Hélicoptère

Un hélicoptère est un aéronef dont la sustentation et la propulsion sont assurées par des voilures tournantes, couramment appelées rotors, et entraînées par un ou plusieurs moteurs.

La majorité des hélicoptères utilise un seul rotor de sustentation et un rotor anticouple, les autres solutions sont bi-rotors contrarotatifs placés sur le même axe, sur deux axes convergents, en tandem ou sur les côtés.

L'histoire de l'hélicoptère commence au début du XX^e siècle mais les progrès sont nettement plus lents que ceux de l'avion. L'utilisation massive des hélicoptères pendant la guerre du Viêt Nam et le développement des turbomachines marquent un tournant majeur pour apporter la preuve de ses capacités opérationnelles civiles ou militaires.

Comparé aux aéronefs à ailes fixes, l'hélicoptère est d'une conception plus complexe, sa maintenance plus exigeante et le coût de l'heure de vol plus élevé. Son aptitude à pouvoir décoller et atterrir sur des terrains étroits et non préparés le rend indispensable pour certaines missions et fonctions malgré son autonomie et sa vitesse réduites.

Un Eurocopter AS350 BA de la Royal Australian Navy.

Un Bell 206B Jet Ranger III au décollage.

Étymologie

Le mot « hélicoptère » a été inventé par le français Gustave Ponton d'Amécourt, à partir du grec « helix » (« spirale, hélice ») et « pteron » (« aile »). Ce terme est apparu pour la première fois le 3 août 1861 dans une demande de brevet déposée en Angleterre, puis le 16 juillet 1862 dans le certificat d'addition au brevet n^o 49 077 initialement déposé le 3 avril 1861 en France. Cet inventeur construisit avec Gabriel de La Landelle un petit prototype d'hélicoptère à moteur à vapeur, dont la chaudière fut une des premières utilisations de l'aluminium.

Histoire

Film muet des vols d'essais de l'hélicoptère Pescara 2R de et par Raúl Pateras Pescara sur l'aérodrome d'Issy-les-Moulineaux, 1922. EYE Film Instituut Nederland.

L'histoire de l'hélicoptère commence au début du XX^e siècle, comme pour l'avion. Mais l'insuffisance de la puissance des moteurs et les problèmes de stabilité rendent les développements beaucoup plus longs et aléatoires. En dehors de la parenthèse des autogires, l'hélicoptère ne prouve son efficacité potentielle qu'au cours de la Seconde Guerre mondiale. Les Allemands sont les premiers, dès 1936, à concevoir un dessin d'hélicoptère viable et à faire voler un appareil stable. Les scientifiques du III^e Reich ont mis au point, en 1945, des hélicoptères opérationnels, et ont montré leur potentiel au combat. Dès la fin des années 1930, l'Allemagne est devenue, en fait, le centre de développement des hélicoptères.

Les guerres menées dans les années 1950 par la France, en Algérie, et les États-Unis, en Corée puis au Viêt Nam dans les années 1960/1970, démontreront son intérêt militaire pour les missions de pénétration, d'appui-feu, de lutte anti-chars et pour le secours des blessés.

Sur le plan technique c'est l'apparition des turbomachines permettant le développements d'appareils plus lourds, plus rapides et plus fiables, qui donne à l'hélicoptère une place importante au sein des forces armées, de police ou de douane de beaucoup de pays. Sur le plan civil, en raison du coût très élevé de l'heure de vol et de la maintenance, seuls quelques privilégiés, et quelques opérations cruciales, profitent de ce moyen de transport et de manutention.

Configuration générale d'un hélicoptère

Un hélicoptère peut, d'une manière générale, être décomposé en un nombre limité de sous-ensembles : cellule, voilure, groupe motopropulseur, commandes de vol, servitudes de bord, avionique, emports.

La cellule est constituée du fuselage et du train d'atterrissage.

La voilure est constituée, dans la configuration la plus courante, d'un rotor sustentateur unique et d'un rotor anticouple situé à l'extrémité d'une poutre à l'arrière du fuselage. La voilure prend aussi parfois la forme de rotors sustentateurs uniquement, en nombre pair pour éliminer le besoin d'un moyen anticouple. Enfin, pour être complet, on peut mentionner les configurations plus rares suivantes :

• les hélicoptères compound dont la voilure comprend également une aile fixe (Lockheed AH-56 Cheyenne, Eurocopter X3) ;
• les hélicoptères dont la voilure se résume à un seul rotor sustentateur puisque la fonction anticouple est réalisée par d'autres moyens (NOTAR, Eurocopter X3).

Le groupe motopropulseur est constitué d'un moteur à pistons ou d'une ou plusieurs turbines entraînant les rotors.

Pilote aux commandes d'un AS-350 Écureuil.

