TPE sur le Rafale


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I) Histoire du Rafale

Il a fallu beaucoup de travaux, un grand nombre d’expériences le plus souvent périlleuses pour en arriver au prototype du Rafale, fleuron de l’armée de l’air et de l’aéronautique françaises. Pour constater l’avancée technologique que représente cet appareil, il faut étudier l’histoire des efforts humains pour voler, puis il faut s’intéresser à sa conception, ensuite au développement du projet dont il est l’objet, le comparer aux appareils lui faisant concurrence et enfin le situer dans le marché international.

1) Résumé de l'histoire de l'aviation

Mis à part la légende de Dédale et Icare, les premiers travaux scientifiques sur le vol datent du XVe siècle. En effet, Léonard de Vinci met au point les grands principes de plusieurs appareils volants. Ses travaux ne sont redécouverts et utilisés qu’au XVIIIe siècle. A l’époque, il ne s’agit que d’appareils plus légers que l’air. C’est en Angleterre que les premiers planeurs apparaissent avec sir George Cayley, l’un des plus grands pionniers de l’époque sur cet appareil.

En 1877, Alphonse Penaud, un ingénieur français, établit les plans d’un planeur motorisé qui sera utilisé jusqu’en 1910. On lui doit en particulier son travail sur les trois problèmes majeurs dans l’aviation : la résistance de l’air, la résistance de l’appareil et la légèreté de l’appareil. Il est aussi à l’origine de nombreuses propriétés sur l’atterrissage et sur le virage de tout avion. Les frères Wright aux Etats-Unis et Clément Ader en France utiliseront ses recherches et arriveront à faire les premiers vols à bord d’aéroplanes motorisés (Clément Ader en 1890, les frères Wright en 1903). A la suite de nombreux essais, de grands exploits se succèdent : Géo Chavez franchit les Alpes, Louis Blériot survole la Manche et Roland Garros traverse la Méditerranée.

La Première Guerre mondiale ne stoppe pas les progrès de l’aviation, bien au contraire ; elle favorise son essor en la destinant à des usages militaires. Dès 1912, une loi est votée pour le recours aux avions comme outils de renseignements. Les premiers combats aériens datent d'octobre 1914. Roland Garros invente le tir à travers l'hélice en janvier 1915. D'ailleurs, des "as de guerre" apparaissent tel que le Baron Rouge (Manfred Von Richthofen), le capitaine Fonck, Guynemer, … A cette époque, les avions sont constitués de bois, de toile et de corde. Ce n'est qu'à partir de 1930 qu'apparaissent les avions constitués de métal grâce à la découverte de l'Alclad (alliage à base d'aluminium). A la suite de cette découverte, l'aviation civile et militaire se développe fortement : apogée de l'aéropostale, avec Saint-Exupéry et Mermoz, et du transport aérien commercial (création de lignes jusqu'en Afrique du sud), inventions de la turbine et du radar.

La Seconde Guerre mondiale provoque un énorme foisonnement des appareils volants : création de la fusée, développement des différents types d'avions (chasseur, bombardier, avion de transport).

La fin de cette guerre permet l'élaboration de l’avion à réaction qui est toujours utilisé de nos jours. En 10 ans, de 1945 à 1955, la vitesse des avions a augmenté de 850 km/h. De nos jours, l'avion est devenu irremplaçable tant pour ses activités commerciales que militaires.

2) Conception

Au début des années 1970, l'armée de l'air française se trouve dépassée par l'aviation militaire américaine et soviétique : mise en service des chasseurs F-15 et F-16 aux Etats-Unis et MiG-29 et Su-27 en Russie. Aussi, les ingénieurs se penchent sur l'aspect polyvalent du prototype. Il doit ainsi pouvoir remplacer les chasseurs Etendard IVP, Super-Etendard et Crusader pour l'Aéronavale et, pour l'armée de l'air, les chasseurs Mirage III, Mirage F.1, Jaguar et l'avion multirôle Mirage V (reconnaissance, chasse et interception).

