Très souvent, pour ne pas dire quasiment systématiquement, lorsqu’une personne se fait offrir un saut ou souhaite s’essayer au parachutisme, très rapidement elle va s’intéresser au fonctionnement du parachute, ce qui est tout à fait logique, car sauter depuis un avion n’est pas un comportement inné pour l’être humain. Le parachute, un dispositif essentiel pour le saut dans les airs, est un équipement complexe et fascinant conçu pour ralentir la chute d’une personne ou d’un objet et permettre un atterrissage en douceur. Aujourd’hui, les technologies permettent de sauter en toute sécurité.
Principes Fondamentaux du Parachutisme
Le fonctionnement d’un parachute repose sur des principes aérodynamiques complexes et une séquence d’événements précis. Un parachute fonctionne en créant une résistance à l’air qui ralentit la descente du parachutiste. Le principe fondamental repose sur la création d’une “aile” structurée sous laquelle le pilote peut voler et contrôler sa descente.
Les parachutes modernes sont conçus comme des “ailes semi-rigides”. En vol, ils prennent une forme solide et stable, permettant un contrôle précis. La structure du parachute est composée de plusieurs cellules (généralement sept ou neuf) qui se remplissent d’air pendant la descente. L’avant de chaque cellule est ouvert, permettant à l’air de s’y engouffrer lorsque le parachute se déplace vers l’avant. Cette entrée d’air donne au parachute sa forme et sa rigidité, d’où le terme “parachute à air comprimé”.
La compréhension de la physique du parachutisme est essentielle pour les parachutistes et les concepteurs de matériel. Lors d’un saut en parachute, plusieurs forces interagissent. La gravité est la force constante tirant le parachutiste vers le bas. La résistance de l’air, quant à elle, augmente avec la vitesse, s’opposant au mouvement. Enfin, la portance est générée par la forme de la voilure, permettant un certain contrôle de la descente. En chute libre, le corps humain acquiert une vitesse d'environ 55 m/s (200 km/h). L'emploi du parachute ramène cette vitesse entre 5 et 8 m/s. La vitesse terminale est atteinte lorsque la résistance de l’air égale le poids du parachutiste. Pour un parachute efficace, cette vitesse doit être d’environ 30 km/h (8 m/s). La transition entre la chute libre et la descente sous voile constitue le «choc à l'ouverture» (500 à 600 daN), qui dépend du poids du parachutiste et de sa vitesse en fin de chute libre.
Plusieurs facteurs influencent la chute, tels que la position du corps - une position cambrée offre plus de résistance qu’une position profilée. L’altitude joue également un rôle, car la densité de l’air diminuant avec l’altitude, elle affecte la vitesse de chute. Enfin, le poids du parachutiste influence directement la vitesse de chute et le choix de la taille de la voilure.
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Une Rétrospective Historique : Des Premiers Concepts aux Innovations Modernes
Le concept de ralentir la chute d'un objet ou d'une personne est ancien. Connu depuis longtemps par les Chinois sous forme de grand parasol d'acrobatie construit en bambou et en papier, le parachute dut néanmoins attendre Léonard de Vinci pour être étudié scientifiquement. Plus tard, en 1783, le physicien Sébastien Lenormand se laissa tomber de la hauteur d'un premier étage en tenant dans chaque main un parasol, réalisant ainsi une des premières démonstrations pratiques. Dans ses ascensions publiques, Blanchard lança souvent dans le vide des animaux divers accrochés sous de grands parasols.
La première descente réelle en parachute dans l'atmosphère fut réalisée le 1er brumaire an VI (22 octobre 1797), par André Jacques Garnerin. Il s'éleva en ballon au-dessus du parc des Mousseaux (aujourd'hui parc Monceau) à Paris, puis il se plaça dans une nacelle au-dessus de laquelle était étendue un parachute. Arrivé à 1000 m de hauteur environ, il coupa la corde qui reliait le ballon à la nacelle. Tandis que le ballon explosait, Garnerin descendit en oscillant dangereusement au-dessus de la plaine Monceau. Les oscillations étaient dues à l'air qui s'engouffrait sous le parachute et qui ne pouvait pas s'échapper. C'est Lalande qui proposa alors de ménager une ouverture circulaire au sommet du parachute, ce que l'on appelle aujourd'hui la « cheminée ».