Les commandes de vol comprennent des leviers et des pédales disposés à l'intérieur du poste de pilotage. Ces éléments sont le plus souvent doublées, pour le pilote et le copilote. Les commandes principales sont :

• le levier de pas cyclique (manche) : le cyclique contrôle l’inclinaison du rotor principal en créant une modification de l'angle d'incidence des pales ;
• le pas général (ou collectif) : le collectif contrôle l’angle de pas de toutes les pales, ce qui a pour conséquence de modifier la portance générée par le rotor ;
• le palonnier augmente ou diminue l'incidence des pales du rotor de queue, et donc la force de poussée générée par celui-ci. Il faut bien avoir à l'esprit que la poussée du RAC doit permettre de compenser le couple généré par le rotor principal. Ainsi, toute variation de la puissance mise en jeu sur le rotor principal, donc de la position du collectif, nécessite une action au palonnier.

Le sous-ensemble des commandes de vol comprend également toute la timonerie reliant les leviers et pédales aux rotors.

Les servitudes de bord, ensemble des systèmes qui fournissent ou transmettent l'énergie nécessaire au fonctionnement de l'hélicoptère ainsi que la vie à bord :

• circuit carburant pour l'alimentation des moteurs ;
• circuit électrique pour l'alimentation de l'avionique et des commandes de vol ;
• circuit hydraulique pour le fonctionnement des commandes de vol, du train d'atterrissage, et autres (treuil...) ;
• circuit d'air conditionné pour le confort des passagers.

L'avionique est l'ensemble des équipements électroniques (capteurs, calculateurs, actionneurs, système de communication).

Les emports

Les différentes formules de rotors

Il existe plusieurs formules de construction d'hélicoptères.

Formule classique

La plus répandue est composée de deux parties essentielles :

1. le rotor principal, dont l'axe est vertical, assure la sustentation (la portance venant de la vitesse de rotation et de l'incidence des pales), le vol en translation dans toutes les directions : verticale, longitudinale (avant, arrière) et latérale. Il assure également le contrôle d'attitude en tangage et en roulis de l'hélicoptère;
2. le rotor de queue ou rotor anticouple, appelé habituellement « RAC » par les pilotes d'hélicoptère, dont l'axe est sensiblement horizontal. Il empêche l'hélicoptère de tourner sur lui-même lorsque le rotor principal tourne et permet d'assurer le contrôle en lacet. Le premier qui utilisa ce dispositif pour son appareil fût le Russe Boris Yuriev en 1912.

Rotors contrarotatifs

Cette formule emploie deux rotors contrarotatifs principaux :

Un Kamov Ka-50 utilisant deux rotors de sustentation coaxiaux.

Un Bristol type 192 Belvedere utilisant des rotors de sustentation dits « en tandem ».

• Avec deux rotors de sustentation en tandem (l'un à l'avant, l'autre à l'arrière). Le principal promoteur a été l'Américain Frank Piasecki.

• Avec deux rotors de sustentation coaxiaux (tournants autour du même axe), comme les appareils du constructeur russe Kamov, qui répondent à cette caractéristique définie en 1862 par Ponton d'Amécourt. La configuration coaxiale est certes complexe, mais permet une très grande stabilité de vol en stationnaire ou à basse vitesse et un encombrement de rotor réduit, ce qui explique son succès auprès des entreprises de travaux aériens lourds qui utilisent fréquemment des hélicoptères russes Kamov.

• Avec deux rotors de sustentation dits « engrenants » (deux axes de rotor en « V »), dont la rotation est synchronisée de manière que leurs pales se croisent sans se toucher pendant la rotation, comme les machines du constructeur allemand Anton Flettner, reprises par l'Américain Kaman, réalisateur du K-Max, qui, de par leur conception, font également l'économie d'un rotor anticouple.

Rotor équipé d'éjecteurs à gaz

Une autre solution consiste à propulser un unique rotor avec des éjecteurs de gaz à haute vitesse positionnés en bouts de pales. Ceci permet de se passer de rotor anticouple, tous les efforts aérodynamiques de trainée étant annulés par réaction. Cette formule n'a été utilisée en série que sur le petit Djinn de la SNCASO, produit dans les années 1950.

La boîte de transmission principale (BTP)

Cette boîte de transmission, élément primordial de l'hélicoptère, permet la transmission de la puissance des moteurs vers le rotor principal, ainsi que vers le rotor anticouple (RAC). Elle est dimensionnée pour répondre à plusieurs contraintes mécaniques :

• réduction de vitesse (entre la prise de mouvement « entrée » et « sortie ») ;
• alimentation des accessoires ;
• renvoi d'angle.