Les premières réflexions sur le sujet sont à l'initiative du CPE (centre de prospective et d'évaluation), cette organisation appartenant au ministère de la Défense. On note cependant qu'il propose l'élaboration d'un appareil complètement nouveau alors que précédemment, l'élaboration d'un nouvel avion consiste en l'amélioration d'un ancien modèle. L'avion en question doit répondre à deux types de mission : pénétration/appui tactique et supériorité aérienne. Les caractéristiques principales de l'appareil doivent donc porter sur la maniabilité de l'avion, l'armement varié pour tous types de mission et le moteur qui doit avoir une faible consommation par kilomètre et une importante force de poussée. Les grandes lignes de l'appareil sont tracées : avion biréacteur, voilure en delta et empennage canard. Les systèmes CFAO (conception et fabrication assistées par ordinateur) et CATIA (conception assistée tridimensionnelle active) ont grandement servi pour la définition du Rafale.

TPE Rafale Conception

Rafale B (biplace)

De nombreuses études sont faites dès 1976. Elles se divisent en trois catégories : l’avion, le moteur et le système d’armes. Concernant l’avion, sont réalisés des simulations numériques pour les combats, des essais en soufflerie (…) et l’élaboration d’un avion expérimental (nommé ACX) qui doit permettre de tester les performances de l’appareil. Le moteur est élaboré suivant ses composants et l’essai au banc d’un moteur complet se fait en 1983. L’étude concernant le système d’armes consiste d’abord en l’élaboration du radar lancée en 1981.

Le Rafale est aussi l’objet de tentatives de coopération au niveau européen. Ainsi, les constructeurs britanniques et allemands sont sollicités pour l'élaboration de cet appareil destiné à être livré au début des années 90. Cela lui vaut comme premier nom "Avion de Combat Européen" (ECA). Durant les premières études, les différents pays émettent des besoins différents quant à la structure de l'appareil: pour la Grande-Bretagne, un avion plus grand, pour l'Allemagne, supériorité aérienne, et pour la France, limitation de la masse. Si bien qu'en 1982, les projets sont séparés. Les négociations peuvent se résumer par le schéma ci-dessous :

On fait bien d'autres tentatives de coopération mais, en 1990, la France rompt tout contact à ce sujet avec différents pays tels que l’Espagne, l'Italie, la Belgique, ... La société Dassault-Breguet Aviation devient l'architecte industriel du programme et une association regroupant des coopérants majeurs (Aérospatiale, Matra, ...) couvre l'ensemble des activités du programme.

On met beaucoup de temps (20 ans) à définir les différents membres qui doivent participer à l'élaboration du prototype; mais, une fois définis, les travaux concernant ce projet peuvent être accélérés.

3) DĂ©veloppement

Le 26 janvier 1988, le premier ministre annonce le lancement du programme. A l'origine, il était prévu de construire cinq prototypes : deux monoplaces, un biplace (pour l'Armée de l'air) et deux monoplaces (pour la Marine). Par ailleurs, le lancement du deuxième prototype pour la Marine est abandonné. Quatre avions bancs d’essais sont utilisés pour l’élaboration du programme : un mirage 2000 et trois Mystère XX. En 1991, vole le premier prototype baptisé C01. Les différentes études appliquées sur les avions bancs d’essai sont fortement influencées par le projet ACX, Avion de Combat Expérimental, daté de 1983, durant les périodes de négociations avec le Royaume-Uni et l’Allemagne. Le Rafale A fait son apparition le 4 juillet 1986. Au-dessus d’Istres, le pilote d’essai Guy Mitaux-Maurouard présente le Rafale en action : il monte à plus de 11000 mètres d’altitude et va à une vitesse de pointe de Mach 1,32 (approximativement 1500 km/h). En 1988, le Rafale A réalise des tests d’appontage sur les porte-avions Clemenceau et Foch.

