Comment fonctionne un parachute ?
Très souvent, pour ne pas dire quasiment systématiquement, lorsqu’une personne se fait offrir un saut ou souhaite s’essayer au parachutisme, très rapidement elle va s’intéresser au fonctionnement du parachute ce qui est tout à fait logique car sauter depuis d’un avion n’est pas un comportement inné pour l’être humain.
Si vous souhaitez connaitre les sensations d’un saut en parachute, consultez notre article dédié sur les effets d’un saut en parachute !
Le parachute, un dispositif essentiel pour le saut dans les airs, est un équipement complexe et fascinant conçu pour ralentir la chute d’une personne ou d’un objet et permettre un atterrissage en douceur. Aujourd’hui les technologies permettent de sauter en toute sécurité.
Fonctionnement d’un parachute
Le fonctionnement d’un parachute repose sur des principes aérodynamiques complexes et une séquence d’événements précis.
Principe de base
Un parachute fonctionne en créant une résistance à l’air qui ralentit la descente du parachutiste. Le principe fondamental repose sur la création d’une “aile” structurée sous laquelle le pilote peut voler et contrôler sa descente.
Aérodynamique du parachute
Les parachutes modernes sont conçus comme des “ailes semi-rigides”. En vol, ils prennent une forme solide et stable, permettant un contrôle précis. La structure du parachute est composée de plusieurs cellules (généralement sept ou neuf) qui se remplissent d’air pendant la descente.
L’avant de chaque cellule est ouvert, permettant à l’air de s’y engouffrer lorsque le parachute se déplace vers l’avant. Cette entrée d’air donne au parachute sa forme et sa rigidité, d’où le terme “parachute à air comprimé”
Séquence d’ouverture
Déploiement de l’extracteur : Lorsque le parachutiste libère son extracteur, celui-ci se déploie dans le vent relatif, tirant le reste du système hors du sac-harnais.- Gonflage de l’extracteur : L’extracteur se gonfle grâce au vent relatif, créant une force suffisante pour ouvrir le conteneur de la voile principale.
- Extraction de la voile : La voile est extraite de son conteneur par l’extracteur, Les suspentes se tendent, libérant la voile qui commence à se gonfler progressivement.
- Gonflage des cellules : L’air s’engouffre dans les cellules ouvertes à l’avant de la voile, lui donnant sa forme et sa rigidité.
- Stabilisation : Une fois complètement déployée, la voile se stabilise et le parachutiste peut commencer à la piloter.
Déploiement de l’extracteur : Lorsque le parachutiste libère son extracteur, celui-ci se déploie dans le vent relatif, tirant le reste du système hors du sac-harnais.Vol sous voile
Une fois le parachute ouvert, le parachutiste peut contrôler sa descente et sa direction.
Contrôle directionnel
L’aire rentre par le bord d’attaque qui est ouvert, il est stocké dans les caissons et ne peut pas s’échapper car le bord de fuite est fermé. Lorsque l’on tire une commande, cela ferme les caissons correspondants par l’intermédiaire des suspentes ce qui permet de tourner.
- Lignes de commande : Situées à l’arrière du parachute, elles permettent au parachutiste de contrôler la direction et de freiner.
- Virages : Les parachutes sont équipés de lignes de pilotage situées à l’arrière de la voilure. Ces commandes permettent au parachutiste de :
- Tourner à droite en tirant sur la commande droite.
- Tourner à gauche en tirant sur la commande gauche.
- Ralentir la descente en tirant simultanément sur les deux commandes
- Freinage : En tirant sur les deux poignées simultanément, le parachutiste peut ralentir sa descente en aplatissant la voile, à hauteur des épaules celà correspond à 50% de freinage, à hauteur des hanches vous êtes à 100% de freinage, attention au décrochage !
Atterrissage
L’atterrissage est une phase importante (peut-être la plus importante) du saut en parachute.
- Approche : Le parachutiste évalue le vent et choisit sa zone d’atterrissage.
- Contrôle de la vitesse : En utilisant les commandes, le parachutiste ajuste sa vitesse d’approche.
- Arrondi : Juste avant le contact avec le sol, le parachutiste tire sur les deux commandes pour freiner et “arrondir” sa trajectoire.