L'intégration du parachute à l'aviation moderne a marqué une étape décisive. La première descente en parachute à partir d'un avion a été effectuée aux États-Unis par le capitaine Berry, qui sauta d'un biplan piloté par Jannus, les 1er et 10 mars 1912 à Saint Louis. Un an plus tard, le 19 août 1913, le pilote français Pégoud abandonna en vol son monoplan Blériot pour se lancer dans le vide au moyen d'un parachute placé sur le haut du fuselage. Dès le début de la Première Guerre mondiale, le parachute fait son apparition comme matériel militaire, non seulement pour sauver la vie des aviateurs et des aérostiers dont l'appareil ou le ballon a été abattu, mais aussi pour déposer des agents de renseignement derrière les lignes de l'adversaire.
Le domaine du parachutisme est en constante évolution, avec des innovations régulières visant à améliorer la sécurité, les performances et le confort. Les fabricants utilisent des matériaux de pointe comme le nylon ultra-résistant pour améliorer la durabilité et les performances des parachutes. La conception assistée par ordinateur (CAO) permet aux ingénieurs de créer des designs de voiles plus performants et de simuler leur comportement suivant diverses conditions météorologiques avant la fabrication. De plus, de plus en plus de parachutes sont équipés de systèmes électroniques avancés, comme des altimètres numériques et des GPS, pour aider les parachutistes à mieux contrôler leur saut. De nouvelles conceptions de voilures, dites “hybrides”, combinent les caractéristiques des parachutes classiques et des parapentes pour des performances améliorées.
Anatomie d'une Voile de Parachute : Les Composants Essentiels
Un parachute moderne est composé de plusieurs éléments clés, chacun jouant un rôle crucial dans son fonctionnement et sa sécurité. Le parachute comporte une voilure, généralement en Nylon, reliée par des suspentes à un système de sangles. Celles-ci constituent un harnais qui répartit les efforts sur le corps du parachutiste, ou un moyen de fixation s'il s'agit de charges inertes. Sur le harnais est fixé un sac en toile, dans lequel la voilure et les suspentes sont placées suivant des règles de pliage strictes.
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Le Sac-Harnais : Le Cœur du Système
Le sac-harnais est l’élément central du parachute. Il remplit deux fonctions essentielles : contenir les voiles, abritant la voile principale et la voile de secours dans deux compartiments distincts, et assurer le maintien du parachutiste. Il est conçu pour répartir les forces d’ouverture et maintenir le parachutiste en sécurité pendant le saut et l’atterrissage. Le sac-harnais moderne est généralement caréné, ce qui signifie que le matériel n’est pas exposé au vent relatif pendant la chute libre, améliorant ainsi l’aérodynamisme. Les éléments du sac-harnais comprennent les sangles principales, appelées “Main Lift Web” (MLW), qui forment la structure principale du harnais. Les cuissardes assurent le maintien des jambes du parachutiste, tandis que la sangle de poitrine stabilise le harnais sur le torse. Enfin, les sangles dorsales relient les parties supérieure et inférieure du harnais.
La Voile Principale : L'Aile du Parachutiste
La voile principale est le cœur du parachute ; c’est elle qui est utilisée dans chaque saut. Il est primordial d’en prendre soin et de connaître son fonctionnement. La voilure principale, c’est le parachute que vous ouvrez et pilotez à chaque saut. Son rôle est de transformer une chute libre à près de 200 km/h en un vol plané tranquille, puis de vous poser en douceur sur une zone précise. Ce n’est pas un simple « frein » : c’est une véritable aile souple que l’on apprend à faire voler. Oubliez le parachute hémisphérique des films de guerre. Une voilure moderne est rectangulaire, faite de caissons (des cellules en tissu) qui se gonflent d’air à l’ouverture et prennent la forme d’une aile rigide.