TPE Rafale DĂ©veloppement

Schéma du développement des appareils européen et français

Cependant, la Marine ne fait connaître ses besoins urgents concernant le remplacement de la plupart de ses appareils qu’en 1983. Leur demande engage alors des discussions sur la nécessité d’un appareil commun à l’Armée de l’air et à la Marine. Mais il y a quelques différences pour le modèle de la Marine (tel que le dispositif d’appontage). Le prototype est baptisé Rafale M et présenté au public durant son premier vol en 1991. Ce modèle est aussi caractérisé par un système d’armes différent : il possède une spécialisation de lutte antinavire. Le Rafale B est élaboré pour les missions nécessitant un copilote (B signifie biplace) et le Rafale C pour l’Armée de l’air et aussi pour des missions d’interception, d’escorte, …

4) Ses rivaux

L’élaboration du prototype Rafale en France est voisine de celle d’un appareil européen : l’Eurofighter Typhoon. Cet avion provient de la rupture de la France avec l’Allemagne et l’Angleterre pour le développement d’un avion commun. En 1985, l’Espagne et l’Italie se joignent au programme pour son développement, qui donne quelques années plus tard l’Eurofighter Typhoon. En 2008, le premier appareil est reçu par le Royaume-Uni. Sa principale faiblesse réside dans son avionique (matériel technologique) dépassé et dans son manque de polyvalence (polyvalence pourtant inscrite dans le cahier des charges).

Le JAS-39 Gripen, ou « griffon », est un appareil développé par la Suède dans les années 1980. L’élaboration du programme connaît quelques difficultés : des problèmes de financement et de défauts techniques. Cet appareil a été conçu pour être comme le Rafale et l’Eurofighter un avion polyvalent, mais à très faible coût, ce dont ses capacités se ressentent. Il a une autonomie d’une heure et demie, très faible pour un avion de chasse (le Rafale a une autonomie de trois heures et demie).

Le F-22 Raptor est un appareil américain furtif spécialisé dans l’interception air-air. Elaboré vers la fin des années 1980, il présente beaucoup de problèmes techniques, comme le maintien de la furtivité de l’appareil, des défaillances des circuits hydrauliques et d’alimentation en oxygène, ou la trop faible taille de ses trains d’atterrissage (les réacteurs aspirent tous les objets laissés sur la piste de décollage).

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De la gauche vers la droite : Eurofighter, Gripens et F-22

Grâce aux évaluations et aux exercices menés par différents pays (dans le schéma ci-dessous par la Suisse en 2009, et lors des exercices de l’ATLC 2009 pour le F-22), on peut voir que le Rafale tient tête au F-22, et qu'il surpasse largement l’Eurofighter et le Gripen. Le F-35, le Soukhoï 35 et le T-50 PAK sont des concurrents potentiels du Rafale, mais n’étant pas encore en service et n'ayant effectué aucune mission de guerre, aucune comparaison objective n’est possible.

TPE Rafale Exercices

On peut simplement dire, d'après les prévisions des constructeurs et les vols d'essai, que :

Le F-22 : en construction

Le F-35 : en construction

Le Soukhoï 35 a les mêmes performances que le Rafale, excepté une vitesse maximale plus importante (2500 km/h), un taux de monté plus faible (17 km/min), et une distance de décollage et d'atterissage plus élevée (550 mètres et 670 mètres). Son moteur Saturn AL-31 à poussé vectorielle est plus puissant (20 tonnes de poussée), mais l'avion est beaucoup plus lourd (17 tonnes à vide, 35 tonnes max, capacité d'emport de 15 tonnes) et sa consommation est beaucoup plus élevée (1.92 lb/(lbf·h)). Il est également muni d'un radar à plus longue portée (350 km), mais moins performant (absence d'antenne active, pas de cartographie, poursuite de "seulement" 30 cibles). Il n'a pas d'équivalent au SPECTRA français, et son OLS et bien moins performant que l'OSF du Rafale (portée pratique de 20 km en air-air et 30 km en air-sol, près de 5 fois moins que le capteur de Thalès). Son armement est plus diversifié, mais il est moins bien équipé pour le "Dodfight". Le Su-35 est enfin plus grand, avec près de 22 mètres de longueur et 15 mètres d'envergure.