Elle est composée généralement de plusieurs engrenages appelés « planétaires » et « satellites » permettant de réduire la vitesse de rotation de sortie moteur (plusieurs dizaines de milliers de tours par minute pour les moteurs à turbine) et de transmettre la puissance au rotor principal (généralement aux alentours de 200 à 400 tr/min selon le diamètre rotor) ainsi qu'au RAC. Cette transmission de puissance est assumée par des engrenages (droits, hélicoïdaux, trains épicycloïdaux…). Au regard du couple transmis et des spécificités d'utilisation, le graissage est fait sous pression et refroidi par radiateur. La BTP comporte également une ou plusieurs roues libres, pour désolidariser le rotor du moteur pour le démarrage et aussi en cas de panne ou pour permettre l'autorotation sans frein. La roue libre est du type à galets : les galets sont coincés entre l'arbre menant à facettes et l'anneau extérieur de roue libre. Afin d'assurer une transmission de mouvement sans à-coups, un système à ressort plaque les galets contre l'anneau extérieur. Certains constructeurs prévoient un système de décrabotage qui permet de décoincer les galets de façon permanente : cela permet d'alimenter les accessoires sans entrainer les rotors arrière et principal. Les accessoires fixés sur la BTP sont généralement ceux qui ont besoin d'énergie mécanique : la ou les pompes hydrauliques, le ou les alternateurs, un entrainement pour le ventilateur (circuit de refroidissement huile BTP)…

Le rotor principal

Voilure tournante animée par le rotor principal.

Les pales du rotor principal sont généralement entraînées par le moteur au moyen d'une boîte de transmission, appelée par son acronyme BTP (boîte de transmission principale). Cependant on a aussi essayé d'utiliser la force de réaction des gaz d'échappement en extrémité des pales comme sur le Djinn.

Elles ont un profil asymétrique ou symétrique et agissent en rotation suivant le même principe que les ailes d'un avion. Le rotor tournant toujours à vitesse angulaire constante, c'est la variation de l'angle d'incidence des pales (angle formé entre la corde de la pale et le vent relatif) qui provoque une modification du comportement du rotor, et par conséquent de la position de l'aéronef. Pour cabrer par exemple, il faut que le rotor ait un moment à cabrer. On modifie donc l'incidence de la pale de sorte que la portance de celle-ci soit maximale au passage à l'avant de l'appareil, et minimale à l'arrière de l'appareil. L'incidence de la pale varie donc de manière sinusoïdale en effectuant un tour rotor. Cette variation d'incidence est réalisable dans n'importe quelle direction. Elle est contrôlée par le pilote à l'aide du manche cyclique (l'équivalent du manche à balai sur un avion). L'autre manière de contrôler l'incidence des pales est réalisée au moyen du levier de commande du pas général (aussi appelé « pas collectif »), contrôlé par la main gauche du pilote. Cette variation d'incidence est identique sur chacune des pales (modification générale de l'incidence - aussi appelée le « pas » - des pales) et permet de contrôler la portance générale générée par le rotor (pour prendre de l'altitude ou descendre).

Le rotor de queue

Schéma du système NOTAR.

Le mouvement du rotor principal génère un couple de réaction qui a tendance à faire tourner la cellule autour de son axe, et en sens inverse (3^e loi de Newton), sauf dans le cas d'un rotor mû par réaction (voir hélicoptère Djinn, à éjection d'air en bout de pale). Pour contrer cet effet indésirable, on place (pour les hélicoptères à un seul rotor principal), à l'extrémité de la poutre de queue un rotor secondaire plus petit et tournant dans un plan sensiblement vertical appelé « rotor anticouple » (ou RAC). La présence de ce RAC est inutile sur un hélicoptère à principe contrarotatif (ex. : Kamov), c'est-à-dire constitué de deux rotors principaux l'un au-dessus de l'autre et tournant en sens opposés, annulant ainsi l'effet de couple. Le couple de réaction variant en fonction de l'incidence des pales du rotor principal (la résistance au vent est d'autant plus grande que l'angle que forme celui-ci avec la corde des pales augmente). La force à appliquer doit elle aussi pouvoir être réglée par l'intermédiaire du rotor anticouple qui est commandé par deux pédales (le « palonnier ») situées aux pieds du pilote. Selon le sens dans lequel le pilote agit sur le palonnier (enfoncement de la pédale gauche ou de la pédale droite) il augmente l'incidence des pales du RAC, ce qui va davantage contrer le couple du rotor principal (« tirer » la queue), ou il diminue cette incidence et qui aura pour effet de laisser « filer » celle-ci.

RAC d'une Gazelle.

Le mouvement de giration en vol stationnaire est commandé à l'aide du palonnier. Selon que le rotor principal tourne dans le sens horaire comme sur les hélicoptères de conception française, soviétique et russe; ou en sens anti-horaire comme c'est le cas des hélicoptères de conception américaine, britannique, italienne ou allemande (avant la fusion entre la Deutsche Aerospace AG et Aérospatiale pour créer le groupe Eurocopter), le rotor anticouple sera situé d'un côté ou de l'autre de la poutre de queue ou bien son souffle sera dirigé dans un sens ou dans l'autre, s'il est encastré dans un fenestron.

