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Fuselage

Le fuselage[1] est la carcasse en forme de fuseau constituant le corps d'un avion ou d'un planeur et dont la forme facilite la pénétration dans l'air. Il est, avec la voilure[2], l'empennage et le train d'atterrissage, un constituant de la cellule d'un aérodyne. Il est aménagé pour contenir la charge utile transportée, ainsi que le poste d'équipage. Le fuselage est le point d'attache de la voilure et de l'empennage ainsi que, fréquemment, le train d'atterrissage. Il peut aussi contenir tout ou partie du groupe motopropulseur.

Fuselage d'un Boeing 737 (en marron).

La forme d'un fuselage est étudiée pour réduire sa traînée aérodynamique, d'où son nom, issu du verbe fuseler qui signifie littéralement rendre étroit. Les avions pressurisés ont souvent une section circulaire qui résiste mieux aux contraintes. Les hydravions ont un dessous de fuselage en forme de coque planante pour se poser sur l'eau. La configuration classique est de type « tube et aile » (Tube And Wing ou TAW[3]).

Sur les ULM et sur les anciens avions le fuselage peut se réduire à une poutre ou un treillis. Au début du XXIe siècle, tous types d'avions confondus, l'utilisation d'alliages à base d'aluminium reste la plus courante mais les matériaux composites font une percée notable pour les avions de transport de passagers et pour les avions militaires de combat.

Description

Le fuselage peut être fabriqué de différentes manières :

  • les hĂ©licoptères possèdent gĂ©nĂ©ralement un fuselage partiel dont l'arrière est une poutre ou une structure en treillis ;
  • il existe des appareils Ă  deux fuselages parallèles identiques : Savoia-Marchetti S-55 (1925), le Twin Mustang, etc. ;
  • il existe des appareils Ă  trois fuselages parallèles (les deux fuselages latĂ©raux Ă©tant diffĂ©rents du fuselage central) : P38 lightning ;
  • certaines rares machines comme le Vought XF5U "Flying Pancake" ne comportent qu'un fuselage sans ailes; la portance est assurĂ©e par la forme du fuselage (qui est une aile de très faible allongement) ;
  • certains avions ne possèdent aucun fuselage, ou un fuselage peu diffĂ©renciĂ© de l'aile. Les ailes volantes, comme le B-2 Spirit par exemple, sont des avions constituĂ©s uniquement par une aile, supportant elle-mĂŞme les gouvernes, les moteurs, le cockpit.

Types de construction

Structure de fuselage en treillis
  • La structure en treillis, constituĂ©e de barres longitudinales reliĂ©es par des verticales et des diagonales, le tout formant une structure triangulĂ©e rigide. La poutre en treillis ainsi formĂ©e est recouverte ensuite, par des revĂŞtements en tissu aĂ©ronautique (tissus naturels ou matĂ©riaux synthĂ©tiques). Cela permet de crĂ©er une structure de fuselage lĂ©gère et très pratique pour installer tous les Ă©quipements lors de la construction grâce Ă  l'accessibilitĂ© totale tant que le recouvrement n'est pas posĂ©. Le recouvrement (prĂ©vu pour rĂ©sister seulement Ă  l'air) est relativement fragile au poinçonnement. Ces structures en treillis sont souvent en balsa très lĂ©ger pour maquettes d'avion, en bois (Orville et Wilbur Wright utilisèrent l'Ă©pinette blanche et par la suite, ce fut l'Ă©picĂ©a de Sitka qui fut le matĂ©riau de structure le plus apprĂ©ciĂ©), en tubes d'acier ou en alliages lĂ©gers (avions modernes).
  • Plus rare, la structure gĂ©odĂ©sique a Ă©tĂ© conçue par l'ingĂ©nieur Barnes Wallis et utilisĂ©e par le constructeur Vickers, entre les deux guerres mondiales. La technique consistait Ă  assembler des lattes de bois posĂ©es en couches diagonales croisĂ©es, ce qui permettait de crĂ©er des fuselages lĂ©gers et solides. Ce type de construction a Ă©voluĂ© pour devenir la construction monocoque.
  • Les fuselages monocoques sont des coquilles dont les parois constituent l'unique structure. Les premières constructions de ce type ont Ă©tĂ© faites en contreplaquĂ© moulĂ© (comme l'Albatros, lors de la Première Guerre mondiale. La technique moderne consiste Ă  utiliser les fibres synthĂ©tiques (verre, carbone...) imprĂ©gnĂ©es de rĂ©sine polyester ou epoxy. Cette technique de fabrication se prĂŞte bien Ă  la production en sĂ©rie sur moules femelles, gĂ©nĂ©ralement pour des avions lĂ©gers. Des mĂ©thodes rĂ©centes permettent de rĂ©aliser des fuselages de grande taille (moulage par infusion, enroulement filamentaire). La peau du fuselage monocoque peut ĂŞtre raidie sur elle-mĂŞme par un procĂ©dĂ© sandwich : deux peaux rĂ©sistantes de part et d'autre d'une âme lĂ©gère. La technique initiale Ă©tait composĂ©e de peaux en bois et d'une âme en balsa : De Havilland Mosquito, lors de la seconde guerre mondiale). Comme pour la peau monocoque, on peut aussi rĂ©aliser ce sandwich avec des matĂ©riaux composites (fibres verre ou carbone, rĂ©sines Ă©poxy, âmes en mousse synthĂ©tique ou en nid d'abeille mĂ©tallique ou composite).
  • La technique de fuselage semi-monocoque ou Ă  revĂŞtement travaillant est la mĂ©thode la plus utilisĂ©e pour les avions modernes. Les tĂ´les formant la peau sont rivetĂ©es (elles ne sont jamais soudĂ©es, la tempĂ©rature de soudure rĂ©duisant les caractĂ©ristiques mĂ©caniques du matĂ©riau) sur des cadres et des lisses. Cette technique est la plus rĂ©pandue pour des avions, par exemple pour les Airbus ou Boeing commerciaux. Un des avantages de cette technique est que le fuselage peut ĂŞtre construit en plusieurs tronçons, montĂ©s en parallèle, sur des sites diffĂ©rents (par exemple, pour l'Airbus A380, dans des pays diffĂ©rents), puis tous assemblĂ©s sur le site d'assemblage final.

Notes et références

  1. Informations lexicographiques et étymologiques de « Fuselage » dans le Trésor de la langue française informatisé, sur le site du Centre national de ressources textuelles et lexicales, consulté le 30 juillet 2015
  2. Informations lexicographiques et étymologiques de « Voilure » dans le Trésor de la langue française informatisé, sur le site du Centre national de ressources textuelles et lexicales, consulté le 30 juillet 2015
  3. Le fuselage intégré (en anglais Blended Wing Body ou BWB) est une cellule d'avion qui intègre les caractéristiques des fuselages classiques et des ailes volantes dans une configuration hybride.
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