Le prototype Rafale C01

Après un premier vol en 1991, le Rafale C01 achève sa carrière en stèle à Balard en 2019.

Le prototype Rafale C01 : 1991 – 2003 (1592 heures de vol)

L’avion servira essentiellement à valider la plateforme (l’avion seul), les commandes de vol, ainsi que les moteurs et les différents emports (armement et carburant).

Le prototype de la version “air” monoplace

Le Rafale C01 est la représentation quasi définitive des avions monoplaces de série qui, initialement, devaient être mis en service en … 1996. Si l’appareil ressemble à s’y méprendre à son frère ainé, le Rafale A, sa cellule est en revanche plus petite. Par ailleurs, il dispose d’un grand nombre de modifications techniques et aérodynamiques.

L’avion fait largement appel aux matériaux composites, cependant, sa structure est entièrement nouvelle. En effet, en plus d’être plus petit d’environ 3% par rapport au démonstrateur, il prévoit également l’intégration future d’équipements militaires. On peut ainsi voir apparaître une partie du SPECTRA au sommet de la dérive.

On observe également une verrière en deux parties, ainsi que les deux turboréacteurs M88. D’une longueur de 15,30 mètres contre 15,80 pour le démonstrateur, son envergure passe également de 11 mètres à 10,90. La dérive, quant à elle, se rapproche de celle du Mirage 2000, et son train avant est désormais équipé de deux roues jumelées.

Les plans canard sont de plus grande dimension, de même que de légers apex prolongent désormais le raccord voilure-fuselage. Les élevons passent également de 6 à 4, tout comme les becs de bord d’attaque. Par ailleurs, le nez de l’appareil fait l’objet d’un abaissement de 1,5° par rapport au Rafale A, permettant au pilote de bénéficier d’une meilleure visibilité lors des atterrissages.

L’appareil intègre désormais près de 50% de sa structure en matériaux composites, contre 35% sur le Rafale A. Le carbone remplace l’aluminium dans différentes parties du fuselage, et l’emploi du titane SPF-DB se généralise (plans canards, armatures verrière et entrées d’air).

Préparation au premier vol

C’est dans l’atelier prototypes militaires de Dassault à Saint Cloud que s’effectue l’assemblage du Rafale C01. Les dessins initiaux proviennent des établissements de Saint Cloud, Biarritz et Mérignac et font appels au logiciel CATIA.

L’appareil devait faire initialement son premier vol en mars. Cependant, pour de multiples raisons techniques (génération hydraulique 350 bars) et météorologiques, il faudra attendre encore quelques semaines.

Des essais de roulage précèdent le premier vol afin de vérifier le bon fonctionnement des systèmes. En particulier, le circuit hydraulique très haute pression dont la pompe avait donné quelques soucis. L’avion réalise une dizaine de roulages et atteint jusqu’à 130 nœuds avec la roulette de nez levée.

Afin d’enregistrer un maximum de paramètres, le prototype embarquera une importante installation d’essais. Prés de 100 kg d’équipements mesureront ainsi le comportement de chaque réacteur. Au total, elle retransmettra plus de 1000 paramètres, dont 700 lors des vols.

8 sites, pour 1 avion !

L’assemblage du prototype fait appel à plusieurs établissements de la société Dassault Aviation :

• Martignas (33) : assemblage de la voilure
• Biarritz (64) : assemblage des élevons, dérive, drapeau, trappes de train
• Argenteuil (95) : fabrication des éléments métalliques, pièces cambrées et revêtements
• Seclin (59) : réalisation des pièces métallique de grandes dimensions, pièces composites
• Poitiers (86) : fabrication des empennages canards (SPFDB) et becs de bords d’attaque (titane)
• Mérignac (33) : tronçon central de fuselage
• Saint-Cloud (92) : assemblage cellule complète
• Istres (13) : essais en vol

Ci-dessous, le logo Dassault Aviation dans les années 90. C’est d’ailleurs en juin 1990 que les Avions Marcel Dassault-Breguet Aviation deviennent Dassault Aviation.