Le rotor anticouple conventionnel peut être remplacé par :

1. pour des questions de sécurité par le système NOTAR (pour « NO TAil Rotor ») qui effectue la même action au travers d'une turbine entraînée par le moteur soufflant dans la queue de l'air éjecté par des fentes (McDonnell Douglas MD-520N). Cette solution possède néanmoins l'inconvénient de ne pas atteindre l'efficacité d'un RAC de conception plus classique, mais par contre diminue les effets parasites d'un vent latéral (absolu ou relatif) ;
2. Une autre solution, afin d'éviter l'emploi d'un rotor anticouple, consiste à placer un deuxième rotor principal à l'arrière et tournant à l'inverse du premier et qui contre le couple de celui-ci (Boeing CH-47 Chinook) ;
3. Une troisième possibilité consiste à utiliser deux rotors principaux contrarotatifs situés côte-à-côte sur des mâts rotor en V comme sur le Flettner Fl 282 Kolibri ou le K-Max de Kaman ;
4. La dernière solution consiste à superposer deux rotors contrarotatifs (dits coaxiaux), comme sur le Kamov Ka-50. Ces deux rotors sont chargés de contrôler l’hélicoptère dans les trois dimensions grâce à l’incidence des pales.

Contrôle horizontal

Pour déplacer l'hélicoptère dans une direction ou une autre, on bascule légèrement la composante de portance du rotor principal dans la direction souhaitée. La force de sustentation, perpendiculaire au plan formé par le rotor en rotation vu de côté et auparavant verticale, va donc être inclinée et laisser « glisser » l'hélicoptère dans le sens désiré. Ceci est obtenu en augmentant de façon sélective l'incidence des pales : celle qui aura une incidence plus grande aura aussi une portance plus importante et aura tendance à se soulever par rapport aux autres, provoquant par là l'inclinaison du rotor.

Pour une pale donnée, au cours de sa rotation, son incidence va donc varier d'un angle donné au départ pour augmenter puis revenir à cette même valeur quand la pale aura terminé un tour complet. Puisqu'à chaque tour les pales connaîtront une modification de leur incidence de façon récurrente, on nomme ces changements d'état la variation cyclique et c'est pour cette raison que la commande qui provoque ces modifications est appelée « commande de pas cyclique », contrôlée par la main droite du pilote (voir l'article consacré au plateau cyclique). En complément, la force de sustentation ainsi inclinée garde la même valeur et voit sa composante verticale, servant effectivement à la sustentation de l'aéronef, diminuer ce qui provoque un enfoncement de celui-ci. Ceci est compensé en augmentant légèrement l'incidence générale des pales (main gauche), action qui demandera aussi une correction au niveau du palonnier.

Les pales sont de plus animées de deux types de mouvements au cours d'une rotation complète du rotor : le battement (« flapping » en anglais) dans le sens vertical et la traînée (« lead/lag » en anglais) dans le sens horizontal. Il s'agit de déplacements angulaires de la partie courante de la pale par rapport au pied de pale qui est fixé au niveau du moyeu rotor. Ces mouvements sont dus aux forces aérodynamiques s'exerçant pendant le vol d'avancement : la dissymétrie de portance est la différence de portance qui existe entre la moitié avançante du disque rotor et la moitié reculante. Elle provient du fait que dans la direction du vol, le vent relatif s’ajoute au vent relatif rotatoire de la pale avançante et se soustrait de celui de la pale reculante. La pale qui passe la queue et qui avance du côté droit de l’hélicoptère possède une vitesse air qui atteint son maximum sur la position 3 h de l’horloge. Lorsque la pale continue, la vitesse air est essentiellement réduite à la vitesse rotatoire de l’air au-dessus du nez de l’appareil. En quittant le nez, la vitesse air décroît progressivement pour atteindre son minimum à 9 heures. La vitesse air ensuite augmente progressivement et atteint de nouveau la vitesse rotatoire en passant au-dessus de la queue. Pour éviter une rupture de la pale aux points sollicités en flexion, celle-ci est équipée d'articulations et de butées ou amortisseurs spéciaux. Les pales modernes en matériau composite s'affranchissent de ces articulations. Le premier hélicoptère sans articulations fut le Bo 105 de Ludwig Bölkow.

Pilotage

Aspects physiques

Vol stationnaire au-dessus de la mer.

Comme pour l'avion, la vitesse relative de l'air et de la voilure génère une action mécanique qui permet à l'engin de voler. On distingue deux composantes de cette action aérodynamique :

• la traînée qui est la résistance à l'avancement. De son action sur le rotor de l'hélicoptère, il résulte un couple tendant à faire tourner l'appareil autour de son axe, d'où la nécessité d'un dispositif anticouple.
• la portance qui soulève l'appareil et oriente l'aéronef.

Le contrôle d'un appareil repose alors sur la gestion de cette portance.

Alors que sur les avions, des volets permettent de modifier la portance des ailes pour virer monter… sur l'hélicoptère, comme sur les éoliennes, on modifie le pas, donc l'inclinaison des pales. Cependant, il existe une différence. Si sur l'avion on agit individuellement sur chaque gouverne, sur l'hélicoptère on contrôle la portance d'une pale suivant sa position (azimut) par rapport à l'axe de l'appareil. C'est le rôle du plateau cyclique, pièce principale du dispositif de commande de vol.

