Parachute

Le Gascon envolé, estampe.

Le "parachute" de Fausto Veranzio.

L'antiquité et la culture chinoise et arabe mentionnent des cas de sauts, en général à partir d'une tour, freiné à l'aide de dispositif ad hoc (cerf-volant, toile soutenue par des armatures, etc.). Au III^e millénaire av. J.-C., un empereur de la dynastie Xia parvient à sauter hors d'une grange en feu en tenant à bout de bras deux parasols.

En 852, Ibn Firnas, décide de voler en se lançant depuis la grande mosquée de Cordoue à l'aide d'un énorme manteau pour amortir sa chute. En 880, à l'âge de 70 ans, il se fait confectionner des ailes de bois recouvertes d'un habit de soie qu'il avait garni de plumes de rapaces. Il se lance d'une tour surplombant une vallée, et, même si l'atterrissage est mauvais (il s'est fracturé deux côtes), il resta dans les airs un certain temps en vol plané. Il fut observé par une foule qu'il avait par avance invitée. L'historien du XVII^e siècle, Al Maqqari, qui rapporte cette histoire, attribue son échec à l'absence d'une queue à son appareil. Léonard de Vinci suivit une approche semblable et rajouta une queue, mais le système imaginé n'avait vraiment pas assez de surface de sustentation pour fonctionner correctement et il faudra attendre Ader ou les premiers planeurs du XIX^e siècle comme ceux d'Otto Lilienthal pour voir ce concept hérité de la légende d'Icare véritablement fonctionner.

Le projet de "parachute" de Léonard de Vinci.

On rapporte qu'à l'époque de la Renaissance, l'ingénieur croate Fausto Veranzio (Faust Verančić) réussit un saut depuis l'une des tours de Venise. Léonard de Vinci dessine lui aussi une première ébauche de parachute. Newton à la fin du XVII^e siècle donne une explication théorique au comportement des corps pesants et de la résistance de l'air mais n'en tire aucune conclusion pratique[2]. En l'an 2000, l'Anglais Adrian Nicholas teste le modèle de Vinci (7 mètres de côtés) avec des matériaux de la Renaissance. Ce parachute de bois et de toile pesant tout de même 85 kg, la fin de la chute s'effectue avec un parachute moderne[3]. Quelques années plus tard, le 26 avril 2008, le Suisse Olivier Vietti-Teppa refait l'expérience, mais avec une version modifiée et surtout des matériaux d'aujourd'hui ; il se pose avec succès sous un parachute moderne (après avoir abandonné son engin historique)[4].

Le premier parachute de Jacques Garnerin.

Mais l'histoire du parachute n'a pu véritablement commencer qu'à partir du développement d'aéronefs fonctionnels ; montgolfière d'abord, puis avions. Le parachutage de petits animaux est expérimenté dans les années 1780 par des physiciens comme Jean-Pierre Blanchard et Louis-Sébastien Lenormand. Ce dernier invente le terme « parachute », par analogie avec le « parasol » auquel ressemble son engin, qu'il utilise pour sauter de l'observatoire de Montpellier le 26 décembre 1783. Son engin est muni de fortes armatures de bois.

Détermination de la taille du parachute par M. le chevalier Du Buat

En se basant sur ses propres mesures de traînée (dans l'eau[5]) Pierre_du_Buat a calculé en 1786[6] qu'un homme doté d'un parachute de 18 pieds de diamètre (en forme de disque circulaire) pourrait résister « à la commotion qui termine la chute » [c.-à-d. le choc de l'atterrissage], la vitesse d’atterrissage étant fixée à 19 pieds par seconde[7].

Vérification :

Du Buat effectue son calcul en prenant le « poids d’un homme de 150 livres, & celui de la machine[8] de 30 [livres]. » Le texte de du Buat date de 1786. L’unité « de poids » (plus exactement de masse) en France valait alors 0,4895 Kg.

