AV Sud-aviation CONCORDE

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Un Concorde d'Air France à l’atterrissage à l'aéroport international du Kansai au Japon, en 1994.

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Avion de ligne supersonique
Constructeur
•  Sud-Aviation
•  BAC

Équipage :3 navigants techniques et 6 navigants commerciaux

Premier vol 2 mars 1969


Mise en service 21 janvier 1976


Retrait 26 novembre 2003


Production 20 exemplaires (dont 6 non commerciaux)


Années de production 1967 – 1979


Dimensions 
Longueur 61,66 m


Envergure 25,60 m


Hauteur 12,19 m
Aire alaire 358,25 m²
Masse et capacité d'emport
Max. à vide 79,3 t
Max. au décollage 185,1 t
Max. à l'atterrissage 111,1 t
Kérosène 119 500 l
Passagers
100 passagers en version commerciale ou 110 suivant les besoins


Fret 4,35 t

Motorisation
Moteurs 4 turboréacteurs Rolls-Royce/Snecma Olympus 593 Mk.610
Poussée unitaire 169,3 kN
Poussée totale 677 kN
Performances
Vitesse de croisière maximale 2 145 km/h (Mach 2,02)
Vitesse maximale 2 369 km/h (Mach 2,23)
Autonomie 6 200 km
Altitude de croisière 16 000 à 18 000 m
Vitesse ascensionnelle 25,41 m/s
Charge alaire 440 kg/m²
Rapport poussée/poids 0,373

Développement

Un Concorde dans la courte livrée d'Air France, aux couleurs de la marque de boisson Pepsi, en avril 1996.
Encouragés par les progrès de l’aviation supersonique depuis le franchissement du mur du son par Charles Yeager et son Bell X-1 en 1947, Américains, Soviétiques, Britanniques et Français se lancent dans une course au premier avion supersonique commercial à la fin des années 50.

Coopération franco-britannique

L'entreprise française Sud-Aviation et l'entreprise britannique Bristol Aeroplane Company développèrent respectivement leurs supersoniques Super-Caravelle et Bristol 223. Ces derniers étaient financés par leurs gouvernements respectifs, ceux-ci tenant à contrer la domination aérienne américaine. Dans les années 1960, les deux projets étaient déjà bien avancés, mais les énormes coûts de développement des appareils amenèrent les États à faire collaborer les deux entreprises6. Le développement du Concorde fut donc plus un accord international franco-britannique qu'un accord commercial entre les constructeurs. Le traité de coopération, dont les discussions durèrent environ un an, fut signé le 29 novembre 19626 par Geoffroy de Courcel, ambassadeur de France au Royaume-Uni, et Julian Amery, ministre britannique de l'Aviation.
British Aircraft Corporation (BAC) et Sud Aviation se partagèrent les coûts de l'appareil, Bristol Aero Engines (racheté par Rolls-Royce en 1966) et SNECMA firent de même pour développer le turboréacteur dérivé du Bristol Olympus. Les Britanniques voulaient un modèle long-courrier (transatlantique) alors que les Français voulaient un moyen-courrier. Le 25 novembre 1964, à la suite des élections générales britanniques du 15 octobre qui conduisent à la victoire du parti travailliste, le Royaume-Uni se retire du projet, mais fait volte-face deux mois plus tard.

Concord ou Concorde

Le 13 janvier 1963, le président français Charles de Gaulle suggéra que l'avion soit baptisé « Concorde » et, le 24 octobre, une première maquette grandeur nature du « Concord » sans « e » fut présentée ; une polémique s'ensuivit sur le nom de l'avion. Le ministre britannique de la Technologie Tony Benn mit fin à la polémique en annonçant : « Le Concord britannique s'écrira désormais avec un « e » car cette lettre signifie aussi Excellence, England, Europe et Entente ».