Vol stationnaire

Le rotor de l'hélicoptère étant entraîné à vitesse constante, les déplacements verticaux de l'hélicoptère sont obtenus par la seule modification du pas des pales. À ce stade du vol, la portance des pales reste identique sur un tour du rotor. Il existe une position où la portance globale s'oppose exactement au poids de l'appareil : l'hélicoptère peut rester immobile. Si elle lui est inférieure, l'appareil descend. Si elle est supérieure, il monte.

• 
  Équilibre en vol stationnaire
• 
  Déséquilibre
• 
  Déplacement stabilisé ou vol en translation

Vol en translation

Pour que l'hélicoptère avance il faut une force à composante horizontale. Si on augmente la portance des pales lorsqu'elles passent derrière le rotor, leur plan de rotation s'incline vers l'avant, grâce à une articulation en battement reliant chaque pale à l'axe de rotation, et l'inclinaison de la portance produit la composante horizontale nécessaire. Il reste toutefois une composante verticale principale qui s'oppose au poids permettant le maintien en l'air, et la composante horizontale motrice engendre le mouvement d'avancement, donc accélération jusqu'à une vitesse où la traînée globale (résistance à l'avancement de l'hélicoptère) s'équilibrera avec la composante motrice.

Le principe est le même quelle que soit la direction de déplacement souhaitée.

Cas particulier : le vol en cas de panne de moteur

En cas de panne du/des moteur(s), le pilote d'hélicoptère doit se poser en autorotation, c'est un cas de vol spécifique à l'hélicoptère mais aussi à l'autogire. Cette manœuvre peut s'apparenter au vol plané en avion.

Si le(s) moteur(s) ne tourne(nt) plus, les rotors ne sont donc plus entrainés. Les rotors peuvent continuer à tourner grâce à une roue libre, et au vent relatif qui souffle à travers le rotor principal (loi de Froude). Puisque les pales continuent à tourner, l'hélicoptère ne va pas tomber comme une pierre, sa chute est ralentie, et même contrôlée, seulement ses vitesses horizontales et verticales sont encore trop grandes, le pilote va effectuer différentes actions permettant d'amener son hélicoptère dans une configuration permettant un posé en douceur.

Lors d'une panne moteur, le pilote d'un hélicoptère doit effectuer les actions suivantes :

Mise en autorotation

Il s'agit pour le pilote de baisser rapidement le pas général (jusqu'à la butée de plein petit pas si nécessaire), puis de maintenir un régime rotor dans une plage autorisée (indiqué sur l'instrument correspondant) d'après le manuel de vol du constructeur de l'appareil. Il s'agit de rester en dessous du régime rotor principal maximum autorisé.

Descente

Il faudra ensuite conserver une vitesse horizontale de l'ordre de 50 à 70 kt^{[précision nécessaire]} pendant la descente. Le pilote peut prendre la vitesse qu'il souhaite suivant l'aérologie et le relief. (Le taux de chute pouvant tout de même aller jusqu'à 1 500 - 2 000 ft/min). Le pilote devra alors choisir un secteur d'atterrissage adapté pour se poser avec de préférence une composante de vent de face (c’est-à-dire avec un vent de secteur avant plus ou moins).

Atterrissage

À une hauteur sol dépendant de plusieurs facteurs (le type d'hélicoptère, le taux de descente, de la vitesse propre et aussi de la vitesse sol finale recherchée), il devra tirer sur la manette de pas général pour augmenter la portance et diminuer la vitesse de descente, il faut ensuite réaliser un flare en cabrant la machine. Le flare va permettre de diminuer (casser) la vitesse horizontale afin de pouvoir réaliser un atterrissage, soit glissé en sécurité, soit posé à plat si le sol ou l'environnement ne permet pas un posé glissé.

Phase finale

à une hauteur comprise entre 3 et 10 pieds (soit entre 1 et 3 mètres) reprendre une assiette nulle ou très légèrement positive et soutenir la machine au pas général pour amortir le contact avec le sol en convertissant l'énergie cinétique du rotor en force de sustentation. L'art de l'autorotation réside dans le dosage de cette mise de pas : effectuée trop haut, l'appareil se retrouve sans tours rotor, donc sans portance et risque de heurter le sol violemment, effectuée trop tard ou mal dosée et l'appareil heurte le sol avec une vitesse verticale importante et peut être là aussi être gravement endommagé, voire détruit.

Utilisations

L'hélicoptère possède un avantage considérable sur l'avion : son aptitude à effectuer un vol stationnaire (maintenir une position fixe en vol -ou sustentation-) qui lui permet d'atteindre des endroits inaccessibles à son homologue à voilure fixe qui doit presque toujours utiliser une piste. En contrepartie, l'hélicoptère a besoin d'un moteur bien plus puissant afin de se soulever du sol, limitant en cela sa capacité d'emport.

Les particularités qui font l'intérêt de l'hélicoptère sont sa capacité à décoller et atterrir verticalement, son accès possible aux lieux étroits et la possibilité de se déplacer lentement et dans tous les axes (en particulier latéralement et à reculons). L'hélicoptère est donc doué d'une manœuvrabilité adaptée à un certain nombre de situations spécifiques.