En 1991, Dassault Aviation représente 12000 salariés sur 12 sites, un chiffre d’affaires de 17 milliards de Francs (63% à l’export). L’entreprise compte 68 pays clients et totalise 5500 avions militaires livrés pour 7,5 millions d’heures de vol. Le seul secteur de la recherche et développement compte près de 4000 personnes.

Depuis 1945, l’industriel est à l’origine de plus d’une centaine de prototypes …

Mach 1,2 dès le premier vol : 19 mai 1991

C’est aux mains de Guy Mitaux-Maurouard que le Rafale C01 (F-ZJTS) décolle pour la première fois à Istres, le dimanche 19 mai 1991 à 8h30. L’appareil arbore une livrée noire, sans cocardes, et affiche une masse de 12,5 tonnes.

Le décollage s’effectue sans usage de la post-combustion en moins de 400 mètres. Rapidement, l’altitude de sécurité de 5000 mètres est atteinte, permettant d’escamoter l’atterrisseur. Progressivement, l’avion grimpe à 11000 mètres.

Suivant différentes étapes, le pilote teste les qualités de vol, et la maniabilité par paliers successifs. A 7600 mètres, Guy Mitaux-Maurouard enclenche la post-combustion de façon séparée sur chaque moteur, puis sur les deux simultanément afin de contrôler le bon fonctionnement des M88. L’accélération se poursuit alors, sans usage de la réchauffe, jusqu’à atteindre Mach 1,2.

Après quelques évolutions en supersonique, le pilote entame la descente afin de rejoindre une vitesse subsonique. Il effectue quelques manœuvres jusqu’à 4g de facteur de charge et atteint une vitesse minimum de 190 km/h à 16° d’incidence.

S’en suivent alors quelques sorties et rentrées du train d’atterrissage, avant que l’appareil ne se pose, à une masse de 10 tonnes.

Le saviez-vous ? Le premier vol s’effectue sans collimateur tête haute et Guy Mitaux-Maurouard réalise à ce moment-là sa 6800^e heure de vol.

Ouverture du domaine de vol

Le Lieutenant Colonel Juste (CEV) vole pour la première fois sur le prototype le 08 juin 1991. Lui succède alors le Lieutenant Colonel Camus (Armée de l’Air) le 10 juillet. Il s’agit des 10^e et 26^e vols de l’appareil. Les vols d’acquisition de données se poursuivent, et le CEV livre un avis favorable à la réception de l’avion en octobre 1991.

A l’occasion du 5^e vol, le Rafale C01 supporte un facteur de charge de 8g, et franchit Mach 1,6 au 27^e vol. Finalement, 42 vols suffiront à démontrer l’ensemble des performances et des qualités de vol de la machine. Au 11 juillet 1992, le C01 totalise 137 vols.

Premières présentations en vol à Farnborough en 1992

Le 13 juin 1991, le Rafale C01 n’effectuera qu’une unique présentation en vol devant le Président Mitterrand lors du salon du Bourget. Il faudra attendre celui de Farnborough pour le révéler au public.

Le salon aéronautique de Farnborough, près de Londres, est un salon aéronautique consacré au secteur aéronautique et spatial civil et militaire. Il est organisé tous les deux ans, en alternance avec celui du Bourget, et la même année que celui de Berlin. Avec celui du Bourget, ce sont les deux plus grands rendez-vous de l’aéronautique mondiale.

Tirs canon et Magic II

Entre mai 1991 et avril 1995, le Rafale C01 réalise 580 vols de tests. Il participe essentiellement aux essais moteurs, mais également au tir canon et missile Magic II. L’intégration du Magic II ne représentera pas de difficultés majeurs, si ce n’est la modélisation des déformations de voilure sous fort facteur de charge.

En mars 1993, l’avion achève une campagne de tir canon 30M791 à Cazaux. Les mesures montrent alors que la structure de l’appareil supporte les efforts induits par le canon, et que le comportement des moteurs reste conforme à leur plein exploitation. Un premier tir de missile Magic (inerte) est également réalisé par le prototype le 26 mars 1993.