Les caractéristiques de la voile principale incluent sa taille, qui varie généralement entre 7 et 30 m², adaptée à l’expérience et au gabarit du parachutiste. Les parachutes modernes ont abandonné la forme ronde traditionnelle au profit d’une forme rectangulaire, offrant un meilleur contrôle. Sa structure cellulaire est composée de 7 à 9 “cellules”, qui sont des chambres séparées qui se remplissent d’air pour former l’aile complète. Chaque cellule a une ouverture à l’avant par laquelle l’air entre lorsque le parachute se déplace vers l’avant. La voile principale est généralement située sur le bas du sac-harnais, et son pliage peut être effectué par le parachutiste lui-même ou par un plieur qualifié après chaque saut. Le tissu zéro-porosité, ou ZP, est un tissu enduit qui ne laisse quasiment pas passer l’air, permettant à la voile de rester pressurisée et de conserver ses performances longtemps. Une voilure principale en tissu zéro-porosité tient en général entre 600 et 1 000 sauts avant de perdre ses performances (le tissu devient poreux).
La Voile de Secours : Le Gardien Ultime de la Sécurité
La voile de secours est l’élément de sécurité principal du parachute. Bien que rarement utilisée, il peut arriver que lors d’un saut vous ayez besoin de requérir à la procédure de secours (appelée PDS) qui permet d’ouvrir la voile de secours. Elle est presque identique à la voile principale en termes de structure, mais est conçue avec des profils plus lents et de larges caissons pour favoriser un gonflage rapide. Elle s’ouvre rapidement grâce à un extracteur à ressort qui se déploie dès que la poignée est actionnée. La voile de secours est généralement située dans la partie supérieure du sac-harnais, et son pliage doit être effectué par un plieur qualifié, en raison de sa nature critique pour la sécurité. La voile de secours est une seconde voile, pliée à part et contrôlée par un professionnel, qui ne sert qu’en cas de problème sur la principale. Les parachutes à personnel comprennent le parachute dorsal, ou principal, et le parachute de secours, généralement porté sur le ventre du parachutiste et mis en action par celui-ci au cas où le parachute principal s'ouvre mal ou ne s'ouvre pas du tout.
Suspentes et Élévateurs : Les Liens Vitaux
Les suspentes relient la voilure au harnais. Elles sont organisées en groupes et jouent un rôle primordial dans la forme et le contrôle du parachute. La pratique du parachutisme repose sur un matériel soigneusement conçu et rigoureusement testé. Les suspentes s’usent plus vite que la voile et se remplacent régulièrement. Les voilures principale et de secours sont reliées aux élévateurs par les suspentes. Les élévateurs de secours font partie intégrante du harnais, et les élévateurs principaux sont reliés au sac-harnais par un système de libération dit “système trois anneaux”.
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La Séquence d'Ouverture : D'une Chute Rapide à un Vol Contrôlé
L'ouverture de la voile principale se fait souvent à l’aide d’un extracteur que le parachutiste place dans le vent relatif produit par sa chute. Ce processus est une séquence mécanique précise, non un « pouf » instantané, et se déroule en 3 à 4 secondes, faisant perdre environ 200 à 300 mètres de hauteur.
Le Processus de Déploiement
Lorsque le parachutiste libère son extracteur, celui-ci se déploie dans le vent relatif, tirant le reste du système hors du sac-harnais. L’extracteur se gonfle grâce au vent relatif, créant une force suffisante pour ouvrir le conteneur de la voile principale. Cet extracteur, un petit parachute (hand deploy), se gonfle dès que le parachutiste le lâche. Dès lors, l’extracteur retire l’aiguille de fermeture du sac-harnais qui va s’ouvrir et sortir le POD (nom du sac de déploiement contenant le parachute). La voile est extraite de son conteneur par l’extracteur, et les suspentes se tendent, libérant la voile qui commence à se gonfler progressivement. Les suspentes vont se mettre en tension et sortir des élastiques qui les solidarisent au POD et le ferme. Ce dernier va s’ouvrir et libérer la voile qui va se gonfler progressivement. L’air s’engouffre dans les cellules ouvertes à l’avant de la voile, lui donnant sa forme et sa rigidité. Un glisseur va temporiser l’ouverture de la voile en limitant la quantité d’air qui arrive sous la voile pour qu’elle ne soit pas trop violente. Une fois complètement déployée, la voile se stabilise et le parachutiste peut commencer à la piloter. En tandem, le moniteur gère l’ouverture.