Utilisations civiles

Hélicoptère de secours alpin.

Une grue volante (levage).

Un hélicoptère bombardier d'eau.

On appelle « activités civiles » tout ce qui n'est pas expressément militaire. Elles comprennent donc, en plus des hélicoptères privés et des sociétés de transport de passagers ou de travail aérien, les activités de l'aviation civile dites « parapubliques » comme les services de :

Sécurité et assistance

• police et de gendarmerie (voir aussi recherche et sauvetage) ;
• aide médicale urgente, assistance médicalisée par hélicoptère ;
• lutte contre les incendies par hélicoptère bombardier d'eau (HBE) ;
• sécurité civile, pour l'évacuation d'urgence et le sauvetage de personnes.

Transport

• transport de passagers sur des lignes régulières (comme la liaison Nice-Monaco) ;
• transport à la demande (et baptême de l'air) ;
• transport off-shore (activité spécifique assez différente du transport à la demande, qui consiste au transport d'ouvriers sur des plates-formes pétrolières) ;
• transport de marchandises (hélicoptère de transport ou levage par grue volante de matériel de construction et de travaux) ou bien pour acheminer du matériel ou du fret en urgence pour des usines ;
• dépose de pilote de port (généralement sur des navires pour l'accostage de ces derniers au port) ;

Autres usages

• épandage agricole (dispersion d'engrais ou d'eau sur des surfaces difficiles d'accès) ;
• lutte anti-acridienne : dispersion dans l'atmosphère de produits pour l'élimination d'insectes (généralement en Afrique) ;
• école (pour former des pilotes privées et les professionnels, ou pour maintenir les qualifications et les compétences) ;
• vols techniques : vols de maintenance, vols de relevés topographiques / électriques (dans ces derniers cas l'appareil doit être alors spécialement équipé pour ces types de relevés) ; déclenchement artificiel d'avalanche de neige ;
• vols de prises de vues aériennes ou reportage photo ou vidéo (La Terre vue du ciel, Home, ou encore le Paris-Dakar et le Tour de France, Pékin Express) ;
• travaux dans des lieux d'accès difficiles (ex : montagne, iles) : construction de pylônes de lignes électriques, de remontées mécaniques, chantiers d'altitude (ex : refuges, gares de remontées mécaniques), assistance de personnel pour la réalisation de travaux ;
• surveillance de lignes électriques ou d'éoliennes ;
• relevé de données servant à calibrer des stations pour l’émission d'ondes hautes fréquences ;
• prospection minière (équipements spécifique peuvent être nécessaires pour ce type de mission particulier) ;
• assistance sismique pour la recherche pétrolière.

Utilisations militaires

Un hélicoptère Sikorsky CH-124 Sea King de la marine canadienne.

Dans les armées, les différents types d'hélicoptères servent à de nombreux usages : reconnaissance, lutte antichar, lutte antiaérienne, appui-protection aux troupes au sol ou aux autres hélicoptères, transport de troupes ou de matériel, évacuation sanitaire, sauvetage, commandement et guerre électronique, lutte anti-sous-marine, etc.

Dès la Seconde Guerre mondiale jusqu'en Corée et en Indochine, les hélicoptères militaires assurent avant tout un rôle de soutien dans l'observation d'artillerie et l'évacuation sanitaire. À partir du milieu des années 1950, à la faveur des progrès réalisés par les Français en Algérie et le Howze Board (en) aux États-Unis, l'hélicoptère étend son emploi au transport tactique armé, dont l'exemple le plus célèbre est certainement le UH-1 Huey employé de manière extensive par les Américains au Viêt Nam. Alors que son armement devient plus conséquent, ses missions s'élargissent et l'on voit apparaître dès le milieu des années 1960 un hélicoptère d'attaque, propre à l'appui-feu, sous la forme de l'AH-1 Cobra qui est construit à partir d'un châssis de Huey. Enfin, les années 1970 et 1980 voient l'avènement d'un hélicoptère de manœuvre, développé par les Soviétiques puis les Américains dans la perspective d'une guerre conventionnelle en Europe. C'est l'âge d'or de l'hélicoptère de combat (ou aérocombat) qui interviendrait alors de manière décisive afin d'opérer un « enveloppement vertical » qui permettrait de prendre l'ennemi en tenaille.

En France, l'Aviation légère de l'armée de terre (ALAT) regroupe environ 70 % des hélicoptères de l'armée française et fait partie intégrante de l'armée de terre de ce pays, servant principalement à l'appui des troupes au sol, que ce soit au combat (par exemple antichar), ou en ravitaillement. Sa principale composante est à base d'hélicoptères, dont les différents rôles sont l'éclairage des forces au sol (chars et infanterie), le repérage de cibles pour l'artillerie, l'engagement des forces d'éclairage adverses, ainsi que la dépose et la récupération de soldats en zone ennemie. Quantitativement, son parc aérien représente 560 hélicoptères (190 Alouette II, 70 Alouette III, 130 SA.330 Puma et 170 SA.341 Gazelle auxquels s'ajoutent 110 SA.341 à livrer.)