En unité moderne, la masse de l’homme et du parachute est alors : ${\displaystyle (150+30)*0,4895=88,11\,Kg}$>. Et leur poids :${\displaystyle Mg=88.11\,Kg*9,81\,m/s^{2}}$

Cette force en newtons doit être équilibrée par la traînée aérodynamique du parachute. Celle-ci vaut, selon la formule classique[9] :
${\displaystyle \textstyle {\frac {1}{2}}\rho V^{2}SC_{x}=\textstyle {\frac {1}{2}}*1,225(19*0,32484m)^{2}*{\frac {\pi }{4}}(18*0,32484m)^{2}\,C_{x}}$
(en prenant le pied à 0,32484 m)

Tableau récapitulatif des ${\displaystyle C_{x}}$ de corps 3D et 2D.

D'où l'on tire le ${\displaystyle C_{x}}$ d'un disque tel que déterminé par du Buat comme valant ${\displaystyle 1,38}$. Ce n’est pas si mal puisque la valeur admise de nos jours pour le Cx d’un disque est ${\displaystyle \approx 1,17}$ (tableau ci-contre)…

On peut aussi noter que, par hasard, le ${\displaystyle C_{x}}$ souvent utilisé pour le parachute est ${\displaystyle \approx 1,4}$[10] - [11] (valeur très proche des 1,38 que nous venons de dégager) (tableau ci-contre). Ceci signifie que les résultats de du Buat (diamètre de 18 pieds -soit 5,85 m- pour une vitesse terminale de 19 pieds par seconde -soit 22,22 km/h-) sont réalistes.
Attention au fait que le ${\displaystyle C_{x}}$ d'un hémisphère creux, présenté ouverture face au vent, vaut entre 1,3 et 1,4 [12], mais il s'abaisse entre 0,62 et 0,77 lorsque l'on prend comme surface de référence pour le ${\displaystyle C_{x}}$ la surface de voilure posée à plat (surface de la cheminée et des fentes éventuelles y comprises)[12].

Fin 1796, André-Jacques Garnerin réussit le parachutage d'un chien à partir d'un ballon. Il met alors au point un dispositif composé seulement de toile. Avec lui, il s'élance avec succès le 22 octobre 1797 depuis un ballon situé à 915 mètres au-dessus du Tivoli de Paris[13]. Son parachute initial, comme l'engin de Louis-Sébastien Lenormand, oscille dangereusement[14] - [12], problème qu'il résout grâce à l'invention de la tuyère centrale (encore nommée cheminée)[15]. L'engin comporte une coupole et une nacelle accrochés au ballon gonflé à l'hydrogène. À bonne altitude, les cordes qui le retiennent au ballon sont coupées et la nacelle redescend vers le sol retenue par le parachute ouvert au-dessus d'elle. Le 12 octobre 1799, l'élève et future épouse de Garnerin, Jeanne Labrosse, devient la première femme parachutiste[16].

Différentes améliorations sont ensuite apportées au parachute : en 1887, l'Américain Tom Baldwin remplace la lourde nacelle par un simple harnais. Charles Broadwick place le parachute plié dans un sac à dos lacé et en 1908, introduit la tirette d'ouverture automatique. Le 1^er mars 1912 a lieu le premier saut en parachute depuis un avion, effectué par un Américain, Albert Berry au-dessus de Saint-Louis (Missouri) ; son engin, lourd et encombrant, s'est accroché au train d'atterrissage de son avion. Par chance, il atterrit entier. À la même époque la tentative de Franz Reichelt de créer un costume-parachute se solde par la mort de son auteur, lorsqu'il saute, pour l'essayer, du premier étage de la tour Eiffel.

Jean Ors (vers 1920).

En 1912 le Slovaque Štefan Banič invente un parachute en forme de parapluie, et fait don de son brevet (n^o 1108484[17]) à l'armée américaine en 1914.

