On parle par habitude du decrochage d'un avion mais en realite, le phenomene qui nous interesse est le decrochage de l'aile. Les filets d'air circulant autour d'une aile en epousent a peu pres la forme. Toutefois, si on sollicite trop cette aile en lui demandant plus qu'elle ne peut d'un point de vue aerodynamique l'ecoulement de l'air autour du profil va se decoller de l'aile dans sa partie superieure. Du coup le rendement de l'aile va s'ecrouler, sa portance va diminuer brutalement. On dit alors que l'aile a decroche. Lorsque ce phenomene se produit sur un avion en vol, la perte de portance est telle que l'aile n'assurant plus sa fonction sustentatrice, l'avion "tombe" ou du moins continue sur sa trajectoire par inertie mais le poids, qui n'est plus compense par rien finit par l'emporter! Le cas le plus classique utilise a titre de demonstration lors de l'apprentissage du pilotage consiste a ralentir l'avion en palier jusqu'a arriver au decrochage de l'aile. L'avion generalement pique du nez, s'enfonce, il ne reste plus au pilote qu'a accompagner ce "pique" le temps de reprendre suffisamment de vitesse pour que l'avion puisse etre remis en vol horizontal. Cet exercice ne presente aucun danger s'il est realise a une altitude suffisante.

Beaucoup de pilotes debutants, pensent a tort que le phenomene du decrochage est conditionne uniquement par la vitesse. C'est une erreur importante. Le decrochage n'est conditionne que par l'incidence, c'est a dire l'angle avec lequel l'air "attaque" l'aile. Cette incidence varie, elle, simultanement en fonction de la vitesse et du facteur de charge auquel est soumis l'avion. Pour faire apparaître le phenomene de decrochage, il suffit d'amener cette incidence a la valeur maximale supportable pour le profil (environ 17° sur un profil standard). Cette incidence peut etre obtenue a toutes les vitesses du domaine de vol ou presque en faisant varier le facteur de charge. Lorsque l'on definit une vitesse de decrochage, celle-ci s'entend, sauf specification, sous un facteur de charge de 1g.

La vitesse de decrochage evolue selon la racine carree du facteur de charge. En d'autres termes, un DR400-108 qui decroche a 100 km/h sous 1g, decrochera vers 200 km/h c'est-a-dire a sa vitesse de croisiere s'il est soumis a un facteur de charge de 4g. Comment obtenir 4g? C'est simple, on peut faire un virage serre a 75° d'inclinaison ou faire une bonne ressource apres un pique. Bref, on a la les trop classiques "virage serre au dessus de la maison des amis en radada" ou encore "le pique et le passage genre Papy Boyington au dessus de la maison des parents de la copine" qui, malheureusement tuent tout les ans quelques pilotes de par le monde. Cette meconnaissance des effets du facteur de charge est donc a l'origine de nombreux accidents lors de vols effectues en evolutions serrees a basse altitude.

Mon pere me disait avoir vu dans un hangar, lorsqu'il etait adolescent, cet ecriteau:
"la perte de vitesse c'est la vrille, la vrille c'est la mort".

Ceci temoigne du côte quasiment mythique et de la crainte qu'inspirait ce phenomene. La vrille est un decrochage dissymetrique entretenu. On l'obtient en amenant l'avion au decrochage et en le placant en vol dissymetrique. Lorsqu'un avion est installe en vrille, une de ses ailes est decrochee, l'autre non. L'avion tournoie sur lui-meme avec le nez bas decrivant une spirale tres serree en descente verticale lorsque le phenomene est etabli. Pour sortir de vrille, il faut faire cesser la dissymetrie en utilisant le plein debattement de la gouverne de direction puis, presque simultanement, "rendre la main" (pousser sur le manche) afin de reduire l'incidence de l'aile pour empecher cette derniere d'atteindre ou de rester a ou au-dela de l'incidence de decrochage. On veillera a acquerir suffisamment de vitesse ensuite afin de pouvoir appliquer le facteur de charge necessaire pour redresser l'avion sans se retrouver a nouveau a l'incidence de decrochage.

