Le prototype Rafale M01

Le prototype Rafale M01 ouvre la voie de la version embarquée du Rafale.

Le prototype Rafale M01 : 1991 – 1998 ? (? heures de vol)

Avec le prototype M02 qui vola peu après, le Rafale M01 préfigure le successeur des Dassault Etendard IV, Super Etendard, Super Etendard Modernisé et autres Vought F-8 Crusader.

Premier avion de développement “Marine”

L’appareil doit partager des éléments communs avec les versions “Air”, mais également tenir compte des contraintes d’un avion embarqué. Ainsi, on note la présence de trains principaux renforcés et la nécessité d’être catapulté par le train avant. Par ailleurs, l’avion doit supporter les phases d’appontages et de catapultages nécessitant la présence d’une crosse, divers renforts de structure, ainsi qu’un équipement d’alignement inertiel à la mer.

Ces différents éléments se traduisent par un excédent de masse de l’ordre de 600 kg, et nécessitèrent un grand nombre d’essais complémentaires.

Le programme Rafale Marine est issu d’un marché d’étude d’avion de combat embarqué notifié à Dassault – Breguet le 22 décembre 1978. Le cahier des charges consiste à pouvoir assurer les missions de supériorité aérienne, et d’attaque. En 1987, après avoir envisagé de s’équiper de F-18 Hornet, le gouvernement opte pour le Rafale.

Le saviez-vous ? C’est à partir de la version Marine (C1) que découleront 8 versions allégées (C2 à C9) qui permettront de définir les versions “Air”. Le compromis “performance / budget” retiendra la version C3 qui donnera naissance au Rafale C. La communité des versions permettra d’économiser de l’ordre de 500 millions de Francs sur les coûts d’industrialisation.

Un premier vol le 12 décembre 1991

C’est le 9 décembre 1991 que Dassault Aviation présente à Saint Cloud le prototype. Après un convoyage à Istres, l’avion entame ses essais au sol le 15 octobre, et réalise son premier point fixe le 1^er novembre.

Le Rafale M01 effectue son vol inaugural le 12 décembre 1991 aux mains d’Yves Kerhervé. Pierre Cyril Delanglade et son équipe d’essais assistent le pilote en salle d’écoute. A cette occasion, l’avion affiche Mach 1,4 à 45000 pieds.

Le train sauteur

C’est assurément la principale caractéristique du Rafale M : son train d’atterrissage avant, dit “sauteur”. En effet, contrairement aux appareils précédents embarqués en France, le catapultage du Rafale Marine s’effectue en tirant sur la roulette avant, et non par une élingue accrochée aux voilures. Par ailleurs, l’ensemble présente une innovation au niveau mondial : la capacité à donner une impulsion à cabrer au moment où il quitte le pont d’envol.

C’est Messier-Hispano-Bugatti qui développe les trains d’atterrissage complets des Rafale. Sur la version “Air”, le train complet représente près de 350 kg. Cependant, en raison des résistances qui lui sont demandées, cette masse est doublée sur la version “Marine”. Ainsi, le train avant est à lui seul cinq fois plus lourd que celui-ci de la version “Air”. D’un point de vue mécanique, les contraintes  supportées sont de l’ordre de 100 tonnes de traction, et une vitesse verticale d’impact de 6 m/s (contre 2,5 à 3 pour la version “Air”).

Outre sa résistance, le train avant dispose donc d’une capacité à se détendre brutalement pour faciliter la prise d’incidence en sortie de pont d’envol. Ainsi, il est conçu de manière à ce que l’amortisseur puisse emmagasiner de l’énergie à travers une double chambre d’azote. Cette énergie est fournie par la catapulte qui comprime l’amortisseur par l’intermédiaire de la barre de catapultage.

Un grand nombre de spécificités

Une autre exigence de la Marine porte sur la parfaite gestion de la masse à l’appontage. Pour cela, le pilote doit disposer d’une parfaite connaissance du jaugeage de l’avion. L’avion bénéficie ainsi d’une jauge dans chaque réservoir. Cette technique diffère par exemple du Mirage 2000. En effet, sur celui-ci, les réservoirs se déversent dans une nourrice centrale qui seule est jaugée. En conséquence, une lampe s’allume uniquement quand les réservoirs sont vides. Tous les avions disposent par ailleurs d’un totalisateur de carburant. Avant le Rafale les pilotes devaient s’adonner au calcul mental pour connaitre leur pétrole restant surtout après un ou plusieurs ravitaillements. Par ailleurs les avions marins peuvent se ravitailler entre eux (fonction nounou) et ceux de l’armée de l’air ne peuvent que recevoir du carburant.