En 1913, l'Allemand Otto Heinecke met au point le parachute plié et empaqueté avec ouverture automatique à l'éjection de l'avion. Le 21 juin 1913 l'Américaine Tiny Broadwick effectue le premier saut réalisé par une femme depuis un avion. Le 19 août 1913, le Français Adolphe Pégoud, au départ de l'aérodrome Borel à Châteaufort dans les Yvelines, saute de son avion Blériot sacrifié pour l'occasion à 250 mètres du sol. Il heurte avec son épaule l'empennage de son avion et termine sa chute dans un arbre (voir : débuts de l'aviation dans les Yvelines). Le 13 février 1914, à Juvisy, le lieutenant-aviateur Jean Ors saute en parachute d'une hauteur de trois cents mètres depuis un Deperdussin piloté par Lemoine[18] et atterrit sain et sauf. Au cours de la Première Guerre mondiale, le parachute de secours n'est en usage que sur les ballons d'observation. Constant Duclos[19] réalise le deuxième saut militaire, après celui du lieutenant Ors, le 17 novembre 1915. Les équipages partageant sans rémission le sort de leur avion ou dirigeable désemparé ; seul l'empire allemand en équipe ses pilotes, et seulement à partir de 1918. Outre des considérations d'ordre psychologique – il a même été écrit que certains états-majors avaient peur que les pilotes n'abandonnent un peu trop vite leurs avions en cas de danger –, ce retard est avant tout dû au fait que le parachute représente encore un poids significatif pour les appareils de l'époque, légers et de faible puissance, et une gêne pour l'équipage. Du côté allemand, les réticences officielles sont balayées au début de 1918 et le parachute allemand de type Heinecke sauve la vie de nombreux pilotes dont Hermann Göring.

Parachute de la Seconde Guerre mondiale - Musée de Bretagne

Le parachutisme militaire est une idée qui ne peut être mise en œuvre qu'à partir du moment où des avions gros porteurs sont disponibles. Les expérimentations pendant les années 1930, notamment par les Allemands et les Russes (lesquels tentent même des largages à très basse altitude sans parachute, en comptant sur la neige comme amortisseur…), débouchent au cours de la Seconde Guerre mondiale sur des opérations militaires ambitieuses (invasion de la Crète par les Allemands, débarquement allié en Normandie puis tentative de percée en Hollande), souvent très coûteuses pour les « paras ». À cette époque on voit la naissance du largage aérien, où des charges avec parachute sont lancées d'un avion pour ravitailler les troupes au sol. Après la Seconde Guerre mondiale, le parachutisme sportif commence à se développer dans la foulée du parachutisme militaire, mais rapidement les parachutes utilisés et les pratiques s'adaptent à un usage sensiblement différent (les paras militaires sont largués à faible altitude, avec un grand poids en matériel, et avec un dispositif d'ouverture automatique ; les sportifs se lancent à plus haute altitude, font des figures à plusieurs, commandent eux-mêmes l'ouverture du parachute, visent un point très précis etc.). Dans les années 1980, pour cet usage, le parachute classique commence à laisser la place à la voile rectangulaire (développée dans les années 1970, comme les parapentes) et le vocabulaire s'adapte : on distingue le « parachute rond » (le classique) et les « ailes ».

En 1959 et 1960, Joseph Kittinger effectue une série de quatre sauts dans le cadre du projet Excelsior. Le dernier saut, effectué le 16 août 1960, enregistra quatre records simultanés ; le saut en parachute le plus haut (il saute d’une altitude de 31 300 mètres), la plus haute ascension en ballon, la plus longue chute libre (4 minutes et demie), et la plus grande vitesse atteinte par un être humain dans l’atmosphère (avec une pointe de vitesse de 988 km/h).

Parachute de queue.

Actuellement, seuls les militaires restent fidèles à la forme ronde, et encore seulement pour les largages de paras en groupe et en « automatique », mais dans tous les autres cas, l'aile s'est imposée progressivement. La forme ronde, initialement conservée pour l'initiation et les parachutes de secours, a maintenant cédé sa place même pour ces usages. Ceci, grâce à la maniabilité et à la possibilité de mieux piloter l'engin, de contrôler sa vitesse horizontale ou verticale (on peut tomber comme une pierre puis se poser à vitesse quasiment nulle), de faire des figures. Des ailes peuvent supporter sans problème le poids de deux personnes, avec des harnais biplaces, utilisés en initiation. Il n'y a pas de parachutes de secours dans les avions de ligne et de tourisme, que ce soit pour les passagers ou pour l'équipage. Il peut y en avoir dans les avions militaires, les planeurs et les avions de voltige.

