Préambule

Lorsqu'un moteur s'arrête, il convient de le "mettre en drapeau". Qu'est ce que ça veut dire, à quoi ça sert ?

La quatrième hélice du C-130 est en drapeau

(crédit photo : Eul'Fred)

La mise en drapeau, c'est quoi ?

La plupart des hélices sont à pas variable : l'angle d'attaque des pales dans l'air peut être modifié. Lorsque le moteur s'arrête, pour une raison X ou Y, on met l'hélice en drapeau : elle s'arrête. Comment on fait ? on modifie le pas de l'hélice de façon à ce qu'elle "attaque" l'air de face.

Hélice de C-130 mise en drapeau

(crédit photo : Eul'Fred)

Pourquoi est-ce utile de mettre une hélice en drapeau quand le moteur s'arrête ?

Cela permet de réduire la traînée produite par l'hélice : si on ne modifie pas le pas, elle forme un élément presque plat, solide, qui nuit à l'écoulement de l'air et accentue encore la dyssymétrie créée par l'arrêt du moteur.
En termes plus techniques : la corde de l'hélice s'oriente dans le sens du vent relatif et l'hélice oppose moins de surface, donc moins de traînée.

Bon, imaginons un cas concret : un problème survient sur un moteur ou turboprop. Ledit moteur ne fournit plus de puissance ou doit être stoppé pour toute autre raison (panne ou détérioration d'un accessoire lié, par exemple).
Une fois le moteur stoppé , si l'hélice garde son pas comme lors du vol normal, elle continue à tourner comme les ailes d'un moulin, entraînée par le vent relatif. C'est rassurant quand on est dans l'avion, mais en fait c'est la pire des solutions : elle forme un superbe aérofrein...
Donc on la met en drapeau le plus vite possible , afin qu'elle oppose le moins de résistance possible à l'avancement de l'avion : les pales orientées dans les filets d'air n'entrainent plus l'hélice, d'ailleurs elle s'arrête, ou presque ... C'est pas rassurant pour les passagers mais c'est la meilleure solution !

Hélice de Dakota mise en drapeau

(crédit photo : Jean-Michel Lefebvre)

L'hélice en drapeau est-elle fixe, ou tourne-t-elle un peu, entraînée par le vent relatif ?

L'hélice est laissée libre de tourner sous l'effet du vent, mais comme les pales sont justement en drapeau, elle ne tourne pas, ou très peu, sous l'effet de je ne sais quelle force minine due au fait que l'angle n'est pas "pile" de 90° mais de 92 et des poussières (sur C-130 : 92.5°) et les pales d'hélice ont un profil et un vrillage.
Bref, ça tourne si ça veut mais en général ça tourne très peu.

A ma connaissance (Transall, Twin Otter, Nord 262), l'hélice n'est pas désaccouplée de la mécanique, ce qui explique aussi le grand intérêt de passer en drapeau avec un moteur à pistons, beaucoup plus dur à entraîner en roue libre qu'un turboprop.

Petite parenthèse : une hélice peut se désaccoupler de son arbre d'entraînement, mécaniquement ça parait difficile mais sur l'Hercules cela peut arriver si l'hélice tourne beaucoup trop vite par rapport au moteur. Cela s'appelle le découpling, et après il n'y a plus rien à faire pour utiliser le moteur avec son hélice. Il faut que la maintenance sol intervienne. Cela peut arriver sur les derniers Hercules mais c'est assez rare et le but est d'éviter la survitesse hélice. Sur les anciens Hercules il n'y avait pas de LOW SPEED IDLE pour le roulage au sol et à l'arrêt moteur si on ne charge pas un peu l'hélice en mettant du pas artificiellement on peut avoir un Découpling. L'équipage qui vient derrière aura la mauvaise surprise à la mise en route de voir son moteur démarrer mais sans que l'hélice tourne. C'est pourquoi on vérifie toujours que l'hélice tourne au moment de l'enclenchement du Starter.

L'hélice est-elle débrayée mécaniquement du vilebrequin ?

En fait, sur les conventionnels et les moteurs à turbine liée, tout est entraîné à travers un boîte de réduction (Gear Box) car le moteur et l'hélice ne tournent jamais à la même vitesse comme sur les bateaux.
En général il n'est pas possible de mettre en drapeau sans arrêter le moteur, par simplement des "fuel shut off" couplés à la mise en drapeau.
Sur les moteurs dit "turbine libre" la liaison moteur/hélice se fait par une turbine et donc il n'y a pas de liaison mécanique. D'ailleurs on utilisait souvent sur le Beech 200 ce stratagème pour l'exercice de vol sur un moteur, en mettant tout simplement l'hélice en drapeau sans arrêter le GTP, chose impossible sur les autre moteurs liés, comme expliqué plus haut.

Eclaté du dôme hélice

(crédit photo : CTT)

Comment redémarre-t-on une hélice en drapeau ?

Si la panne moteur se résorbe, ou si la mise en drapeau était un exercice, on remet du pas à l'hélice, entraînée par le vent relatif elle accélère rapidement, le moteur reprend suffisamment de tours et on peut rallumer. Au moment ou la puissance revient l'avion fait une embardée le temps que les tractions soient symétriques et c'est reparti... Quand ça redémarre.

Et sur les hélices à pas fixe, qu'est ce qu'on fait ?

Là, on peut pas mettre en drapeau en modifiant le pas...
Tout ce qui est dit ici concerne par définition une hélice à pas variable.
Si on veut étendre un peu le sujet aux avions legers à hélice bois à calage fixe (jodel, emeraudes, cap ..),on s'apercoit qu'il est très difficile d'arrèter l'hélice en vol. Si on coupe le contact ou l'essence, l'hélice tourne en moulinet en entraînant le moteur. Cela laisse largement le temps au pilote d'analyser et d'agir.
Si on veut arrêter complètement l'hélice pour un problème de vibrations par exemple, il faut pratiquement amener l'avion à la limite du décrochage. Ensuite pour la remettre en rotation sans l'aide du démarreur, il faut un piqué franc, à une vitesse supérieure à la vitesse de croisière.
Ce constat permet pour des convoyages de vider complètement un reservoir et attendre que la pression d'essence baisse avant de se commuter sur un autre. C'est stressant la première fois !

La mise en drapeau en images

• Sur la photo 1, l'hélice est en reverse total comme le montrent les manettes de gaz qui commandent justement la reverse.
• Sur la photo 2, presque drapeau !
• Photos 3 à 6 : passage de pleine reverse vers drapeau.

Evolution du pas de l'hélice

(crédit photo : CTT)