La forme idéale
d'une aile
Intestices

Nous sommes aujourd’hui habitués à voir des avions passer au dessus de nos têtes, si bien qu’on ne prend plus vraiment le temps de les observer. Pourtant, la forme des avions, et plus particulièrement la forme de leurs ailes, a significativement évolué avec les progrès des sciences et des techniques. Voyons ce qui motive ces évolutions et comment mathématique et informatique se combinent aujourd’hui pour concevoir les avions de demain.

Examinons tout d’abord quel est le rôle d’une aile, pour bien comprendre les enjeux liés à sa conception. Globalement, un avion est soumis à quatre forces principales (voir figure 1 ci-dessous) :

le poids, qui l’attire vers le sol ;
la portance, force générée par les ailes et s’opposant au poids ;
la poussée provenant des réacteurs permettant l’avancée de l’avion ;
et la traînée, force de résistance de l’air freinant l’appareil.

En régime de croisière, ces forces s’équilibrent parfaitement, tandis qu’en phase de manœuvre (décollage, virage, etc.), c’est le déséquilibre de ces forces qui permet à l’avion de changer sa trajectoire. Le rôle des ailes d’un avion est donc de générer suffisamment de portance pour compenser le poids de l’appareil. Mais, en même temps, l’aile doit produire une traînée le plus faible possible. En effet, plus la résistance de l’air est forte, plus l’avion a besoin de poussée pour conserver sa vitesse et plus il consomme d’énergie en rejetant des déchets polluants. La conception d’ailes à faible traînée et forte portance est donc un enjeu important pour l’industrie aéronautique.

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