- Contact au sol : Le parachutiste atterrit en douceur, généralement en courant quelques pas pour absorber l’énergie résiduelle.
Types de parachutes
Il existe différents types de parachutes, chacun ayant ses caractéristiques spécifiques.
Parachute rond
C’est le type de parachute le plus ancien et le plus traditionnel.
Caractéristiques
- Conception simple : Facile à entretenir et à replier.
- Ouverture douce : Offre une ouverture progressive et rassurante.
- Performances limitées : Moins performant que les modèles plus récents en termes de vitesse de descente et de contrôle.
Parachute carré ou rectangulaire
C’est le type de parachute le plus couramment utilisé aujourd’hui dans le parachutisme sportif.
Caractéristiques
- Meilleur contrôle : Permet une meilleure manœuvrabilité et un atterrissage plus précis.
- Structure cellulaire : Composé de plusieurs cellules qui se gonflent d’air.
- Performance accrue : Offre une meilleure finesse et une vitesse de descente plus faible que les parachutes ronds.
Parachute triangulaire
Ce type de parachute combine certaines caractéristiques des parachutes ronds et carrés, il est utilisé comme parachute de secours la plupart du temps mais reste assez rare.
Caractéristiques
- Stabilité améliorée : Offre une meilleure stabilité en vol que les parachutes ronds.
- Ouverture douce : Conserve une ouverture progressive comme les parachutes ronds
- Contrôle intermédiaire : Permet un meilleur contrôle que les parachutes ronds, mais moins que les carrés.
Sécurité et maintenance
La sécurité est primordiale dans le parachutisme, et elle repose en grande partie sur l’équipement et sa maintenance.
Systèmes de sécurité
- Voile de secours : Toujours présente en cas de défaillance de la voile principale.
- Déclencheur automatique : Dispositif qui ouvre automatiquement le parachute de secours si le parachutiste n’a pas ouvert son parachute à une altitude prédéfinie.
- Système de libération : Permet au parachutiste de se débarrasser d’une voile principale défectueuse avant d’ouvrir la voile de secours.
Maintenance et contrôle
- Pliage régulier : Les voiles, en particulier la voile de secours, doivent être dépliées, contrôlées et repliées régulièrement par des spécialistes.
- Inspection des composants : Tous les éléments du parachute, y compris le harnais, les suspentes et les systèmes d’ouverture, doivent être inspectés régulièrement pour détecter tout signe d’usure ou de dommage.
- Remplacement des pièces : Les composants usés ou endommagés doivent être remplacés selon les recommandations du fabricant.
Évolution et innovations
Le domaine du parachutisme est en constante évolution, avec des innovations régulières visant à améliorer la sécurité, les performances et le confort.
Matériaux avancés
Les fabricants utilisent des matériaux de pointe comme le nylon ultra-résistant pour améliorer la durabilité et les performances des parachutes.
Conception assistée par ordinateur
Les logiciels de conception assistée par ordinateur (CAO) permettent aux ingénieurs de créer des designs de voiles plus performants et de simuler leur comportement suivant diverses conditions météorologiques avant la fabrication.
Systèmes électroniques intégrés
De plus en plus de parachutes sont équipés de systèmes électroniques avancés, comme des altimètres numériques et des GPS, pour aider les parachutistes à mieux contrôler leur saut.
Le parachute est un équipement complexe et fascinant, fruit de décennies d’innovation et d’ingénierie. Son fonctionnement repose sur une combinaison précise de principes aérodynamiques, de matériaux de pointe et de systèmes de sécurité sophistiqués. De la voile principale au système de secours, chaque composant joue un rôle dans la sécurité et l’efficacité du saut en parachute.
Voilures hybrides
De nouvelles conceptions de voilures, dites “hybrides”, combinent les caractéristiques des parachutes classiques et des parapentes pour des performances améliorées.
Physique du parachutisme
La compréhension de la physique du parachutisme est essentielle pour les parachutistes et les concepteurs de matériel.
Forces en jeu
Lors d’un saut en parachute, plusieurs forces interagissent:
- Gravité : Force constante tirant le parachutiste vers le bas.
- Résistance de l’air : Augmente avec la vitesse, s’opposant au mouvement.
- Portance : Générée par la forme de la voilure, permettant un certain contrôle de la descente.