L'ouverture d'une voile de secours peut se faire soit :

• manuellement par une procédure de secours (aussi appelée libération, car avant, on libère la voile principale pour qu'elle n'interfère pas avec la voile de secours)
• automatiquement par un déclencheur de sécurité, si à une certaine altitude le parachutiste est toujours à une vitesse de chute anormalement élevée
• automatiquement après une libération lorsqu'un système de type LOR (pour libération ouverture réserve) existe

Une voile de secours se pilote de la même manière que la voile principale. Son ouverture, plus rapide que celle de la voile principale résulte d'une conception différente :

• l'extracteur est propulsé par un ressort
• les suspentes ne sont pas fixées avec des élastiques au POD, mais juste lovées les unes sur les autres
• le POD n'est pas solidaire de la voile
• le glisseur a un trou au milieu qui permet à de l'air de s'engouffrer pour gonfler plus vite la voile

• Résultat d'une procédure de secours (PDS) à la suite d'une mauvaise ouverture de la voile principale
• 
  À gauche en orange, la voile principale qui a été libérée. En blanc, la voile de secours, toujours attachée au sac harnais qui est en noir.
  Le sac blanc qui dépasse de la voile principale c'est l'extracteur de la voile principale qui permet d'ouvrir cette dernière. On le tire à la main. D'où son nom : hand-deploy.
• 
  Les élévateurs (à droite en bleu), les suspentes (blanches), le glisseur de la voile principale (en bleu au niveau des suspentes) et les commandes de la voile principale (en jaune, au niveau des élévateurs). La corde noire sur l'élévateur à droite de l'image, c'est le LOR qui ouvre la voile de secours dès que la voile principale est libérée. Mais il faut tout de même tirer sur la poignée d'ouverture du secours car le LOR est désactivable.
• 
  En haut, le POD de la voile de secours n'est pas solidaire de la voile de secours. L'extracteur de la voile de secours contient un ressort qui a pour but d'éloigner rapidement le POD du parachutiste afin qu'il soit dans le vent relatif et que la voile de secours s'ouvre vite et avec le moins d'interférence possible avec le parachutiste.
• 
  Le sac harnais avec les élévateurs de la voile de secours en bleu et ses commandes en rouge. La voile de secours se trouve en haut du sac harnais et la voile principale en bas.
  La poignée rouge et noire avec le jonc jaune c'est la poignée de libération qui libère la voile principale.
  Le seul élément manquant est la poignée d'ouverture du secours qui a été perdue : la récupération des poignées n'est pas une priorité quand on fait une PDS. Seule la sécurité est essentielle.

• Parachutisme, sport principal utilisant un parachute après une phase initiale de chute libre
• Physique_du_parachutisme, notions sur la Physique du parachutisme et des parachutes

• Base jump, ou saut en parachute depuis un point fixe tel qu'immeuble, antenne, pont ou falaise
• Parapente, de plus grande voilure permettant de planer dans les airs
• Parachute ascensionnel, s'élevant par une traction rapide
• Speed riding alternant ski et parapente
• Kitesurf ou surf des mers tracté par un cerf-volant
• Snowkite ou snowboard tracté par un cerf-volant

• Parachutisme militaire et Troupes aéroportées
• Irvin Aerospace, spécialisé dans la conception de parachutes
• Parachute de freinage s'ouvrant derrière un avion pour son atterrissage sur une piste courte, comme sur un porte-avions
• Physique du parachutisme

• Frein parachute d'un ascenseur et Elisha Otis, son concepteur
• Parachute doré, expression d'entreprise

• Notices d'autorité :

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• Notices dans des dictionnaires ou encyclopédies généralistes :

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• Livre virtuel sur le parachutisme et sa pratique