Conception

Les travaux d’étude débutèrent l’année suivante, conjointement dans les bureaux de la BAC et de Sud Aviation. Un cahier des charges fut défini, et se voulait très innovateur : l’avion devait être capable de voler à plus de Mach 2.0, en emportant 70 passagers minimum sur une liaison transatlantique. Il faut dire qu’il était alors en concurrence directe avec le Boeing 2707, le Lockheed L-2000 et le Tupolev 144.
L’opinion publique reste d'abord dubitative quant à la conception d’un avion de ligne supersonique, seulement quatre ans après la mise en service de la Caravelle.
Selon le cahier des charges, Concorde allait être le premier avion civil au monde à disposer de commandes de vol électriques et analogiques, de turboréacteurs à postcombustion, d’un pilote automatique et d’une aile néogothique développée par l’ONERA en France. C’est d’ailleurs ce même organisme qui assurera toutes les études aérodynamiques du fuselage et des ailes grâce à des maquettes et une soufflerie supersonique. Tous les plans étaient alors entièrement dessinés à la main, parfois en échelle 1:1. Le principal outil de calcul et de simulation sera l'ordinateur CDC 3600 du centre de calcul de Courbevoie de Sud-Aviation qui sera connecté à des machines-outils à commande numérique fonctionnant dans l’usine toulousaine de l’avionneur.
C’est également un des premiers programmes aéronautiques au monde à bénéficier d’un simulateur de vol pour l’entrainement des équipages d’essais.

Innovations techniques

Beaucoup d'améliorations technologiques très communes dans les avions de ligne actuels furent utilisées pour la première fois avec le Concorde.
Le Concorde fut le premier avion civil à disposer de commandes de vol entièrement électriques et analogiques : en vol supersonique se produisait une augmentation importante de température sur la cellule, ce qui provoquait l'allongement du fuselage. Comme une transmission par câbles aurait été trop compliquée, on a opté pour des commandes entièrement électriques. Toujours pour la même raison, l'avion disposait de turboréacteurs reliés en « thrust-by-wire », ancêtres des turboréacteurs actuels contrôlés par FADEC.
Le pilote automatique permettait une gestion automatique de la puissance — un dispositif plus connu de nos jours sous le nom d'« auto-manette » —, autorisant un contrôle « mains libres » (ou hands off) de l'avion de la montée initiale à l'atterrissage.
L'électricité à bord était produite par des IDG (Integrated Driving Generator), prédécesseurs de même technologie que ceux montés sur les avions actuels (Airbus et Boeing). Le Concorde disposait de trois circuits hydrauliques à haute pression de 28 MPa (soit 4 000 PSI) pour les composants légers à circuits hydrauliques utilisant un liquide hydraulique à huile synthétique (M2 V) résistant à la température.
Pour le freinage, le Concorde était équipé d'un système SPAD (acronyme de « Système perfectionné anti-dérapant ») de contrôle de glissement, c'est-à-dire de l'écart de vitesse entre roues freinées et roues non freinées. Par rapport au principe de contrôle de la décélération angulaire des roues freinées, ce système permettait de réduire les distances d'arrêt de 15 % sur sol sec et d'améliorer la sécurité sur sol mouillé. Ce système a été repris par Airbus et sur les avions militaires français à partir du Mirage F1. Le système de freinage était contrôlé électriquement. Une commande agissait sur une servovalve faisant interface entre la consigne électrique d'entrée et la grandeur hydraulique (débit ou pression) agissant sur les freins hydrauliques. Ce système remplaçait les commandes classiques hydromécaniques, plus lourdes et plus complexes à installer. Ce système a été complété sur les avions d'Airbus par l'orientation de la roue avant sur l'A320. Des disques de freins en carbone ventilés offraient un gain de masse de 500 kg par rapport à des disques en acier, ainsi qu'une meilleure tenue à l'échauffement.
Le rééquilibrage des masses (gestion du centrage) permettait une optimisation des performances. Pendant toutes les phases de vol, le carburant était déplacé entre les divers réservoirs afin de positionner au mieux le centre de gravité par rapport au centre de poussée dans la phase de vol concernée (centrage avant en subsonique, centrage arrière pour le vol supersonique).
Des pièces étaient usinées à partir d'une ébauche unique (et non issues d'un assemblage), ce qui permettait de réduire la masse et la nomenclature des composants. Les gouvernes de direction et élevons étaient constitués de matériaux composites. Toutefois, il s'est révélé que le vieillissement du matériau entraînait des pertes partielles de gouvernes, particulièrement de direction.
Certaines de ces nouveautés technologiques avaient vingt ans d'avance. Si les coûts de conception étaient élevés, cela a toutefois permis aux constructeurs aéronautiques français et anglais de rester dans la course avec les États-Unis, puis de créer Airbus. Nombre de ces améliorations sont maintenant des standards dans les avions de ligne actuels.