De nos jours la vrille est mieux connue et les avions mieux concus. Les techniques de pilotage ont elles aussi evoluees et la vrille ne presente plus le danger d'autrefois a condition de la contrer rapidement, certains appareils etant plus ou moins long a sortir de vrille si elle est bien installee. Elle est aujourd'hui une figure de voltige parfaitement maîtrisee par les pratiquants de cette discipline. Il n'y a plus de raison de la craindre, mais, comme tout phenomene "decroche", l'autorotation entraîne une importante perte d'altitude et necessite donc d'etre raisonnablement haut pour pretendre y faire face efficacement.

Le virage engage ressemble un peu a l'autorotation ou a la vrille en ce sens que l'avion decrit une spirale descendante tres serree. Ces deux phenomenes sont pourtant radicalement differents. En effet, lors d'une vrille on observe un decrochage d'une aile et une dissymetrie, tandis que lors d'un virage engage, l'avion vole parfaitement normalement a ceci pres qu'il est en virage tres serre avec une tres forte attitude a piquer.

Si, comme le veut le (mauvais) reflexe naturel du pilote, il tire sur le manche pour tenter de faire cesser la descente et de redresser le nez de l'avion, celui-ci poursuit sa trajectoire en la serrant davantage. La vitesse augmente rapidement et tout effort a cabrer sur les commandes ne fait qu'empirer la situation. L'avion se retrouve soumis a de tres forts facteurs de charge mais decroche rarement tant sa vitesse est importante. Par contre, au-dela d'un certain seuil, ce facteur de charge n'est plus supportable par les structures de l'avion qui cedent, entraînant generalement la rupture de l'aile, ce qui conduit bien evidemment au crash.

La sortie de virage engage, pour peu qu'on l'ait diagnostique correctement est tres simple et totalement efficace. L'avion etant en virage, il suffit d'annuler son inclinaison en utilisant les ailerons puis, une fois l'inclinaison annulee, redresser la trajectoire a piquer. Le danger restant correspond a la vitesse excessive acquise et qui necessite la plus grande douceur aux commandes pour eviter d'endommager la cellule de l'avion. On veillera a reduire les gaz vers plein ralenti simultanement afin de ne pas aggraver la situation de survitesse deja presente.

Le virage engage est un piege subtil et pernicieux pour les pilotes volant aux instruments sans visibilite exterieure. L'analyse du phenomene a partir des indications des simples instruments n'est pas toujours aisee et la recuperation demande sang-froid et rigueur dans la procedure de sortie qu'il faut mener dans le bon ordre et totalement meme si l'envie de tirer encore et toujours sur le manche est envahissante dans ce genre de situation. Dans le cas du vol aux instruments, la meilleure prevention est la concentration sur l'horizon artificiel afin d'eviter de laisser l'avion se mettre seul dans cette posture fort impressionnante et pour le moins inconfortable.

La stabilite est une notion de physique qui dit que lorsqu'un systeme en equilibre est soumis a une perturbation qui l'eloigne de sa position d'equilibre, il y revient tout seul. A l'inverse un systeme instable eloigne de sa position d'equilibre s'en eloignera davantage. Par exemple: un fil a plomb est en equilibre stable car si on bouge le plomb, celui-ci oscillera et reviendra a sa position initiale. A l'inverse, un balai en equilibre a l'envers sur le bout d'un doigt est en equilibre instable. Si on le pousse un peu (et que la main qui le tient reste immobile), il tombe en s'eloignant de sa position initiale.

Pour un avion, on peut definir un equilibre aerodynamique stable ou instable. Un avion stable qui subit une rafale faisant augmenter sa portance de facon transitoire, "repondra" en creant un couple piqueur qui s'opposera a cet accroissement de portance et l'avion reviendra a sa position d'equilibre. Si l'avion est instable, la meme rafale, propre a augmenter la portance, creera un couple cabreur venant accentuer le phenomene, ce qui creera un nouveau couple cabreur supplementaire etc... Le phenomene est divergent et donc instable.

