L'aube de l'aviation militaire
L'aviation durant la Première Guerre mondiale va évoluer rapidement. Environ vingt ans après le premier vol de Clément Ader en 1890, il y avait encore beaucoup de choses à améliorer. Du fait de la faible puissance des moteurs de l'époque, la charge utile pouvant être emportée par un avion était extrêmement limitée. Les appareils étaient construits à base de bois avec des ailes en toile. En 1911, Le capitaine Bertram Dickson, le premier militaire britannique à avoir volé, prophétisa correctement l'usage militaire de l'aviation : « Le ciel est sur le point de devenir un nouveau champ de bataille aussi important que les champs de bataille sur terre et sur mer….En vue de conquérir les airs, il est nécessaire de priver l'ennemi de tout moyen de vol, en le frappant dans les airs, sur ses bases d'opération ou sur ses centres de production. » Il prédit que les avions seront d'abord utilisés pour la reconnaissance mais cela forcera chaque camp à essayer de « gêner ou prévenir l'ennemi d'obtenir des informations », ce qui finira par tourner en une bataille pour le contrôle des airs.
Le premier usage opérationnel d'un avion eut lieu le 23 octobre 1911 au début de la guerre italo-turque, lorsque le capitaine Carlo Piazza réalisa le premier vol de reconnaissance près de Tripoli à bord d'un Blériot XI. Au tout début de la guerre, il y avait encore des débats sur l'utilisation (ou l'utilité) de l'aviation dans la guerre. De nombreux officiers parmi les plus âgés étaient en effet sceptiques. En Allemagne, les succès des premiers Zeppelins ont largement éclipsé l'importance des appareils plus lourds que l'air. D'après un rapport de 1914, l'armée allemande disposait de 230 appareils en août 1914, dont seulement 180 étaient utilisables. Il s'agit principalement d'Etrich « Taube », un monoplan très stable conçu par l'autrichien Igo Etrich et construit en Allemagne sous licence. Le reste des forces se composent de LVG, d'Aviatik et d'Albatros, des biplans à hélice tractive.
La Grande-Bretagne avait pris du retard et reposait largement sur l'industrie aéronautique française, en particulier pour les moteurs. La contribution britannique au début de la guerre ne se montait qu'à trente appareils. En 1914, la France compte 138 avions, répartis dans 23 escadrilles. Il s'agit principalement de Blériot, de Deperdussin, de Farman, de Morane-Saulnier et de Voisin. Les exercices militaires français de 1911, 1912 et 1913 avaient expérimenté la coopération entre l'aviation, la cavalerie et l'artillerie mais la coordination manquait de rapidité et de souplesse.
La révélation de la reconnaissance aérienne
Les premières batailles de 1914 ont prouvé que la cavalerie ne pouvait plus réaliser les missions de reconnaissances du fait de la puissance de feu très élevée des armées du XXe siècle. Les états-majors réalisèrent vite que les avions pouvaient localiser l'adversaire, même si les premières reconnaissances étaient handicapées par la nouveauté des technologies utilisées. Le scepticisme initial et les faibles attentes se transformèrent rapidement en demandes irréalisables pour les appareils de l'époque. Malgré tout, les reconnaissances aériennes jouèrent un rôle crucial lors de la « guerre de mouvement » de 1914 en aidant les alliés à stopper l'invasion de la France. Le 22 août 1914, le capitaine britannique Lionel Charlton et le lieutenant V.H.N. Wadham rapportèrent que l'armée du général allemand Alexandre von Klück se préparait à encercler le BEF, contredisant ainsi toutes les autres sources de renseignement. Le haut-commandement britannique se fia à ce rapport et retira les 100 000 hommes du corps d'armée. Par la suite, lors de la première bataille de la Marne, les avions d'observation découvrirent les points faibles et les flancs exposés de l'armée allemande, permettant aux alliés de prendre l'avantage.
À la fin de 1914, les lignes de ravitaillement allemandes s'étiraient de la Mer du Nord à la Suisse. La guerre de mouvement initiale était terminée et le front s'était stabilisé. Des missions de reconnaissance photographiques permettant de construire une carte du réseau des tranchées ennemies. Des missions de reconnaissance permettant à l'artillerie de tirer sur des cibles invisibles depuis la position de tir. La radio sans fil à bord des avions n'était pas encore très répandue ce qui posait des problèmes de communication. Des missions permettant de communiquer avec l'infanterie durant l'offensive en survolant le champ de bataille. La technologie ne permettant pas de contact radio, les méthodes de communication étaient nécessairement primitives et incluaient le largage de messages depuis l'avion. Le renseignement photographique nait et acquiert ses lettres de noblesse au cours de la Grande Guerre. Dès le début du conflit les ballons captifs sont considérés comme les plates-formes les mieux adaptées à la prise de vues aériennes. La nécessité d'obtenir le plus de détails possible aboutissait à la fabrication d'appareils photographiques de grandes dimensions, particulièrement encombrants.