Coopération Rolls-Royce / SNECMA

Pour atteindre des vitesses supersoniques, il fut décidé que le Concorde utiliserait une version modifiée du Bristol BE10 Olympus, turboréacteur à double flux avec postcombustion qui équipait alors le bombardier stratégique anglais Avro Vulcan et le chasseur TSR.2. Rolls-Royce Plc, alors propriétaire du groupe Bristol Engines, s’associa à la SNECMA pour développer l’Olympus 593 destiné à être monté sur le Concorde.
En effet, l’association des deux groupes n’en était pas à son coup d’essai :
- en 1922, SNECMA (alors appelée Société des Moteurs Gnôme et Rhône) avait acquis une licence afin de construire le moteur en étoile Bristol Jupiter ;
- en 1951, la SNECMA avait à nouveau signé un accord pour fabriquer sous licence le moteur à piston sans soupapes appelé « Hercule », destiné à l’avion Nord 2501 « Noratlas » ;
- à l’inverse, Bristol acheta une licence SNECMA concernant le brevet de l’inverseur de poussée, en échange d’une licence de production du réacteur Orpheus, qui sera monté sur l’Étendard VI.
La répartition du travail de chaque société fut ainsi la suivante : Rolls Royce se chargeait de développer un nouveau réacteur de performances basé sur le BE 10 Olympus tandis que SNECMA se chargeait d’y adapter une postcombustion, un canal d'éjection à tuyère variable, un ensemble d’éjections secondaires incluant un dispositif d'inversion de poussée et un silencieux rétractable.
Le moteur qui en découla et qui fut monté sur les Concorde de série fut le Rolls-Royce/SNECMA Olympus 593, équipé des tuyères SNECMA Type 28.

Assemblage et présentation au public

Le prototype Concorde français au décollage lors de son premier vol, le 2 mars 1969 à l'aéroport de Toulouse-Blagnac. André Turcat se trouve aux commandes.

L'assemblage d'un premier prototype, Concorde 001, débuta à Toulouse en avril 1966 et l'avion sortit des hangars le 11 décembre 1967 sous l'immatriculation F-WTSS, « TSS » signifiant « Transport SuperSonique ». Au moins une section fut construite en Grande-Bretagne, puis acheminée à Toulouse via Cherbourg dans un des ferries de la compagnie Townsend Thoresen : le jeu entre le colis et la porte du ferry n'excédait pas 10 cm de chaque côté. Un second prototype, immatriculé G-BSST, sort des chaînes le 19 septembre suivant. L'avion est présenté officiellement, le 11 décembre 1967. Il est ensuite présenté à la population toulousaine le 28 janvier 1968.
Ces prototypes ne voleront pas immédiatement, subissant pendant plusieurs mois des essais au sol, essentiellement de commandes de vol, de motorisation (point fixe), des systèmes de pressurisation de la cabine, et les essais de fatigue de la structure. Se feront également plusieurs essais de roulage volontairement interrompus pour tester l’efficacité des barrières de fin de piste