Istres en juin 1992 : évaluations en vol du Rafale C01

Analyses sur la vulnérabilité du Rafale

C’est le Centre d’Etudes de Gramat (CEG) qui réalise dans les années 90 les première études portant sur les mesures de vulnérabilité du Rafale. Le CEG étudie les effets directs des armes nucléaires, mais aussi des phénomènes détoniques, d’hyper-vitesses et d’IEM. Pour cela, il dispose de différents outils : simulateur de souffle, de chaleur ou d’explosion nucléaire.

L’analyse de la vulnérabilité se fait en terme de probabilité de destruction. Elle se calcule à partir de modèles mathématiques de la cible et de la charge, soumis à divers lois de comportements. Ces lois se déterminent grâce aux expériences faites sur différents champs de tirs. Une charge anti-aérienne peut ainsi provoquer l’analyse de près de 4000 éclats à travers leur vitesse, ralentissement dans l’air ou leur angle de pénétration dans les structures de l’avion. Les moyens de métrologie sont multiples : radiographie ou interférométrie laser. De tels calculs peuvent représenter des traitements informatiques de près d’une heure sur un ordinateur de type CRAY YMP (rappelons-le, dans les années 90).

De par leurs résultats, ces évaluations permettent de trouver de nouveaux emplacements pour les équipements du Rafale, afin de supporter au mieux les impacts.

D’autres études porteront également sur de nouveaux environnements : rayonnements des émetteurs radio ou radar de forte puissance ou foudroiement par exemple.

Ravitaillements en vol

Le Rafale C01 ne dispose pas d’une installation complète propre à réaliser un ravitaillement en vol. En effet, l’ensemble des équipements constituant le circuit carburant de remplissage en vol (tuyauteries, clapets, colliers, etc.) n’est pas effectif sur ce prototype.

En revanche, il est possible de lui installer selon les besoins une perche permettant de réaliser des contacts dits “secs”, donc sans transfert de carburant. Au fil du temps, les diverses photos du C01 le présenteront donc avec ou sans sa perche.

Soutien Logistique Intégré (SLI)

Le développement du Rafale passe également par la maîtrise du soutien logistique. Celui-ci devra en outre être simplifié par rapport à ses prédécesseurs. Les objectifs portent sur une disponibilité maximale, la réduction des coûts d’exploitation, l’autonomie et la mobilité des unités de mise en œuvre.

En conséquence, le concept de soutien logistique repose sur différents facteurs :

• simplicité de la mise en œuvre à travers des moyens intégrés à l’avion,
• l’application d’une maintenance curative simple, par simple échange d’équipements,
• l’abandon de toute maintenance préventive,
• un mode “maintenance temps réel” à l’aide de comptes rendus réalisés à partir de test permanents lors du fonctionnement opérationnel de l’avion,
• un mode “maintenance complémentaire” moyennant divers diagnostics,
• une bonne accessibilité aux points de mise en œuvre,
• la pose et dépose des moteurs par hissage vertical,
• la prise en compte sur maquettes des souhaits et besoins des techniciens chargés de la maintenance.

Enfin, l’ensemble du soutien bénéficie des concepts CALS (Computer aided Acquisition and Logisitic System), en particulier pour tout ce qui concerne la documentation technique (Galilée). L’objectif est le “zéro papier” avec usage des Echanges de Données Informatiques entre les différents partenaires du programme. Le système Galilée se compose:

• d’un fond documentaire sur une base de données commune (CSDB),
• d’un Système d’Information Documentaire (SID) installé à Romorantin,
• de supports sur CD-ROM,
• d’un Système d’Exploitation Documentaire (SED) au sein des unités qui exploitent le Rafale (PC fixes ou portables).