Le T-50 :en construction

5) Export

Le Rafale, malgré ses impressionnantes capacités, n’a pas vraiment réussi à décrocher de gros contrats à l’étranger. A chaque présentation en vue de futures négociations, le Rafale semblait inadapté et ses concurrents tels que le F-35 ou le Gripen présentaient les différentes demandes exposées.

En 2002, les Pays-Bas proposent un contrat où entrent en compétition le Rafale avec d'autres appareils américains et européens. Finalement, c'est un des avions américains qui est choisi car jugé le plus performant.

En 2002, la Corée du sud fait le même choix. Cependant, il est plus appuyé par les relations internationales que par des raisons pratiques. Il en est de même pour le contrat de Singapour : le Rafale est sur le point d'être acheté lorsque les dirigeants décident de prendre un appareil américain pour renforcer leurs liens politiques. De plus, ce choix était appuyé par la faiblesse de la monnaie américaine par rapport à la monnaie européenne. En 2006, l'Arabie Saoudite choisit comme appareil l'Eurofighter car elle possédait déjà des appareils anglo-saxons tels que le F-15.

Pour les contrats envisagés avec le Maroc en 2007, la France commence de bonnes négociations mais, enchaîne faute sur faute dans l'organisation du contrat, si bien que le Maroc décide finalement d'entreprendre des négociations avec les Etats-Unis. Pour les contrats suisses en 2011, ce ne sont plus les Etats-Unis qui remportent la compétition car ils n'y participent pas, mais la Suède avec le Gripen grâce à son faible prix. Mais la France essaie actuellement de faire changer la Suisse d'avis en lui proposant ses Rafales au même prix que les Gripen.

De nos jours, la Malaisie essaie d'améliorer son aviation mais ses faibles moyens seraient plutôt un facteur en faveur du Gripen. Sa décision dépendra certainement du choix de l’Inde, avec qui la France a des négociations en cours. Les autorités indiennes ont désigné à la suite d'une compétition ouverte le Rafale comme le meilleur appareil. Les négociations pour 126 Rafales (15 milliards de dollars) sont en cours, et devraient bientôt aboutir.

De plus, le contrat qui était en cours avec le Brésil est un échec pour le Rafale. Les négociations, commencées avec Nicolas Sarkozy il y a quatre ans et que la France considérait comme acquises, se sont révélées être une défaite en faveur de l’appareil suédois. En effet, le but pour le Brésil n’était pas d’acheter un appareil performant mais un appareil répondant aux besoins du pays, c’est-à-dire un avion de combat bon marché pour pouvoir améliorer leur armée de l'air (la rendre plus moderne) tout en respectant une certaine marge sur le budget de financement. Car le Brésil a des besoins de rénovation interne.

Le Qatar commence aussi à s'intéresser aux différentes possibilités que présente le Rafale. Ayant fait un appel d’offre pour 72 avions, il a été vexé par le silence de Washington et, par conséquent, se tournerait plutôt vers l'appareil français. De plus, il a donné un ultimatum pour décembre et, si les Etats-Unis persistent dans leur silence, peut- être le contrat sera-t-il signé en faveur du Rafale avant la fin de l'année.

Le 12 Février 2015 Dassault a enfin réussi à décrocher un contrat de vente pour le Rafale. Après des négociations éclairs (trois mois), l'Egypte a signé un contrat de près de 5 milliards d'euros pour des armes françaises, dont 24 Rafales. Ces ventes, qui assurent le maintien de la chaîne de montage du Rafale pour quelques années et préserve les 7000 emplois liés au Rafale, permet à Dassault d'envisager l'export du Rafale plus sereinement. En effet le PDG Eric Trappier mise sur cet évènement déterminant pour produire le déclic qui permettra à d'autres acheteurs potentiels de se décider (Malaisie, Emirats arabes unis, ...).