Son équivalent dans l'US Army est l'United States Army Aviation Branch, la Heeresfliegertruppe et Luftbewegliche Brigade 1 (de) pour l'ancienne Nationale Volksarmee et actuelle Bundeswehr allemande et l'Army Air Corps dans la British Army.

Règlementation

Les hélicoptères sont notamment soumis aux réglementations concernant la sécurité aérienne et la gestion de l'Espace aérien. En France, exploiter des hélicoptère pour le transport public nécessite une licence d’exploitation et un certificat de transporteur aérien (CTA) conformément à deux arrêtés (OPS3R et OPS 3; L’exploitation d’hélicoptères avec moins de 3 passagers à bord, pour des vols locaux n’est pas soumise à l’exigence d’un CTA.

En Europe, un nouveau règlement européen publiés par par l'Agence européenne de la sécurité aérienne (AESA), dit règlement européen AIR OPS (965/20012) régit le transport public de passagers en hélicoptère (en vigueur à partir du 28 octobre 2014). Pour des raisons de sécurité, il interdit notamment aux hélicoptères monomoteurs de survoler les zones habitées ne disposant pas d' « aires de recueil immédiat ». Les hélicoptères autorisés seront ceux équipés de deux moteurs "performants" capables d'assurer "des opérations en classe de performances 1" c'est à dire selon la DGAC « avec des performances telles que, en cas de défaillance du groupe motopropulseur le plus défavorable, l'hélicoptère peut soit atterrir dans la distance utilisable pour le décollage interrompu, soit poursuivre le vol en sécurité jusqu'à une aire d'atterrissage appropriée, selon le moment où la défaillance survient ». Cette mesure inquiète les professionnels dont à Paris où l'héliport d'Issy-les-Moulineaux où une vingtaine d'hélicoptères effectue selon eux « 12.000 mouvements (atterrissages et décollages) par an ». Il y aurait en 2014 en France environ un millier d’hélicoptères civils en service à 50 % bimoteurs et parmi ces hélicoptères, selon l’UFH, 480 machines sont utilisées (par 80 sociétés) pur du transport civil (dont les ¾ sont monomoteurs).

Économie

Secteur d'activité

Les hélicoptères emploient un grand nombre de personnes à travers le monde qui travaillent sur le fuselage, les turbines, les instruments de bord ou bien la commercialisation des machines.

Ainsi, à titre d'illustration, l'entreprise Eurocopter, le premier fabricant mondial d'hélicoptères, emploie près de 16 000 salariés pour un CA de 4,8 milliards d'euros en 2010 (contre 3,8 milliards en 2006, Sikorsky Aircraft Corporation regroupe 14 000 salariés en 2007 pour 3,2 milliards d'euros en 2006, Turbomeca 6 200 personnes pour 950 millions d'euros de CA, Bell Aircraft Corporation emploie 10 200 salariés pour un CA 2010 de 3,241 milliards de dollars, et AgustaWestland réalise un CA de 3,5 milliards d'euros en 2009 pour 14 300 employés. En 2001, Eurocopter possédait une part de marché mondiale de 40 % et de 30 % aux États-Unis. La part de marché mondiale d'Eurocopter sur le marché civil et parapublic était de 52 %, loin devant ses premiers concurrents Bell, Agusta, Boeing et Sikorsky.

En 2012, Eurocopter domine le marché des hélicoptères civils revendiquant 44 % des livraisons sur le marché mondial des hélicoptères civils et parapublics (police et services d'urgence) pour un marché évalué à 750 hélicoptères (25% pour Bell et 16% pour l'Italien Agusta Westland). Sur le marché militaire (pour un marché de 698 appareils), l'Américain Sikorsky est leader devant les constructeurs russes qui ont chacun 24 % et Eurocopter avec 18 % de parts de marché.

Le marché des hélicoptères représente 1 600 livraisons par an en moyenne. À fin 2010, le marché mondial de l'hélicoptère se décompose de façon schématique à hauteur de 40 % pour la partie Défense, 11 % pour l'aviation d'affaires, 7 % pour les forces policières, 4 % pour l'industrie gazière et pétrolière et 4 % pour l'évacuation médicale. Eurocopter a livré 588 hélicoptères à ses clients en 2008 contre 488 en 2007 et 558 en 2009. Son principal concurrent, l'américain Sikorsky, a vu ses ventes augmenter de 50 % en 2007 à 4,8 milliards de dollar.

Selon une étude prospective menée par Rolls Royce, fabriquant de turbine, près de 16 000 nouveaux hélicoptères entreront en service dans les dix prochaines années pour un montant estimé de 141 milliards de dollars pour les machines et 13,3 milliards pour les turbines. Le marché civil portera la croissance avec une augmentation en volume prévue de 50 % des livraisons (9 095 appareils produits) pour une valeur de 31,5 milliards de dollars. La demande mondiale d'hélicoptères est tirée par la demande d'hélicoptères pour les plates formes pétrolières off-shore ou les appareils destinés à une clientèle d'hommes d'affaires.