Le Chronométrage et l'Impact de l'Ouverture
Comme mentionné, l'ouverture n'est pas instantanée mais une séquence calculée qui prend quelques secondes. La gestion de ce temps et de la hauteur perdue est cruciale pour la sécurité. Le choc à l'ouverture, bien que significatif, est absorbé par la conception du harnais et la temporisation assurée par le glisseur.
Le Pilotage Sous Voile : Maîtriser le Ciel
Une fois le parachute ouvert, le parachutiste peut contrôler sa descente et sa direction. L’air entre par le bord d’attaque qui est ouvert, il est stocké dans les caissons et ne peut pas s’échapper car le bord de fuite est fermé.
Contrôle Directionnel et Freinage
Les parachutes sont équipés de lignes de pilotage situées à l’arrière de la voilure, appelées commandes. Lorsque l’on tire une commande, cela ferme les caissons correspondants par l’intermédiaire des suspentes, ce qui permet de tourner. Ces commandes permettent au parachutiste de tourner à droite en tirant sur la commande droite, et de tourner à gauche en tirant sur la commande gauche. Elles sont situées à l’arrière du parachute et permettent également au parachutiste de freiner en tirant simultanément sur les deux commandes. En tirant sur les deux poignées simultanément, le parachutiste peut ralentir sa descente en aplatissant la voile. À hauteur des épaules, cela correspond à 50% de freinage, et à hauteur des hanches, vous êtes à 100% de freinage, mais attention au décrochage !
Techniques de Pilotage Avancées
Au-delà des commandes, les élévateurs offrent des possibilités de pilotage plus avancées. Les élévateurs avant permettent d’accélérer et de plonger. Les élévateurs arrière servent à infléchir la trajectoire si une commande est inutilisable. Mais l’essentiel du vol - diriger, gérer le vent, viser la zone - se fait aux commandes.
L'Art de l'Atterrissage : Une Fin en Douceur
L’atterrissage est une phase importante, voire la plus importante, du saut en parachute. Le parachutiste évalue le vent et choisit sa zone d’atterrissage. En utilisant les commandes, le parachutiste ajuste sa vitesse d’approche.
L'Approche et la Gestion de la Vitesse
L'approche finale exige une gestion précise de la vitesse et de la direction, prenant en compte les conditions de vent. Le déplacement vers l'avant, permis par la conception en aile de la voilure, est ce qui vous permet de tourner, de remonter le vent, de viser un point au sol et de freiner net au moment de poser. Sous une voile école, on file à environ 30 km/h (autour de 9 m/s) tout en descendant en pente douce : la voile parcourt 2 à 3 mètres vers l’avant pour 1 mètre de hauteur perdue - c’est ce qu’on appelle sa finesse.
Le "Flare" (Arrondi) : La Manœuvre Cruciale
Juste avant le contact avec le sol, le parachutiste tire sur les deux commandes pour freiner et “arrondir” sa trajectoire. Le flare (ou « arrondi ») est le geste le plus important du vol : c’est lui qui transforme une descente de plusieurs mètres par seconde en un poser tout en douceur, parfois au pas. Juste avant de toucher le sol, on abaisse franchement et symétriquement les deux commandes. Tout l’enjeu est le timing et la symétrie : flarer trop tôt fait remonter la voile puis redescendre (on « décroche »), flarer trop tard ne freine pas assez. Après cette manœuvre, le parachutiste atterrit en douceur, généralement en courant quelques pas pour absorber l’énergie résiduelle.
Typologie et Caractéristiques des Voiles : Adaptées à Chaque Usage
Il existe différents types de parachutes, chacun ayant ses caractéristiques spécifiques, qui ont évolué avec le temps et la technologie.