Vitesse terminale
La vitesse terminale est atteinte lorsque la résistance de l’air égale le poids du parachutiste. Pour un parachute efficace, cette vitesse doit être d’environ 30 km/h (8 m/s).
Facteurs influençant la chute
- Position du corps : Une position cambrée offre plus de résistance qu’une position profilée.
- Altitude : La densité de l’air diminuant avec l’altitude, elle affecte la vitesse de chute.
- Poids du parachutiste : Influence directement la vitesse de chute et le choix de la taille de la voilure.
De quoi est composé un parachute ?
Composition d’un parachute
Un parachute moderne est composé de plusieurs éléments clés, chacun jouant un rôle crucial dans son fonctionnement et sa sécurité.
Le sac-harnais
Le sac-harnais est l’élément central du parachute. Il remplit deux fonctions essentielles :
- Contenir les voiles : Le sac-harnais abrite la voile principale et la voile de secours dans deux compartiments distincts.
- Assurer le maintien du parachutiste : Il est conçu pour répartir les forces d’ouverture et maintenir le parachutiste en sécurité pendant le saut et l’atterrissage.
Le sac-harnais moderne est généralement caréné, ce qui signifie que le matériel n’est pas exposé au vent relatif pendant la chute libre, améliorant ainsi l’aérodynamisme.
Éléments du sac-harnais
- Sangles principales : Appelées “Main Lift Web” (MLW), elles forment la structure principale du harnais.
- Cuissardes : Elles assurent le maintien des jambes du parachutiste.
- Sangle de poitrine : Elle stabilise le harnais sur le torse du parachutiste.
- Sangles dorsales : Elles relient les parties supérieure et inférieure du harnais.
La voile principale
La voile principale est le cœur du parachute. C’est elle qui est utilisée dans chaque saut. Il est donc primordial d’en prendre soin et de connaître son fonctionnement.
Caractéristiques de la voile principale
- Taille : Entre 7 et 30 m², adaptée à l’expérience et au gabarit du parachutiste.
- Forme rectangulaire : Les parachutes modernes ont abandonné la forme ronde traditionnelle au profit d’une forme rectangulaire, offrant un meilleur contrôle.
- Structure cellulaire : La voile est composée de 7 à 9 “cellules”, qui sont des chambres séparées qui se remplissent d’air pour former l’aile complète.
- Ouverture avant : Chaque cellule a une ouverture à l’avant par laquelle l’air entre lorsque le parachute se déplace vers l’avant.
- Emplacement : Généralement situé sur le bas du sac harnais
- Pliage : Peut être effectué par le parachutiste lui-même ou par un plieur qualifié après chaque saut
La voile de secours
La voile de secours est l’élément de sécurité principal du parachute, bien que rarement utilisée il peut tout de même arriver que lors d’un saut vous ayez besoin de requérir à la procédure de secours (appelée PDS) qui permet d’ouvrir la voile de secours.
Caractéristiques de la voile de secours
- Similaire à la voile principale : Elle est presque identique à la voile principale en termes de structure.
- Profil plus lent : Elle est conçue avec des profils plus lents et de larges caissons pour favoriser un gonflage rapide.
- Extracteur à ressort : Elle s’ouvre rapidement grâce à un extracteur à ressort qui se déploie dès que la poignée est actionnée.
- Emplacement : Généralement située dans la partie supérieure du sac-harnais.
- Pliage : Doit être effectué par un plieur qualifié, en raison de sa nature critique pour la sécurité
Suspentes et élévateurs
Les suspentes relient la voilure au harnais. Elles sont organisées en groupes et jouent un rôle primordial dans la forme et le contrôle du parachute. Les élévateurs sont les sangles qui relient les suspentes au harnais
Système de libération
Le système de libération, souvent appelé “système trois anneaux”, permet de déconnecter rapidement la voilure principale en cas de problème, facilitant le déploiement de la voilure de secours.
Source : https://www.reddit.com/r/mechanical_gifs/comments/75ltso/how_a_parachute_release_mechanism_works/?tl=fr&rdt=57403
le système d’ouverture
Le système d’ouverture permet un déploiement sûr et efficace du parachute. L’ouverture du parachute principal se fait généralement à l’aide d’un extracteur. Ce petit parachute, une fois déployé dans le vent relatif, tire l’aiguille de fermeture du sac-harnais, initiant la séquence d’ouverture.