Tests d’infiltrations d’eau à l’occasion d’une VAMOM en mars 1992

Charles Gauchy, membre de l’équipe de marque Rafale de 1988 à 2000 nous explique le principe :

“L’objectif principal d’arroser copieusement le C01 à la lance à incendie était d’identifier les infiltrations et surtout les pièges à eau générateurs de foyers de corrosion à moyen ou long terme. Car, si l’eau stagnante résiduelle (intempéries ou vols en atmosphère maritime) reste piégée dans des endroits inaccessibles et n’est pas évacuée, c’est une source de problème pour la structure de l’aéronef et les équipements situés dans les compartiments.

Dassault et plus particulièrement le bureau d’études structure proposaient sur le Rafale un plan de protection contre la corrosion supérieur et plus abouti à ce qui se faisait dans le domaine sur les générations d’avions précédents (Mirage 2000, F1, etc.). Nous voulions vérifier sur pièces et sur place cette affirmation.

Je ne sais plus exactement quelle a été la quantité d’eau identifiée lors de cette opération et à l’issue de la dépose de toutes les portes d’accès de l’aéronef mais cela a donné lieu à l’instruction d’un certain nombre de modifications.

Ce type d’opération n’avait jamais été réalisé en VAMOM sur les avions au stade du développement. Je crois que les marins ont reconduit cette opération sur le M01 du fait des spécificités de son utilisation en environnement maritime et de son assiette au sol.

Notez que l’étanchéité entre le poste de pilotage, la verrière et le pare-brise se fait grâce à un boudin gonflable. Celui-ci se gonfle à la mise en route des réacteurs, une fois que le circuit de conditionnement est en fonctionnement.”

VAMOM

Trois VAMOM se déroulent en juillet 1991, mars 1992 et avril 1993. Ces Visites d’Aptitude à la Mise en Œuvre permettent à l’équipe de marque de travailler sur le prototype C01 et d’effectuer pas moins de 500 opérations diverses. Des maquettages et visites chez les équipementiers complètent ces travaux de développement.

Charles Gauchy nous explique : “Les VAMOM ont pour but de vérifier, contrôler et valider toutes les opérations techniques de dépose, pose, validation des opérations d’échange des équipements dans chaque domaine de spécialités. Elles permettent à toutes les spécialités techniques aéronef de l’Armée de l’Air et de la Marine chargées de la mise ne œuvre et de la maintenance d’identifier :

• toutes les difficultés d’ordre technique (accessibilité, démontrabilité, interférences avec la structure de l’avion ou environnementale dans les compartiments, etc.)
• de valider les outillages communs ou spécialisés dédiés aux opérations de maintenance,
• valider les moyens de servitude, de proposer ou demander des modifications techniques,
• de confirmer, authentifier, entériner les opérations de validation,
• de vérifier, adapter et modifier la documentation technique de soutien (cartes de travail).

 Les VAMOM donnent lieu systématiquement à l’établissement un compte rendu officiel dans chaque domaine de spécialité mettant en exergue toutes les difficultés rencontrées par les utilisateurs sur un plan technique et/ou documentaire. Ce compte-rendu est transmis à l’architecte industriel (via la DGA) qui en tire les conclusions au niveau de chaque bureau d’études qui proposera ou non les modifications nécessaires à l’amélioration de la mise en œuvre et de la maintenance de l’aéronef dont les objectifs sont définis et stipulés dans les clauses techniques (cahier des charges) de l’avion rédigées par l’état-major de l’Armée de l’Air en ce qui concerne le Rafale Air.”

Emports de charges

Une vaste panoplie d’armements

Le programme Rafale prévoit dès l’origine un large éventail d’emports. En 1994, on évoque un canon, des roquettes, bombes et missiles de toutes sortes.

Très vite, les roquettes disparaîtront, au profit d’armements offrant la possibilité d’être tirés à distance de sécurité. D’autres engins seront également écartés : Bombes Anti Pistes (BAP) 100 et Matra Belouga. Un temps envisagé, le missile AS-30L cédera finalement sa place à l’AASM au début des années 2000.

Une munition sera tout particulièrement développée et expérimentée en profondeur : le missile de croisière APACHE, qui donnera naissance au SCALP. A l’origine, l’APACHE est un missile de croisière “furtif” destiné à l’attaque d’objectifs variés, de jour comme de nuit : pistes d’aérodromes, centre de commandement, concentration de blindés, etc. Sa portée initiale est d’environ 150 km. L’engin pèse 1200 kg, dont 750 de charges utiles comme par exemple 10 sous-munitions Kriss anti-pistes.