Le Parachute Rond : Le Classique Fonctionnel
Le parachute rond est le type de parachute le plus ancien et le plus traditionnel. Sa conception est simple, facile à entretenir et à replier. Il offre une ouverture douce et rassurante, mais ses performances sont limitées, étant moins performant que les modèles plus récents en termes de vitesse de descente et de contrôle. Le parachute à voilure pleine ne permet pas de déplacement horizontal différent de celui de la masse d'air dans laquelle il descend.
Le Parachute Carré ou Rectangulaire : La Performance Moderne
Le parachute carré ou rectangulaire est le type de parachute le plus couramment utilisé aujourd’hui dans le parachutisme sportif. Il permet un meilleur contrôle, une meilleure manœuvrabilité et un atterrissage plus précis. Sa structure cellulaire est composée de plusieurs cellules qui se gonflent d’air. Ce type de voile offre une performance accrue, avec une meilleure finesse et une vitesse de descente plus faible que les parachutes ronds. Les parachutes servant au parachutisme sportif, par opposition au parachutisme militaire, ne sont plus des parachutes de type hémisphériques (conçus pour le largage en masse pour la mise à dispositions des troupes sur le champ de bataille et ayant une capacité de manœuvre très limités) mais des « ailes », ayant une vitesse horizontale, pouvant se diriger, mais ne pouvant reprendre de l’altitude comme un parapente.
Le Parachute Triangulaire : Stabilité et Secours
Le parachute triangulaire combine certaines caractéristiques des parachutes ronds et carrés. Il est utilisé comme parachute de secours la plupart du temps, mais reste assez rare. Il offre une stabilité améliorée en vol par rapport aux parachutes ronds et conserve une ouverture progressive. Le contrôle est intermédiaire, meilleur que les parachutes ronds, mais moins que les carrés.
Voilures Hémisphériques, à Fentes et à Tuyères : Variantes Historiques et Spécialisées
Les voilures sont le plus souvent de forme hémisphérique, et d'une surface variant de 75 à 50 m², suivant qu'elles sont «pleines», à «fentes» ou à «tuyères». Pour un parachute de type «aile», la voilure rectangulaire a une surface réduite à 22 m².
La voilure à fentes permet d'orienter à volonté l'écoulement de l'air et de donner ainsi au parachute une vitesse propre de l'ordre de 2 m/s. La voilure à tuyères, mise au point par l'ingénieur français P. Lemoigne en 1960, augmente encore ces possibilités : sur la périphérie de la coupole sont répartis des orifices en forme de tuyères, dont les orientations sont commandées à volonté pendant la descente. Il est ainsi possible d'ajouter jusqu'à 5 m/s à la vitesse de la masse d'air ambiante, ce qui donne une bonne manœuvrabilité au parachute et permet une relative précision dans le choix du point d'atterrissage. Ce parachute, appelé «Olympic», a connu un grand développement, tant pour une utilisation militaire, car il autorise l'arrivée sur des zones étroites et facilite les regroupements, que pour un emploi sportif, donnant naissance à des compétitions de «précision d'atterrissage».
L'Importance de la Surface de la Voile et la Charge Alaire
La surface d'une voile de parachute est un paramètre fondamental qui influence directement ses performances et son comportement. Nous avons tous déjà en tête une idée de la surface d'une voile de parachute, et son estimation est souvent un exercice de résolution de problème. Dans certaines études, une surface minimale d'environ 25 m² est déterminée pour des parachutes standards.
La Charge Alaire : Indicateur de Performance
Toutes les voiles ne se valent pas, et surtout : c’est la voile qui s’adapte au pilote, jamais l’inverse. La charge alaire (ou wingload) est le chiffre clé pour comprendre le comportement d’une voile. Elle se calcule en divisant le poids total équipé (en livres) par la surface de la voile (en ft²). Par exemple, un parachutiste de 80 kg plus 10 kg de matériel représente un poids total de 90 kg, soit environ 198 livres.