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La naissance de l'aviation de combat
Comme Dickson l'avait prédit, au début du conflit, les combats aériens furent extrêmement rares : il existe de nombreux exemples de rencontres entre des appareils de reconnaissance rivaux dont les équipages échangèrent uniquement des sourires et des signes. Cette candeur initiale disparut rapidement et les pilotes commencèrent à s'échanger des briques, des grenades et d'autres objets dont des cordes destinées à s'emmêler dans les hélices. Le premier appareil détruit au combat est un Avro 504 de reconnaissance britannique le 22 août 1914 abattu à coups de fusil en Belgique. Le premier avion abattu par un autre fut un appareil austro-hongrois abordé le 8 septembre 1914 par le pilote russe Piotr Nesterov lors de la bataille de Lemberg sur le Front de l'Est. Finalement les pilotes commencèrent à utiliser des armes à feu. Le 5 octobre 1914, le mécanicien Louis Quenault abattit un avion allemand avec une mitrailleuse Hotchkiss Mle 1914 fixée à l'arrière de l'avion que pilotait Joseph Frantz. Il s'agit de la première victoire aérienne de l'histoire à être officiellement homologuée.
Dès 1912, les concepteurs de la firme britannique Vickers expérimentèrent des appareils équipés de mitrailleuses. Le premier résultat concret fut le Vickers EFB.1, qui fut présenté à un show aérien en 1913 et amélioré sous la forme du Vickers F.B.5 en février 1915. Ces pionniers de l'avion de chasse comme le Royal Aircraft Factory F.E.2 et le Airco DH.1 possédaient une configuration propulsive. Cette disposition où le moteur et l'hélice se trouvent derrière le pilote offrait une position optimale pour la ou les mitrailleuses qui pouvaient tirer directement vers l'avant sans être gênées par l'hélice. Cependant, cette configuration offrait moins de puissance qu'une disposition « classique » car les éléments nécessaires à maintenir la queue, plus difficiles à positionner du fait de l'hélice, augmentaient la traînée.
La révolution de la synchronisation
Il y avait une forte demande pour un dispositif permettant de placer la mitrailleuse et l'hélice à l'avant, en particulier pour les appareils monoplaces qui réalisèrent la majorité des combats aériens de la guerre. Il semblait naturel de placer la mitrailleuse entre l'hélice et le poste de pilotage pour que le pilote puisse viser et la relancer au cours d'un combat aérien. Franz Schneider, l'ancien concepteur de chez Nieuport rejoignit la Luftverkehrsgesellschaft et breveta un système de synchronisation le 15 juillet 1913. La mitrailleuse Lewis Mark I utilisée sur la plupart des premiers appareils alliés, se révéla impossible à synchroniser du fait de son cycle de tir en culasse ouverte. La mitrailleuse Maxim utilisée par les Alliés (mitrailleuse lourde Vickers) et par les Allemands (Maschinengewehr 08) utilisait un dispositif à culasse fermée.
La société Morane-Saulnier développa des hélices équipées de « déflecteurs » métalliques à l'endroit où elles pourraient être touchées par les balles. Roland Garros expérimenta ce système sur un Morane-Saulnier Type L en avril 1915. Il réussit à abattre plusieurs appareils allemands mais cela se révéla être une solution inadéquate et dangereuse. Le haut-commandement allemand transféra le Morane de Garros à la société Fokker, qui produisait déjà des monoplans pour l'armée allemande, avec ordre de copier sa conception. Le système de déflecteurs était complètement inapplicable aux munitions allemandes chemisées d'acier, les ingénieurs furent donc contraints de revenir à l'idée de synchronisation qui déboucha sur la série des Fokker Eindecker. Bien que primitifs, ces appareils offrirent à l'Allemagne une nette supériorité aérienne connue sous le nom de « Fléau Fokker » par les Alliés. En juillet 1915, le Fokker E.III devint opérationnel. C'était le premier appareil possédant une mitrailleuse synchronisée qui permettait de tirer à travers l'hélice.
L'essor des chasseurs et de la tactique
Face à la supériorité allemande dans les premiers jours de la bataille de Verdun, le haut-commandement français se décide à investir dans l'aviation de chasse et à publier le nom des meilleurs pilotes, contribuant ainsi à faire émerger des figures quasi-mythiques, les « as » de l'aviation, dont Guynemer est le plus pur symbole. Au commencement de la bataille de la Somme en juillet 1916, la plupart des escadrons du Royal Flying Corps étaient encore équipés de BE.2c qui s'étaient révélés des cibles faciles pour les Eindeckers allemands. Heureusement pour les alliés, deux nouveaux types de chasseurs britanniques étaient déjà en production pour égaler le Fokker : le F.E.2b et le DH.2. Sur le front, le minuscule Nieuport 11 français se révéla un adversaire coriace lorsqu'il entra en service en janvier 1916. Le Fokker E-III, l'Airco DH-2, et le Nieuport 11 furent les premiers d'une longue série d'avions de chasse monoplace utilisés par les deux camps durant la guerre.
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Le Sopwith F.1 Camel était un avion de chasse très estimé de ses pilotes comme de ses adversaires, aux lignes élégantes, d'une grande maniabilité et aux performances élevées, malgré la puissance assez faible de son moteur. Environ 6 000 appareils ont été produits à partir du 22 décembre 1916. Le SPAD S.XIII était une version améliorée du SPAD S.VII, ce qui fait que leur aspect extérieur était très semblable. De plus le S.XIII fut doté d'une deuxième mitrailleuse, ce qui en fit un chasseur redoutable. Le SPAD XIII était l'appareil le plus rapide de l'époque et ses ailes fines lui permettaient d'atteindre une vitesse très élevée en piqué. Le Fokker D.VII était un avion de chasse biplan considéré comme l'un des meilleurs chasseurs de cette guerre. En effet, sa maniabilité, même à haute altitude, ainsi que sa structure très rigide lui ont permis de surclasser nombre de ses adversaires.
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