En pratique a part quelques prototypes, il existe peu d'avions instables. Ceux-ci ne sont pilotables qu'au travers de calculateurs tant la reponse a une perturbation ou a une sollicitation aerodynamique quelconque doit etre rapide et parfaitement quantifiee tant en sens qu'en valeur absolue. On peut concevoir des avions a l'equilibre indifferent, c'est a dire ni stables, ni instables. La encore la conduite de tels avions necessite l'utilisation de calculateurs affectes aux commandes de vol. L'interet de ce genre d'avion tient au fait qu'ils sont beaucoup plus maniables et economes encore que cette derniere particularite n'est pas actuellement un argument sensible. La recherche dans le domaine du vol instable est aujourd'hui reservee plutôt au domaine militaire et a l'etude de la manœuvrabilite.

Le lacet inverse est un phenomene qui fait pivoter l'avion sur son axe de lacet lorsqu'on l'incline et ce, dans le sens oppose a l'inclinaison commandee. Le lacet inverse n'existe que durant le temps où la commande de roulis est actionnee.

L'aileron leve genere moins de traînee que l'aileron baisse. Sur le schema, on represente le phenomene en remarquant que l'aileron baisse oppose une plus grande surface a l'avancement. Cette difference de traînee cree un couple qui fait pivoter l'avion autour de son axe de lacet.

Ce phenomene est d'autant plus marque que la deflexion des commandes est importante et que l'aileron est place loin du centre de gravite. Il sera donc important sur les machines de grande envergure evoluant a basse vitesse c'est a dire les planeurs. Sur ce type de machine le lacet inverse est tel, qu'il faut utiliser la deflexion maximale du palonnier pour le contrer a quasiment chaque mise en virage (a basse vitesse). On peut facilement faire tourner ainsi le planeur de 30° ou plus a droite en l'inclinant a gauche. Les rares etourdis ayant decolle avec une eclisse sur la direction peuvent temoigner de l'extreme delicatesse qu'il y a a piloter un planeur sans moyen de contrer le lacet inverse!

Afin de limiter cet effet secondaire, la cinematique des tringleries de commandes d'ailerons est concue de telle sorte que l'aileron qui se baisse, se baisse moins proportionnellement que ne se leve l'autre aileron, ceci afin de limiter la traînee differentielle.

Le lacet et le roulis induit, meme s'ils concernent chacun un axe different, ont tous deux la meme cause. En virage, l'aile exterieure est plus loin du centre du virage que l'aile interieure. En consequence de quoi, l'aile exterieure (haute) parcourt une plus grande distance que l'aile interieure. Or, les deux ailes mettent le meme temps a parcourir un tour complet donc si elles parcourent des distances differentes dans le meme temps, c'est qu'elles n'ont pas la meme vitesse. L'aile haute avance plus vite que l'aile basse. On observe un phenomene semblable sur les voitures où, en virage, la roue exterieure tourne plus vite, ceci imposant la presence d'un differentiel.

Donc, nos deux ailes n'avancent pas a la meme vitesse.

• L'aile la plus rapide genere plus de portance et plus de traînee que l'autre. L'aile haute "porte" plus, elle a tendance a se lever davantage: L'avion s'incline de lui-meme de plus en plus, il s'agit du roulis induit.
• L'aile la plus rapide traîne plus et est retenue en arriere: le nez de l'avion tend a etre "retenu" a l'inverse du virage c'est le lacet induit.

Pour contrer ces deux phenomenes, en virage stabilise, le pilote "mettra" en permanence un peu d'aileron a l'exterieur pour eviter la tendance de l'inclinaison a augmenter. (Ceci est une des causes de la mise en virage engage par distraction en vol aux instruments). Cette petite deflexion generera un lacet inverse qui compensera en partie le lacet induit, sinon, le pilote appliquera legerement les palonniers dans le sens du virage pour compenser le lacet induit.

Tous ces phenomenes ne sont que tres peu voire pas du tout sensibles sur avion (de tourisme ou non vu la faible envergure et donc le petit bras de levier), par contre en planeur, ils sont tres present ce qui fait du vol a voile une ecole de pilotage incomparablement plus formatrice car elle necessite un pilotage tres fin et relativement complexe. J'ai retrouve une complexite comparable en helicoptere où les effets secondaires sont assez delicats a maîtriser au debut en vol stationnaire, particulierement sur les helicos a piston.