D’autres particularités portent sur les batteries. Celles-ci se divisent en 2 sous-ensembles présentant une grande accessibilité. A bord d’un porte-avions, les conditions de tractage impliquent de fréquents recours aux freins hydrauliques actionnés par une pompe électrique de secours fonctionnant sur batterie. Celle-ci doit donc être parfaitement accessible pour faciliter son remplacement.

L’avion reçoit également un traitement anti-corrosion spécifique le protégeant de l’air salin.

L’essentiel des particularités portant sur des renforts structurels, les performances sont légèrement diminuées par rapport à la version “Air” : -2% sur le rayon d’action et la vitesse ascensionnelle, +7% sur la distance de décollage (Air & Cosmos n°1360).

Un nouveau viseur tête haute

Dés son premier vol, le Rafale M01 emporte une visualisation holographique tête haute CTH 3020 de Sextant Avionique. Son champ de vision est de 30° x 22°. Il s’agit là de la troisième génération de viseur dont le Rafale A réalisa les premiers essais.

Sa technologie consiste en un dépôt de gélatine emprisonné entre 2 plaques de verre à travers lequel deux lasers créent un réseau d’interférences. Elle agit donc comme un miroir presque parfait pour la longueur d’onde du laser. En revanche, elle reste presque totalement transparente aux autres longueurs d’ondes, améliorant ainsi la visibilité du pilote.

Une première campagne d’essais aux Etats-Unis en juillet – août 1992 (USC1)

Après une première série d’essais en vol, le Rafale M01 se prépare à effectuer mi-1992 une première campagne d’essais à terre. L’objectif est de valider les capacités d’appontage et de catapultage dans un environnement très proche de celui d’un porte-avions.

A cette époque, seuls les Etats-Unis et la marine américaine offrent les infrastructures adéquates. C’est donc du 8 juillet au 23 août 1992 que le prototype subit sa première série d’évaluations au sein des installations du Naval Air Warfare Center de Lakehurst, dans le New Jersey, et à Patuxent River NAS dans le Maryland.

Le prototype est convoyé de Fos sur Mer à Norfolk en trois semaines à bord du navire roulier M.V. Condock avec 60 tonnes de matériels. 62 personnes sont du voyage, dont 4 à bord du Condock.

Cette première campagne d’essais permet de valider le principe de catapultage par le train avant et la bonne aptitude aux manœuvres d’appontage. Pour cela, l’appareil réalise 39 catapultages à Lakehurst, et 14 appontages simulés sur piste (ASSP) à Patuxent River. (Voir nos articles d’avril 2018 et mars 2019). Les essais débutent par des accélérations – arrêts (1,4g et 70 kts), avant un premier envol au 6^e catapultage.

Il effectue au total 69 arrêts dans les brins et 6 engagements de brin en vol (à 140 kts maximum).

Les tests valident également le catapultage avec l’aide d’un mini tremplin qui sera plus tard installé sur le porte-avions Foch. En effet, celui-ci ne dispose que de catapultes de 50 mètres, insuffisantes pour un appareil de 20 tonnes. Rallonger la course de catapultage étant impossible, un dièdre permettra d’amorcer une pente de montée.

Un petit coin de France aux Etats-Unis

“A cette époque, j’assurai la sécurisation des moyens de communication entre les équipes Dassault sur place et celles situées en France, car bien sûr, nous ne faisions pas confiance aux Américains. Dassault avait un fort contingent d’ingénieurs et de mécaniciens, l’Armée de l’Air avait déployé un C-130, et la DGA, pour laquelle j’étais déployé offrait la logistique. Il y avait également une dizaine de gendarmes qui s’occupaient de la protection proche de l’avion.

Je me souviens de deux campagnes d’essais. L’avion n’avait qu’un minimum d’instruments et il a été escorté par un F-14 de Norfolk à Lakehurst.

Aux US, les équipes vivaient à la française. Les techniciens de Dassault avaient amené assez de victuailles pour tout leur séjour, ne se fiant pas à la nourriture locale. Tout se faisait dans une ambiance très sympathique, à la bonne franquette”. (Texte : Jean-Pierre Picchiottino).