Parmi les tendances observées début 2013 sur le marché de l'hélicoptère, on observe la poursuite de la forte demande pour les hélicoptères de transport par l'industrie pétrolière et gazière, la demande soutenue dans le marché des services médicaux de secours et enfin l'émergence d'un marché de leasing. Le salon Heli-Expo 2013 de Las Vegas confirme la bonne santé du marché des hélicoptères, qui avait été beaucoup malmené en raison de la crise financière en 2009 et 2010.

Principaux constructeurs

• Agusta
• Boeing Rotorcraft Systems
• Aérospatiale
• Bell Aircraft Corporation
• Denel Aerospace Systems
• Airbus Helicopters (ex-Eurocopter)
• Hélicoptères Guimbal
• Hindustan Aeronautics Ltd.
• Kamov
• Messerschmitt-Bölkow-Blohm
• Mil (hélicoptère)
• NHIndustries
• Piasecki Helicopter
• Robinson Helicopter
• Sikorsky Aircraft Corporation
• Sud-aviation
• Westland Helicopters

Représentations de l'hélicoptère

Timbre allemand.

Arts

Peinture et photographie

Peu peints, les hélicoptères sont davantage photographiés. À cet égard, de nombreuses illustrations d'hélicoptères existent. Parmi les photos célèbres figure celle de Hugh Van Es, « helicopters on the roof », représentant l'évacuation de Saïgon en hélicoptères Huey lors de la déroute américaine en 1975.

Cinéma

Parmi les films et séries centrés sur l'hélicoptère figurent :

• La Chute du faucon noir
• Tonnerre de feu
• Apocalypse Now
• M*A*S*H
• Supercopter

Philatélie

Timbre russe.

Les hélicoptères figurent sur de nombreux timbres à travers le monde où ils ont parfois fait l'objet de tirage dans le cadre d'une série comme au Kampuchéa en 1966.

Modélisme

Les hélicoptères ont suscité l'intérêt des amateurs de modèle réduit d'aéronef.

Les hélicoptères radiocommandés, dans les mains de pilotes confirmés, sont capables de réaliser des prouesses (vol 3D ou voltige) qui ne sont pas réalisables avec des hélicoptères grandeur nature.

Salons et expositions

• Salon international de l'aéronautique et de l'espace de Paris-Le Bourget SIAE (France)
• Salon aéronautique de Farnborough FIA (Royaume-Uni)
• Salon aéronautique international de Berlin ILA (Allemagne)
• Salon international aérospatial de Moscou MAKS (Russie)
• Royal International Air Tattoo RIAT (Royaume-Uni)

Bibliographie

• Yves Debay, Hélicoptères de combat, Paris, Histoire & collections, 1996 (ISBN 978-2-908-18251-4)
• Henri-James Marze (Eurocopter France), Jean-Jacques Philippe (Onera), L'hélicoptère silencieux, un programme de recherches en cours, une réalité de demain, dans Nouvelle revue Aéronautique et Astronautique, n^o 2, juin 1994 (ISSN 1247-5793)
• (en) J. Gordon Leishman, Principles of helicopter aerodynamics, Cambridge New York, Cambridge University Press, 2006, 864 p. (ISBN 978-0-521-85860-1)
• Georges Doat, Le pilotage des hélicoptères, Levallois-Perret (Hauts-de-Seine, Altipresse, 2006 (ISBN 978-2-911-21843-9)
• Jean Courvoisier, Hélicoptère : manuel du pilote, Paris, Chiron Ed, 1999 (ISBN 978-2-702-70610-7)
• collectif, L'atlas des hélicoptères, Paris Issy-les-Moulineaux, Atlas Glénat, 2002 (ISBN 978-2-723-43368-6)
• Patrice Gaubert, Luc Jérôme, Rémy Michelin et Philippe Poulet, Hélicoptères la grande épopée des voilures tournantes françaises, Les Echelles, Mission Spéciale roductions, 2009 (ISBN 978-2-916-35728-7)
• René Mouille, Des capots aux moyeux rotors : des hélicoptères presque en plastique, dans Revue aerospatiale, numéro hors-série 20 ans d’Aérospatiale, janvier 1990
• Bernard Bombeau, Hélicoptères : la genèse, de Léonard de Vinci à Louis Breguet, Toulouse, Privat, 2006 (ISBN 978-2-708-99205-4)
• Général Michel Fleurence, Colonel Bertrand Sansu, Histoire des hélicoptères de l'Armée de l'air, Association hélicoptères air, 2012 (ISBN 978-2-7466-3439-8)

Annexes

Articles connexes

• Liste d'hélicoptères civils et militaires
• Avion
• Autorotation
• Mécanique du vol hélicoptère
• Voilure tournante
• Autogire
• Gyroplane
• Gyroptère

Liens externes

• (en) BlueSkyRotor - Base de données sur l'industrie hélicoptériste
• L'hélicoptère - Film documentaire d'Antoine Gauchet, ABVM, juillet 2013, YouTube, 8 min 35 s [vidéo]