C'est depuis le Pertuiset, à Mieussy, un petit village de la Haute Savoie, que le parapente va envahir la planète.

En 1978, deux parachutistes découvrent un moyen bon marché de s'entraîner à la précision d'atterrissage, leur discipline favorite en parachutisme et inventent sans le savoir le parapente.

Les premières voiles sont alors des parachutes de saut rectangulaires légèrement modifiés.

Depuis ce jour, le parapente n'a cessé d'évoluer. Il s'est exporté dans tous les pays du monde, s'est trouvé de nouveaux adeptes parmi les non-parachutistes. Il a conquis la montagne et gravi les sommets les plus prestigieux ; Cervin, Mont-Blanc, Aconcagua ainsi que la plupart des sommets Himalayens dont l'Everest…

Le parapente évolue rapidement, et de même qu'un gamin qui barbote joyeusement avec une bouée à tête de canard n'a pas lu Archimède, il est possible de très bien voler sans être un expert en mécanique ou en aérodynamique. Les premiers temps, ce sport apparaît comme un simple jeu avec l'air pour apprendre à contrôler son aile dans les différentes conditions de vol, mais on découvre très vite son immense complexité. De la compréhension de la météorologie, à celle de l'aérologie, de la psychologie du vol en compétition aux aspects techniques de la conception d'une aile, tous ces sujets se révèlent vite fascinants.

Aussi il n'est pas étonnant que quelques adeptes de ce sport nouveau aient rapidement essayés de mettre le vol en équations afin d'améliorer les ailes et de prolonger ces vols. Les constructeurs ont alors commencé à comprendre la mécanique du vol et ont fait évoluer leurs voiles vers plus de performances.

Hippolyte

Le programme de simulation et la campagne expérimentale qui en découle ont été réalisés pour la société Nervures (Conception et fabrication de parapentes) dans le cadre d'un stage de DESS (Diplôme d'Etudes Supérieures Spécialisées) de l'Université de Savoie.

Pierre Puiseux, maître de conférences à l'Université de Pau, et Xavier Demoury, directeur de la société Nervures, ont largement participé à l'élaboration du programme. Ils ont apporté leurs connaissances et expérience de la modélisation afin de mener à bien ce projet.

Le but de cette étude était de reprendre les outils de simulation que possédait déjà Nervures, de les adapter au cas du parapente (profil souple, basses vitesses de vol, centre de gravité bas) et de proposer une interface commune à la simulation en deux et en trois dimensions. Une seconde phase consistait à valider le simulateur ainsi créé, en comparant les résultats obtenus aux mesures effectuées en vol, pour tous les modèles de parapentes commercialisés ces quatre dernières années par Nervures.

Les outils existants

Pour la simulation en deux dimensions, le développement d'une soufflerie numérique a déjà été entamé. Ce programme, écrit en C++, utilise une "méthode par panel" et permet de déterminer les principaux coefficients aérodynamiques et points particuliers du profil considéré (Cza, Cma, foyer…).

La simulation en trois dimensions est effectuée par un logiciel (écrit en C), "en fluide parfait", de la NASA.

Une interface pour AutoCAD existe déjà et permet de visualiser les résultats des simulations de profils ou de parapentes.

Les adaptations

Les modifications dans les programmes sont surtout intervenues au niveau de la simulation en trois dimensions ; en effet, le programme 3D destiné à simuler des écoulements autour d'avions sub ou supersoniques, fournissait une foule de renseignements inexploitables aux vitesses de vol d'un parapente (35 km/h). Des procédures de synthèse et de nettoyage des données inintéressantes ont été écrites afin que la soufflerie numérique 3D soit en mesure de fournir rapidement les mêmes coefficients aérodynamiques et points particuliers du parapente que celle en deux dimensions.

Le simulateur 2D a également reçu des améliorations par rapport à sa version écrite pour AutoCAD.

L'équilibre longitudinal

La seconde partie de la simulation consiste en l'étude mécanique du vol stabilisé du parapente complet.

Connaissant les caractéristiques aérodynamiques du profil par des méthodes 2D ou 3D, il reste à placer un pilote ayant ses caractéristiques propres (masse, Cx…) et un suspentage sous la voilure, puis à résoudre les équations de bilan des forces et des moments.

Ces équations, rendues plus complexes par l'éloignement relatif du centre de gravité du système avec la voilure, permettent de calculer les paramètres du vol équilibré (incidence , vitesse, finesse …) pour un calage donné.

C'est ici qu'apparaît une nouveauté en terme de simulation de parapentes ; on ne simule plus la voilure seulement, mais le parapente dans son ensemble. Pour chacune des configurations simulées, les solutions des équations nous fournissent l'état dans lequel se trouve l'aéronef lorsque l'équilibre de vol est atteint.

Cette simulation complète permet, dans un premier temps, d'écarter les configurations non volables - dues à un calage trop important (décrochage) ou trop faible (déformation du profil souple due à une sous-incidence) - puis, par la suite, selon des critères choisis par l'utilisateur, de localiser le point de calage optimal.

Le programme

Le programme, Hippolyte, fonctionne par session. Une session consiste en l'exécution du programme pour (une ou) plusieurs configurations de parapente à comparer. Toute session génère des renseignements sur chaque configuration et produit des fichiers de nombres permettant de décrire la qualité du vol à l'équilibre. Des descripteurs ont été choisis pour renseigner du comportement du parapente, et des scripts de visualisation permettent de comparer les configurations d'une même session selon ces descripteurs.

Ces descripteurs du vol sont choisis en fonction du type de voile à construire. Par exemple, lors de la conception d'une voile de compétition, les facteurs importants pour décrire le vol seront la vitesse et la finesse du parapente plutôt que les facteurs d'amortissement tels que dCP/da ou de plage de calage.

Une interface graphique, écrite en HTML et en Perl, est également proposée afin de rendre plus conviviale l'utilisation du logiciel. Celle-ci présente toutes les fonctionnalités du programme et possède une aide en ligne et une documentation technique d'Hippolyte.

Validation des résultats

Les sessions de simulations portant sur tous les parapentes déjà commercialisés par Nervures ont confirmé le bien fondé et la pertinence du programme.

Il reste maintenant, à mener une campagne de mesures en vol précises, afin de déterminer à quelle précision l'application est fiable.

L'utilisation d'Hippolyte pour la création d'un catalogue où l'on retrouverait l'influence de tel ou tel paramètre sur le comportement du parapente est également à venir.

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