vol, ne peut descendre au-dessous d’une certaine limite sans exposer l’appareil à la chute brusque et dangereuse, caractéristique de la « perte de vitesse »; par contre, son accroissement indique que l’appareil pique et peut subir des efforts dangereux si le pilote ne réduit pas les gaz… La petite trompe en aluminium, imaginée par Badin, fixée comme une antenne à un mât de la cellule, constitue un anémomètre très sensible, grâce au courant d’air qui, en la traversant, crée à l’intérieur une dépression proportionnelle au carré de la vitesse. Cette dépression est transmise à une capsule manométrique dont les mouvements sont amplifiés par une aiguille placée sous les yeux du pilote. Du même inventeur un autre anémomètre utilise au contraire la pression créée par le courant d’air à l’extrémité d’un tube cylindrique, pression dépendant également de la vitesse et dont elle sert à mesurer les variations. De Gramont de Guiche a créé dans le même but un petit alternateur, actionné par un moulinet à air et dont le courant est dirigé sur un écouteur téléphonique placé dans le casque du pilote où il produit un son musical dont la fréquence dépend de la vitesse de l’avion. Le pilote peut donc consacrer son attention visuelle à la surveillance de ses autres instruments de bord, tout en étant immédiatement prévenu par l’ouïe des variations de hauteur du son et par suite de la vitesse de son avion.

Des girouettes qui se mettent d’elles-mêmes dans le lit du vent donnent l’incidence, c’est-à-dire l’inclinaison des filets d’air par rapport aux ailes et permettent de voler dans les conditions les plus économiques, et surtout d’éviter les incidences dangereuses voisines de celles où l’appareil pourrait « s’engager ».

Par ailleurs, dans la brume, les nuages ou la nuit, sans horizon ni repère, le pilote n’a aucune· notion de l’horizontale: il ignore si son appareil est cabré ou piqué, s’il est droit ou incliné. Il est arrivé qu’ayant perdu toute notion de l’horizontalité, certains pilotes sont sortis des nuages complètement couchés sur le côté. Aussi ! Est-il nécessaire que des appareils accusent toute inclinaison transversale ou longitudinale. Les plus simples sont des clinomètres à liquide coloré qui indiquent sur une petite échelle verticale la pente de l’avion. D’autres (Bonneau, Derrien, Le Prieur) utilisent la propriété de l’axe d’une toupie gyroscopique de conserver sa position verticale malgré les inclinaisons de sa cage. La rotation de la toupie est entretenue par le courant d’air, et les diverses inclinaisons de l’avion sont traduites par un rayon lumineux émanant d’une source fixée à l’avion et réfléchi par un miroir solidaire du gyroscope.

Le contrôleur de vol Badin réunit en un seul appareilles trois indications primordiales du pilotage: la vitesse grâce à un anémomètre, la stabilité de route grâce à un indicateur de virage qui, par un dispositif gyroscopique, signale toute déviation de la route, et enfin la stabilité transversale grâce à une combinaison du gyroscope et d’un niveau à bulle cintré rempli d’un liquide amortisseur dans lequel se déplace une bille métallique.

A tous ces appareils viennent s’ajouter sur la planche à instruments de bord, placée sous les yeux du pilote: l’altimètre, la montre, les indicateurs du nombre de tours de chaque moteur, de la température de l’eau de refroidissement et de l’huile de graissage, de la quantité restante de combustible et de lubrifiant dans chaque réservoir, la commande des feux de route et des signaux, etc.

Les oscillations incessantes de ces multiples aiguilles reflètent donc la vie des organes complexes qui constituent le gigantesque oiseau. A elles seules, elles accaparent toute l’attention du pilote: il faut donc, aux côtés de ce dernier, un collaborateur chargé entièrement de la route doué d’un sang-froid à toute épreuve, d’une connaissance profonde de toutes les méthodes de navigation aérienne, et aussi du « sens marin » le plus aigu. La téléphonie sans fil, la radiogoniométrie, et le balisage lumineux des routes aériennes dont nous parlerons plus tard donnent chaque jour plus d’importance à son rôle trop longtemps méconnu.

Dès aujourd’hui, dans les grandes étapes aériennes, la science et l’habileté du navigateur sont aussi nécessaires que l’endurance et la virtuosité du pilote. Ces deux hommes de valeur égale partagent les mêmes risques: ils ont droit à la même gloire.

Pierre CAYLA