Premier vol et essais

Le premier vol d'essai de Concorde 001 eut lieu au-dessus de Toulouse, le 2 mars 1969.
L’évènement est sans précédent. Bien qu’il ait été reporté de trois jours en raison d’une mauvaise météo, plus de 400 journalistes de tous les pays se ruent autour de l’avion, et des milliers de spectateurs s’amassent dans les gradins et les champs aux alentours de l’aéroport pour espérer le voir enfin s’envoler. À 15 h 38, l’équipage composé des pilotes d’essai André Turcat et Jacques Guignard, de l’ingénieur Henri Perrier et du mécanicien navigant Michel Rétif reçoit l’autorisation de décollage. Les chaines de télévisions retransmettent l’évènement en direct. Après une course de 1 500 m, Concorde décolle à la vitesse de 180 kt, avec un angle de dix degrés. Il monte à l’altitude de 9 000 pieds, ou il rejoint un Gloster Meteor et un MS Paris II, chargés de filmer l’évènement. Ayant reçu l’ordre de ne pas actionner le nez ni les trains pour éviter une éventuelle panne hydraulique, le pilote ne dépassera pas la vitesse de 290 kt. Au cours du vol, il va procéder à des essais de gouvernes, changements d'altitude et de vitesse. Après 27 min de vol, il se présente en finale à 170 kt, toujours escorté par les chasseurs français. Il se pose en douceur, freine grâce au parachute d’empennage, et rejoint le parking, où les journalistes se ruent pour interviewer l’équipage. Turcat déclarera en sortant de l’avion : « La machine vole, et je peux ajouter qu’elle vole bien ! »
Le prototype 001 fut rejoint pour les essais par Concorde 002, qui vola pour la première fois un mois plus tard, le 9 avril depuis le Bristol Filton Airport (en).
Ces vols donnent ainsi le coup d'envoi au plus long programme d'essai de toute l'histoire de l'aéronautique civile.
L'équipage complet du premier vol (de gauche à droite) : Henri Perrier, Jacques Guignard, André Turcat et Michel Rétif.

Concorde effectua sa première entrée dans le domaine supersonique le 1^er octobre 1969 au cours du 45^e vol, piloté par Jean Pinet. Le 4 novembre 1970, au cours de son 102^e vol, il atteignit Mach 2, vitesse qu'il maintient pendant une durée de 52 minutes. Le programme d'essais en vol se déroulant sans incident, cette version de développement commence les démonstrations destinées au grand public le 4 septembre 1971. Deux appareils de préproduction sont également construits pour les essais, en plus des prototypes. Le premier (n^o 101) est construit à Filton ; il intègre plusieurs modifications par rapport aux prototypes, dont une voilure plus grande, de 25,6 m d'envergure, un fuselage rallongé et une verrière sur le nez à la place des hublots. Le second appareil (n^o 102), de construction française, est le premier à avoir l'aspect et les dimensions des futurs avions de série ; le cône de queue est allongé, portant la longueur totale à 61,66 m, et les tuyères 28 à coquilles sont équipées pour la première fois. Les deux premiers avions de série sont également engagés dans le programme d'essais, le premier d'entre eux vole le 6 décembre 1973.
Au cours des essais, Concorde établit des records de vitesse et d'altitude. Le 16 mars 1973, Concorde 001 atteint une altitude de 68 000 pieds, soit plus de 20 700 mètres. Le record de vitesse est établi le 26 mars 1974 à Mach 2,23 par Concorde 101.

En juin 1973, peu avant d'être retiré des vols, le prototype 001 est équipé d'appareils de mesure afin de suivre une éclipse de Soleil totale. Le vol a lieu le 30 juin, entre l'aéroport de Gran Canaria (îles Canaries) et Fort-Lamy (maintenant N'Djaména) capitale du Tchad, avec André Turcat aux commandes. L'avion vole à plus de Mach 2,05, à plus de 17 000 mètres d'altitude, et reste ainsi dans l'ombre en suivant l'éclipse pendant 74 minutes.
Les essais des Concorde enregistrent plus de 5 000 heures de vol sans trop de problèmes, les appareils de présérie et les deux premiers avions de série servant à terminer la mise au point, notamment des entrées d'air. Au total, plus de 2 000 heures de tests sont réalisées à vitesse supersonique. Avec autant d'heures d'essais, le Concorde est testé environ quatre fois plus longtemps qu'un avion commercial subsonique moyen ou long-courrier. « Malgré sa construction relativement simple, le Concorde est de loin l'avion civil le plus cher qui ait jamais été construit ».

Commandes et vols de démonstration

En l'absence de toute étude de marché, le consortium estime un potentiel de commandes de plus de cent avions, passées par les principales compagnies aériennes de l'époque. En 1967, un volume global de 69 commandes (plus vraisemblablement des options) est annoncé16. Cinq commandes fermes d'appareils sont effectuées par British Airways le 5 avril 1972, la compagnie aérienne devenant ainsi le premier client de l'avion. Le 2 juin 1972, le second prototype 002 effectue des démonstrations au Moyen-Orient et en Extrême-Orient. Celles-ci se concluent par un nombre important de commandes pour l'avion, 74 commandes ou options étant prévues par seize compagnies aériennes, dont huit nord-américaines.