NDLR : outre le débat possible portant sur les qualités culinaires de la cuisine américaine, le lecteur comprendra également l’intérêt pour les équipes à manger sur place, afin de réduire le plus possible les temps de repas.

Un peu d’humour …

Yves “Bill” Kerhervé : pilote d’essais

Après des études supérieures, Yves Kerhervé intègre l’Ecole Navale en 1964. Pilote de l’aviation embarquée entre 1971 et 1977, il entre au CEV et poursuit une carrière de pilote d’essais jusqu’en 1981.

Il rejoint Dassault Aviation en 1981 et participe aux essais en vol du Super Etendard, avant de piloter le démonstrateur Rafale, puis les prototypes de série.

Le 1^er octobre 1991, il devient chef pilote d’essais de Dassault Aviation. Participant aux essais du Rafale, il effectuera notamment les tests à bord des porte-avions Foch et Charles de Gaulle.

De 2001 à 2007, il se consacrera à l’aviation d’affaires, entre autre sur le Falcon 7X. Il prend sa retraite en 2007, totalisant 8500 heures de vol, dont 6000 d’essais.

Le saviez-vous ? Le surnom de “Bill” provient du célèbre cocker de bande dessinée, dont il partage la flamboyance du poil roux.

Cellule d’essais au CEAT

Depuis le 16 décembre 1991, le CEAT (Centre d’Essais Aéronautique de Toulouse) exerce divers tests sur une cellule de Rafale Marine. En effet, il s’agit d’effectuer les essais de fatigue mécanique. Pour cela, une centaine de vérins “torturent” l’avion 24h/24. C’est un programme informatique qui contrôle l’ensemble des manœuvres, permettant de simuler jusqu’à 200 vols par jour.

Les déformations de la cellule sont parfois spectaculaires, faisant cloquer la structure ou provoquer un débattement de la voilure jusqu’à 50 cm !

En févier 1993, les tests accomplissent l’équivalent de 2 vies de l’appareil, représentant 3000 vols sur porte-avions et 4000 vols basés à terre, dont 200 ASSP.

La seconde campagne d’essais américaine de janvier – février 1993 (USC2)

Début 1993, le Rafale M01 effectue une nouvelle campagne d’essais. L’objectif est d’évaluer les catapultages et appontages avec l’emport de charges lourdes. Préalablement, le Rafale M01 fera l’objet d’une Visite d’Aptitude à la Mise en  Œuvre et à la Maintenance (VAMOM) en octobre 1992. Cette VAMOM consistera en l’analyse de 132 opérations diverses par les mécaniciens de l’équipe de marque.

Pour cela, l’avion bénéficie d’un nouveau train avant, fruit des résultats de la première campagne d’essais. Le Centre d’Essais Aéronautique de Toulouse sera d’ailleurs mis à contribution pour soumettre le train à des chocs de l’ampleur de la brutalité rencontrée sur catapulte.

Le saviez-vous ? Lors de la première campagne d’essais, le relevage de la barre de traction fera preuve d’une certaine faiblesse. C’est en achetant localement un tendeur de fusil sous-marin que les techniciens corrigeront le problème. Le sujet sera bien entendu traité et définitivement corrigé par la suite.

Le 15 janvier 1993, la même équipe d’essais entreprend la seconde campagne américaine (15 janvier – 18 février). Le M01 effectue 42 catapultages, 24 prises de brin en roulant et 45 en volant.

Involontairement, l’appareil effectue même une prise de brin en vol (train principale sans contact avec le sol) avec badin proche du décollage. L’avion retombe sur son train avant, sans dommage grave.

Les essais se déroulent à des masses de 11,5t à 15,6t et par vent de travers jusqu’à 74 km/h.

Premier appontage sur le Foch en avril 1993 (PA1) : 19/4, 14:43, 28 kt, RAF M01 / KHV / 2 / ↑ / OK ^(*)

Lundi 19 avril 1993, à 14h43, Yves Kerhervé apponte pour la première fois sur le pont du porte-avions Foch avec le Rafale M01. C’est le 201^e vol du prototype. A cette occasion, le porte-avions se trouve à 60 km au large d’Istres.

Avant l’appontage final, le pilote réalise quatre “touch and go”, un “wave off” (remise de gaz avant de toucher), ainsi qu’un passage crosse sortie. L’approche s’effectue en visant le second brin d’arrêt (sur 4), à une incidence de 16° et 120 kt. La parfaite visibilité offerte au pilote, les commandes de vol électriques, ainsi que le système de Contrôle Trainée Poussée (CTP) confirment l’efficacité de solutions retenues sur le Rafale.