Éléments du système d’ouverture d’un parachute solo
- Extracteur manuel : Pour la voile principale, un extracteur manuel est lâché par le parachutiste en chute libre.
- Poignées de contrôle : Deux poignées sur le harnais permettent de gérer une mauvaise ouverture. La poignée de droite sert à la libération de la voile principale défectueuse, tandis que celle de gauche active la voile de secours.
- Déclencheur automatique de sécurité : Un dispositif qui active automatiquement l’ouverture du parachute de secours si le parachutiste n’a pas ouvert son parachute à une altitude prédéfinie.
En France, l’utilisation d’un déclencheur de sécurité est obligatoire. Cet appareil :
Mesure la vitesse de descente et l’altitude (environ 60x/seconde, peut varier suivant le système de sécurité installé).
Ouvre automatiquement le parachute de secours si le parachutiste est encore en chute libre à une altitude prédéfinie.
Peut être mécanique (système FXC) ou électronique (systèmes Cyprès ou Vigil)
Description des poignées d’un parachute solo
Spécificités du parachute tandem
Le parachutiste tandem emporte un parachute plus important capable de supporter le poids de 2 personnes, il est également équipé d’un RSE :
En phase de chute libre le porteur tandem tire le RSE qui sert de ralentisseur, stabilisateur puis extracteur :
- Ralentisseur : Cet élément permet de se stabiliser à 200km/h (ou de passer de 300 km/h à 200 km/h si vous avez profiter d’un peu plus d’accèlération)
- Stabilisateur : Ce petit parachute blanc stabilise le duo à plat durant la chute
- Extracteur : Il permet de donner de l’élan au parachute pour s’ouvrir.
Description des poignées d’un parachute tandem
Le parachute est également équipé de 2 commandes d’ouverture (une à gauche et une a droite qui propulse la voile hors du sac-harnais pour l’ouverture.
Une fois sous voile le porteur tandem utilise les commandes pour se diriger comme pour un parachute traditionnel.
On tire à droite on va à droite, à gauche on va à gauche et les 2 commandes on freine
L’aire rentre par le bord d’attaque qui est ouvert, il est stocké dans les caissons et ne peut pas s’échapper car le bord de fuite est fermé. Lorsque l’on tire une commande, cela ferme les caissons correspondants par l’intermédiaire des suspentes ce qui permet de tourner.
Le passager dispose également d’un équipement spécifique :
- Une combinaison de saut
- Une paire de lunette de saut
- Un harnais sur lequel chaque ensemble sangle/mousqueton a une résistance de 2.5 tonnes, soit une résistance totale de 10 tonnes
Un parachute solo et tandem ne sont donc pas identique comme vu ci-dessus, à noter également une différence de poids et de taille qui s’expmlique par une voile beaucoup plus grande pour les parachutes tandem qui doivent supporter le poids de 2 personnes.
Et pour le pilote de l’avion ?
Le pilote de l’avion est également équipé d’un parachute appelé “parachute de sauvetage”, celui-ci est équipé d’une seule voile qui s’ouvre en tirant sur la poignée située sur la bretelle de gauche (comme pour l’ouverture de la voile de secours pour les parachutes solo et tandem), il peut être également équipé d’un système d’ouverture automatique.
La voile est plus petite qu’un parachute traditionnel et de forme ronde, l’objectif est de sauver la vie du pilote qui aurait sauté de son avion lors d’une panne de celui-ci.
Il est utilisé par les pilotes de voltige, de planeurs et par les pilotes d’avion de largage de parachutistes.
La compréhension approfondie du fonctionnement et de la composition d’un parachute est essentielle non seulement pour les parachutistes, mais aussi pour les ingénieurs et les passionnés d’aéronautique. Elle met en lumière l’ingéniosité humaine dans la conquête des airs et la recherche constante de moyens plus sûrs et plus efficaces pour défier la gravité. Alors que le parachutisme continue d’évoluer, avec l’introduction de nouvelles technologies et de designs innovants, une chose reste constante : le rôle fondamental du parachute comme gardien de la sécurité des sauteurs, leur permettant de vivre l’expérience exaltante de la chute libre tout en assurant un retour en douceur sur la terre ferme.
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