Les essais en vol de l’APACHE débutent sur Mirage 2000N (CEV) le 4 novembre 1993. Les premiers tirs “complets” se déroulent en 1994. Le missile est propulsé, vole en suivi de terrain avec recalage altimétrique et topographique. Enfin, l’autodirecteur radar Prométhée se charge du guidage terminal. La phase finale du vol pouvant consister en un largage de sous munitions Kriss. Rafale B01 et M01 se chargeront de l’intégration du missile.

Intégration du réacteur M88

Fin 1990, le programme M88 représente 12 réacteurs affichant 1250 heures de fonctionnement. Le domaine de vol est ouvert jusqu’à Mach 1,8 et 60000 pieds. Sans usage de la post-combustion, le Rafale M01 atteindra d’ailleurs Mach 1,4 en 1992.

A l’occasion de son premier vol, le Rafale C01 enregistre la 100^e heure de vol du M88, alors que les 14 moteurs déjà produits totalisent 1600 heures de fonctionnement.

D’autre part, les essais d’endurance représentent l’équivalent de 3000 heures de mission opérationnelle moyenne. En juin 1991, les chiffres sont portés à 4500 heures.

Après les 9 moteurs de développement, 15 autres moteurs seront livrés avant assemblage du premier exemplaire de série. La SNECMA prononce la qualification finale du M88 le 16 avril 1996. Le premier exemplaire des 42 moteurs de série tourne au banc d’essais en juin 1996.

A titre de comparaison, le M88 :

• affiche un rapport poussée / masse supérieur au F-404 de 12%
• consomme 10% de moins à périmètre constant par rapport au F-404
• développe un rapport poussée / masse supérieur de 30% au M-53
• se caractérise par un encombrement inférieur de 20% en comparaison du M-53

Le saviez-vous ? En 1996, le programme rival EJ-200 équipant le Typhoon affiche une centaine d’heures de vol, contre 4000 pour le M88. L’EJ-200 dispose alors de 28 moteurs d’essais, contre 13 pour le M88. Tout cela avec des programmes ayant débutés en même temps.

Vers un M88 plus puissant ?

Alors que la fabrication de série du M88 démarre, des études portent déjà sur l’élaboration d’un moteur plus puissant. Un démonstrateur de technologie projette une poussée de 90 kN. Appelé “étape 5”, il dispose d’un compresseur basse pression augmentant le débit d’air de 10%. Ce compresseur conserve son rendement maximal sur une plage de régime très étendue. De plus, la partie haute pression est améliorée par de nouvelles conceptions aérothermodynamiques (nouvelles barrières thermiques).

Le démonstrateur effectue sa première rotation au banc d’essais fin 1996. A cette époque, la SNECMA espère conquérir de nouveaux marchés : remotorisation du Saab Gripen et modernisation à mi-vie du Rafale. SNECMA répondra même à l’appel d’offre du futur avion d’entraînement coréen (KTX-2). Les capacités du cops haute pression du M88 permettent de couvrir une gamme de poussée du 50 à 110 kN. Par ailleurs, il affiche une pilotabilité exceptionnelle, passant de ralenti à plein gaz en 3 secondes, et permet un usage sans restriction lors de missions air-air ou air-sol.

En 2000, le rafale C01 mènera une campagne d’essais hautes incidences. L’objectif consistera à dépasser 30° pour vérifier le comportement de l’avion au delà.

La boîte noire du Rafale

C’est sur des “puces” (mémoires statiques) que le Rafale enregistre une centaine de ses paramètres de vol. L’Enregistreur Statique de PARamètres de vol (ESPAR) stocke différentes données provenant des conditions de vol, du fonctionnement des moteurs, des configurations de l’avion, des pannes, etc.

L’enveloppe de protection doit résister à un impact de 34000 m/s, ainsi qu’au feu et à l’immersion en grande profondeur.