Plus la charge alaire est élevée, plus la voile est rapide, plate dans les virages et exigeante à l’atterrissage. À l'inverse, plus elle est basse, plus la voile est lente, stable et tolérante. Un débutant vole généralement avec une charge alaire autour de 0,7 à 1,0, tandis qu'un pilote très expérimenté peut dépasser 1,8 sur des voiles de compétition. Plus la voile est chargée, plus elle est rapide et plate : les virages prennent de la vitesse, la marge d’erreur à l’atterrissage diminue et la moindre faute se paie cash. Plus on progresse, plus on vole une voile petite, rapide et nerveuse. Il existe des grandes voiles à 9 caissons, de forme carrée ou semi-elliptique, très tolérantes, offrant une ouverture douce, une vitesse réduite et un gros pardon à l’atterrissage. À l'opposé, les voiles entièrement elliptiques sont nerveuses, avec des virages vifs et un plané plat. Les voiles très chargées, souvent cross-braced (avec des renforts internes), sont destinées au pilotage engagé, au swoop et à la compétition.
La Réglementation Française : La Directive Technique n°48 (DT 48)
En France, le choix de la taille de voile n'est pas libre. La Fédération Française de Parachutisme encadre la surface minimale autorisée en fonction du poids nu du parachutiste et de son nombre de sauts, via la Directive Technique n°48. Le calculateur fédéral ajoute automatiquement 10 kg pour l’équipement. Cette directive établit trois règles principales : les surfaces indiquées sont des limites à ne pas dépasser vers le bas (il est toujours possible de voler plus grand) ; un aménagement de −11 % est possible uniquement sur autorisation d’un directeur technique ou d’un initiateur Bi5/B5 ; et chaque changement de type ou de taille de voile impose une formation spécifique d’au moins 3 sauts validée par un cadre. Il est important de noter que pendant la formation, le débutant vole sous une grande voile école adaptée à son poids, choisie par l’école. La taille minimale utilisable par la suite dépendra du nombre de sauts et du poids, dans le cadre de la DT 48.
Sécurité et Maintenance : Garantir l'Intégrité du Matériel
La sécurité est primordiale dans le parachutisme, et elle repose en grande partie sur l’équipement et sa maintenance rigoureuse.
Les Systèmes de Sécurité Intégrés
Plusieurs systèmes de sécurité sont intégrés au parachute. La voile de secours est toujours présente en cas de défaillance de la voile principale. Un déclencheur automatique est un dispositif qui ouvre automatiquement le parachute de secours si le parachutiste n’a pas ouvert son parachute à une altitude prédéfinie. En France, un déclencheur de sécurité est obligatoire et a pour but d’ouvrir automatiquement le parachute de secours dans le cas où le parachutiste serait encore en chute à une altitude donnée. Enfin, un système de libération permet au parachutiste de se débarrasser d’une voile principale défectueuse avant d’ouvrir la voile de secours. Le temps mis par l'utilisateur pour constater une mauvaise ouverture et pour déployer le parachute de secours impose une hauteur minimale de largage de 300 m, ramenée à 150 m en opérations de guerre.
Entretien et Contrôle Rigoureux
La maintenance et le contrôle sont essentiels. Le pliage régulier des voiles, en particulier la voile de secours, doit être effectué par des spécialistes qui les déplient, les contrôlent et les replient. Une inspection des composants est cruciale : tous les éléments du parachute, y compris le harnais, les suspentes et les systèmes d’ouverture, doivent être inspectés régulièrement pour détecter tout signe d’usure ou de dommage. Les composants usés ou endommagés doivent être remplacés selon les recommandations du fabricant.
Applications Diverses du Parachute : Au-delà du Saut Humain
Si l'image la plus répandue du parachute est liée au saut humain, ses applications s'étendent bien au-delà.
Parachutes à Matériel : Du Léger au Lourd
Les parachutes à matériel sont utilisés pour le largage de charges. Ils peuvent être soit des parachutes à personnel déclassés en raison de la porosité acquise par leur voilure et dont la charge est alors limitée à 100 kg, soit des parachutes dits «lourds», supportant des charges allant jusqu'à 1500 kg. Ils sont utilisés, suivant le type et le poids des charges, soit seuls, soit en grappe de 2 à 10. Toutefois, l'encombrement des voilures après déploiement (500 m² pour le plus grand), mais aussi les possibilités techniques des avions porteurs limitent actuellement les charges à 8 tonnes.
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