Comment un avion vole ?

Comment un avion vole ? — pour les grands

4 septembre 2026

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Qu’est-ce qui empêche un avion de tomber ?

Un Airbus A320 pèse environ 70 tonnes au décollage, le poids de cinquante voitures. Ce qui le tient en l’air n’a rien de mystérieux : c’est de l’air, en grande quantité, poussé vers le bas. Une aile est légèrement inclinée par rapport à sa direction de vol, et sa face supérieure est bombée. L’air qui la rencontre est dévié vers le bas, par-dessous parce que l’aile le repousse, par-dessus parce que le flux suit la courbure et plonge derrière le bord de fuite.

Isaac Newton a formulé la règle en 1687 : quand on pousse quelque chose dans un sens, on est poussé dans l’autre. En rejetant chaque seconde plusieurs tonnes d’air vers le sol, l’aile reçoit une poussée vers le haut, la portance. Les ailes d’un A320 en croisière déplacent ainsi vers le bas environ 300 tonnes d’air par seconde. On lit souvent que l’air « va plus vite au-dessus de l’aile, donc la pression y est plus faible » : c’est exact, et c’est le même phénomène décrit d’un autre point de vue, pas une cause différente.

Pourquoi un avion doit rouler vite avant de décoller ?

La portance augmente avec le carré de la vitesse : à vitesse double, elle est quatre fois plus forte. Au repos, une aile ne porte rien. Un A320 doit atteindre environ 250 km/h sur la piste pour que ses ailes soulèvent ses 70 tonnes, ce qui lui prend une trentaine de secondes et 2 kilomètres de piste. Un planeur, très léger avec ses grandes ailes fines, décolle dès 80 km/h. À l’inverse, un Rafale chargé a besoin de près de 300 km/h.

Les volets qui sortent du bord arrière des ailes au décollage et à l’atterrissage servent à tricher avec cette règle. Ils agrandissent l’aile et augmentent sa courbure, ce qui permet de voler plus lentement sans tomber. C’est pourquoi l’aile paraît se déplier en approche, et pourquoi elle se replie en croisière : à 850 km/h, la petite aile lisse suffit largement et résiste mieux à l’air.

À quoi servent les moteurs, alors ?

Les moteurs ne soulèvent pas l’avion. Ils le tirent vers l’avant, et c’est la vitesse qui crée la portance. Leur travail consiste à vaincre la résistance de l’air, qui freine l’appareil en permanence. Un réacteur moderne aspire l’air par l’avant grâce à une énorme soufflante de 3 mètres de diamètre, en comprime une partie, y brûle du kérosène et rejette le tout à grande vitesse vers l’arrière. La poussée vient de cet air rejeté, encore une fois selon la règle de Newton.

Si tous les moteurs s’arrêtaient, l’avion ne tomberait pas comme une pierre : il planerait. Un A320 à 10 000 mètres parcourt environ 150 kilomètres en descente moteurs coupés, ce qui laisse le temps de trouver une piste. C’est ce qu’a fait l’équipage du vol US Airways 1549 le 15 janvier 2009, en posant son A320 sur l’Hudson, à New York, après une collision avec des oies. Les turbines des moteurs sont proches cousines de celles qui tournent dans une centrale, décrites dans Comment fonctionne une centrale nucléaire ?.

4 septembre 2026

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Comment un avion tourne et monte ?

Le pilote ne dispose que de trois familles de gouvernes, des surfaces mobiles au bord des ailes et de la queue. Les ailerons, au bout des ailes, bougent en sens inverse l’un de l’autre : l’aile gauche descend, la droite monte, et l’avion s’incline. La gouverne de profondeur, sur la queue horizontale, fait lever ou baisser le nez. La gouverne de direction, sur la dérive verticale, fait pivoter le nez à gauche ou à droite, comme le gouvernail d’un bateau.

Pour tourner, l’avion s’incline et laisse la portance de ses ailes, désormais penchée, le tirer vers l’intérieur du virage. Un virage de ligne s’effectue à 25 degrés d’inclinaison ; les passagers le sentent à peine, parce que leur corps est plaqué sur le siège dans l’axe de l’appareil, pas vers l’extérieur. Pour monter, le pilote relève légèrement le nez et augmente la poussée : l’avion grimpe à environ 2 500 pieds par minute, 760 mètres, après le décollage.

Pourquoi les avions volent-ils si haut ?

Un long-courrier croise entre 10 000 et 12 000 mètres, plus haut que l’Everest. À cette altitude, l’air est quatre fois moins dense qu’au sol. C’est un inconvénient pour la portance, compensé par la vitesse, mais un avantage énorme pour la résistance : l’avion consomme moins de kérosène. On y trouve aussi les courants-jets, des vents de 300 km/h qui raccourcissent les traversées d’ouest en est, comme l’explique Pourquoi y a-t-il du vent ?. Enfin, la plupart des nuages et des orages restent en dessous, dans la troposphère.

Le prix à payer, c’est le froid et le manque d’oxygène : −55 °C dehors, et une pression où un humain perdrait connaissance en moins d’une minute. La cabine est donc gonflée avec de l’air prélevé sur les moteurs, comprimé et refroidi, pour maintenir une pression équivalente à celle d’une altitude de 2 000 mètres. Voilà pourquoi les oreilles se bouchent à la descente, et pourquoi le ciel, vu du hublot, tire vers le bleu marine : il y a moins d’air au-dessus de vous pour éparpiller la lumière, un phénomène décrit dans Pourquoi le ciel est bleu ?.