^(*) Mention écrite par l’Officier d’Appontage C.F. Marquezy au registre des vols suite au premier appontage du Rafale M01.

Catapultage dès le lendemain

C’est le lendemain matin, vers 10h, que le Foch catapulte le M01 pour la première fois. Sa masse est de l’ordre de 12,6 tonnes et l’avion garde son train sorti jusqu’à son retour à Istres pour subir différents contrôles.

Les essais suivants se déroulent selon des masses qui varient de 11,5 à 15,6 tonnes, avec un vent relatif sur le pont de 25 à 40 kt. Cette première campagne s’achève le 7 mai avec 31 catapultages et autant d’appontages.

Dans un premier temps, les catapultages ont lieu avec l’aide d’un dièdre rétractable en bout de catapulte. Son rôle consiste à faciliter la rotation de l’avion afin qu’il prenne une assiette de 22° en sortie de pont. Il permet aussi de compenser la faible longueur des catapultes (50 mètres contre 75 mètres sur le futur Charles de Gaulle).

Troisième campagne d’essais aux Etats-Unis fin 1993 (USC3)

Le Rafale M01 boucle le 1500^e vol du programme en octobre 1993.

Une nouvelle campagne se déroule du 8 novembre au 15 décembre 1993. Le M01 réalise alors 48 prises de brin en roulant, 40 appontages et 59 catapultages. Cependant, il s’agit cette fois de tester l’appareil avec des charges lourdes et d’ouvrir certaines configurations d’emports :

• la configuration “lisse” avec seulement deux missiles Magic II, pour une masse de 12 tonnes.
• un emport de deux Magic II, quatre Mica sous voilure et fuselage, ainsi qu’un réservoir supplémentaire de 1250 litres, pour une masse de 17,2 tonnes.
• une configuration avec deux Magic II, deux Mica et deux réservoirs de 1250 litres, pour une masse de 17,9 tonnes.

Les configurations air-sol sont également testées, avec réservoirs de 2000 litres et missiles Apache, jusqu’à 18,9 tonnes. A des fins de sécurité et de respect de l’environnement, les réservoirs supplémentaires contiennent la même masse d’eau que l’on vide avant appontage. Le reste du réservoir contient alors une mousse spéciale pour éviter les mouvements de liquides durant le vol.

A noter que pour cette 3^e campagne, le Rafale M01 dispose d’une perche de ravitaillement en vol non fonctionnelle. L’appareil dispose également d’une maquette du RBE2 et de certaines parties du SPECTRA.

Les pilotes sont au nombre de trois : Eric Gérard (Dassault), Eric Hays (CEV) et Roland Alech (CEPA).

Le déroulement des essais avec charges lourdes

A une centaine de kilomètres au sud de New-York, la base de Lakehurst abrite le Naval Air Warfare Center. Ce centre dispose d’installations capables de tester et évaluer les appareils mis en œuvre sur des navires. Dans les années trente, la base accueillit le célèbre dirigeable allemand “Hindenburg”.

Les installations se composent de catapultes de type TC-13 et 4 pistes de 1500 mètres.

Pour chaque configuration, les catapultages débutent par des accélérations allant jusqu’à 2,4g. Dans ce cas, l’avion roule, mais ne vole pas et réalise cette phase sur une catapulte “basse”, au niveau du sol.

Puis l’appareil passe à l’étape suivante sur la catapulte “haute”, à 1,5 mètres du sol :

• En configuration lisse avec deux Magic II, les accélérations varient entre 5,5 et 5,65g en obtenant une vitesse de sortie de catapulte comprise entre 141 et 170 kts.
• Avec deux Magic II, quatre Mica et un réservoir de 1250 litres, l’accélération est de 4,9g impliquant une vitesse de sortie de 166 nœuds et 143 kts avec le tremplin.
• Equipé de deux réservoirs supplémentaires de 2000 litres, l’accélération est poussée à 4,9g.

Enfin, les essais d’appontages et prises de brin démontrent des vitesses allant de 132 à 141 kts, avec une décélération de 3,9g. C’est d’ailleurs au cours de ces tests qu’un renfort de protection sera adopté pour éviter les frottements de la crosse d’arrêt sur la partie arrière du fuselage moteur.