Le Rafale C01, star des meetings

Abandon du prototype Rafale C02

Initialement envisagé, le cinquième prototype Rafale aurait dû être le C02. Il sera finalement abandonné en 1991. Faute d’une mise en place en temps utile du milliard de Francs nécessaire à son financement, le C02 serait arrivé en 1995, donc trop tard pour participer aux essais en vol.

Stockage à Châteaudun

Après 1592 heures d’essais en vol, le Rafale C01 effectue son 1287^e et dernier atterrissage le 11 décembre 2003, au retour d’une campagne d’essais de démarrage moteur en altitude.

C’est seulement en décembre 2007 que le prototype rejoint le GERSA 00/601 sur la base aérienne de Châteaudun à des fins de stockage.

En 2004, le Colonel Eric Law de Lauriston de Boubers, commandant de la Base aérienne 279 de Châteaudun, lance une initiative de sauvegarde de patrimoine. En effet, la Base aérienne 279 de Châteaudun qui est un entrepôt de l’Armée de l’air est riche en matériel réformé et le Colonel Law de Lauriston est un passionné d’aviation. De nombreux avions sont destinés à la destruction ou aux prélèvements; certains de ces appareils ont marqué l’Armée de l’air et sont devenus assez rares.

Quelques avions sont vites choisis sur la Base par quelques passionnés séduits par l’idée du Colonel et une petite collection prend vite forme. Un nom de baptême est vite trouvé : “CANOPEE” (Conservatoire d’Aéronefs Non Opérationnels Préservés et Exposés). Le Rafale C01 rejoint la collection en 2013.

En stèle à hexagone Balard

Le 30 août 2019, après avoir été repeint, le Rafale C01 est acheminé vers le site de Balard, siège du Ministère de la Défense. (Article sur DefensAero). Choix pour le moins surprenant, l’avion perd sa couleur d’origine, le noir. Il est également affublé du numéro 15 (nomenclature incohérente car les Rafale C sont numérotés à partir de 101), ainsi que d’une Cigogne représentant la SPA 3 “Cigogne de Guynemer”. A ce jour, cette escadrille évolue sur Mirage 2000-5, mais pourrait “probablement” passer sur Rafale à horizon 2030 …

L’Armée de l’Air justifie les choix de couleur, numérotation et insigne de dérive :

• La couleur grise représente l’ensemble des appareils actuellement en service.
• La Base Aérienne 117 de Balard porte le nom du “Capitaine Georges Guynemer”, ce qui explique l’insigne d’escadrille de dérive.
• Le chiffre 15 fait allusion au 15^e arrondissement de Paris (où se trouve le site de Balard). Par ailleurs, le chiffre 15 symbolise l’indicatif des commandants d’escadrons.

Remerciements – NDLR

Je tiens tout particulièrement à remercier Charles Gauchy et Jean-Pierre Mille pour la mise à disposition de leurs innombrables coupures de presse. Merci de m’avoir accordé une telle confiance. Sans vous, ces articles auraient manqué cruellement de contenu.

Bien entendu, fidèle à la “philosophie Omnirole-Rafale.com”, merci à tous mes contributeurs photos de m’aider à illustrer mes articles. D’ailleurs, si vous aussi avez des photos, ou si vous avez participé à l’aventure des prototypes Rafale, n’hésitez pas à me contacter !

Nécessaire précision : afin de rédiger les différents articles sur les prototypes Rafale, je me suis appuyé sur une vaste documentation. Je me suis donc permis de reproduire quelques photos provenant de livres ou revues aéronautiques de l’époque. Si toutefois les auteurs concernés par certaines publications s’opposaient à cette utilisation, je les invite à me contacter. Je retirerai alors les images à leur demande, ou ferai mention d’un copyright jusqu’ici inconnu. La plupart de ces livres et revues n’étant plus disponibles à la vente, j’ai volontairement souhaité en partager une infime partie avec des lecteurs moins chanceux de ne pas disposer d’une telle collection dans leur bibliothèque.