Source : Air&Cosmos n°1455.

Deux nouvelles campagnes d’essais en 1994 avec le prototype M02 (PA2 et PA3)

La deuxième campagne d’essais à la mer se déroule du 27 janvier au 7 févier 1994.

Les équipes entament les tests avec diverses charges lourdes, poursuivent les études de vibrations et les mesures en environnement électromagnétique dense. Une VAMOM (Visite d’Aptitude à la Mise en Œuvre et à la Maintenance) fera aussi partie du programme sur le Rafale M02. Cette VAMOM permet de valider les opérations au sol (pont d’envol et hangar).

Les enseignements de la VAMOM permettent d’estimer le nombre de personnels requis pour la maintenance, connaître les temps de remise en œuvre de l’avion ou vérifier la bonne adaptation de l’outillage. A fin 1994, 6 campagnes VAMOM mirent en œuvre pas moins de 1000 opérations sur les différents prototypes.

Le porte-avions Foch partant en opération, la seconde campagne s’interrompt le 7 février. Elle reprendra le 11 avril 1994 au retour du bâtiment. La configuration air-air du premier standard (F1) est validée. Les pilotes d’essais obtiennent même leur qualification de “hiboux” en effectuant les premiers vols de nuit à partir du Foch. Enfin, début mai, les deux prototypes rentrent à Istres.

Les essais en vol

En raison de la baisse des budgets alloués au programme Rafale, le M01 est arrêté de vol entre 1994 et 1995 pendant 6 mois. Il réintègre par la suite les essais en vol.

Le Rafale sera le 17^e avion à recevoir le missile air-air Magic 2. Les premiers tirs se déroulent en 1995.

L’adaptation du Mica sur Rafale débute également en 1994. C’est cependant en juillet 1993 que le Mica franchit une étape importante en réalisant un premier tir multi-cibles. En effet, ce jour-là un Mirage 2000 engage 2 cibles subsoniques C22L en tirant un missile Mica à autodirecteur électromagnétique. S’en suit également un nouvel essai, où l’appareil engage alors 2 engins cibles en tirant cette fois 2 Mica en ambiance contre-mesures électroniques.

D’autres tirs multi-cibles s’effectuent de 1995 à 1997 avec le Mica à autodirecteur infrarouge. Les usines Matra se préparent alors à assembler jusqu’à 50 missiles par mois.

Dernière campagne américaine (USC4)

La dernière campagne d’essais du Rafale M01 se déroule aux Etats-Unis du 30 octobre au 7 décembre 1995. Trois pilotes y participent : Yves Kerhervé, Christophe Cail et Eric Hays.

Elle comptabilise  77 vols, dont 57 catapultages, 59 prises de brins en roulant et 63 appontages.

Cette fois, c’est essentiellement des configurations air-sol qu’il fallait mettre en œuvre : missile SCALP, armement modulaire et PDLCT. La configuration la plus lourde conduisit l’avion à 22,3 tonnes, avec 2 missiles SCALP, 2 réservoirs de 1250 litres, un ventral de 2000 litres et deux missiles Mica.

Le cockpit du Rafale M01

De 1995 à 1998 (?)

Selon le magazine Air & Cosmos n° 1682, le Rafale M01 semble avoir été mis en réserve fin 1998. Courant 2000, le prototype était encore entreposé à Istres.

Nouvelle mission pour le Rafale M01 sur la BAN d’Hyères

Depuis 1925, le site du Palyvestre accueille l’Aéronautique navale. Cette base de 270 hectares est le point d’appui des opérations aéromaritimes en Méditerranée. Elle est composée de deux aérodromes situés à Hyères et à Cuers, permettant la mise en œuvre d’une trentaine appareils (essentiellement des hélicoptères). Aérodrome mixte (militaire et civil), Hyères accueille 60000 mouvements par an. C’est le 21^e aéroport de France.

La base accueille également le CEPA/10S (Centre d’Expérimentations Pratiques et de réception de l’Aéronautique navale) dont la mission est similaire à celle du CEAM qui stationne à Mont de Marsan.

Au sein de l’École du Personnel du Pont d’Envol (EPPE), le Rafale M01 participe désormais à la formation du personnel qui met en œuvre de l’aviation à la mer (PONEV) depuis 2016 ou 2017.

Photos ci-dessous © Anthony Valero (2020).

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. J’adresse également un grand merci à Henri Bitouzet pour la relecture experte de cet article.

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.