[Le parachute : quand la physique ralentit la chute]

Dans la nuit du 5 au 6 juin 1944, plusieurs milliers de parachutistes alliés sont largués au-dessus de la Normandie. L’enjeu de leur mission est crucial: sécuriser des ponts, perturber les communications allemandes et préparer l’arrivée des troupes débarquant sur les plages quelques heures plus tard.

Leur chute, de plusieurs centaines de mètres, est heureusement ralentie par le parachute, qui leur permet d’y survivre.

Pendant sa chute, le parachutiste est soumis à deux forces qui s’opposent :

• La gravité, d’une part, qui attire tout objet vers le sol. Pour un parachutiste équipé, cette force représente plusieurs centaines de newtons, soit l’équivalent du poids d’un adulte,
• La résistance de l’air, d’autre part, qui s’applique lorsqu’un corps se déplace dans l’atmosphère. Il doit repousser les molécules d’air qui se trouvent sur son passage. Cette interaction crée une force opposée au mouvement, appelée traînée aérodynamique.

Au début de la chute, la vitesse est faible et la résistance de l’air reste limitée. Le parachutiste accélère donc rapidement. Mais plus sa vitesse augmente, plus la traînée devient importante. À partir d’un certain moment, les deux forces s’équilibrent. L’accélération devient nulle et le parachutiste atteint sa vitesse limite.

Sans parachute, cette vitesse peut dépasser 180 km/h, largement de quoi provoquer des blessures mortelles à l’atterrissage.

L’ouverture du parachute change complètement la situation puisque la grande voile augmente brutalement la surface exposée à l’air. Or la force de traînée dépend fortement de cette surface. En quelques secondes, la résistance de l’air devient beaucoup plus importante que précédemment, ce qui provoque une forte décélération. La vitesse chute jusqu’à quelques mètres par seconde seulement, permettant un atterrissage relativement sûr.

Le principe paraît simple, mais sa mise en œuvre nécessite quelques compromis… Ainsi, un parachute plus grand ralentit davantage la descente. Cependant, il devient aussi plus encombrant, plus lourd et plus sensible au vent. Le compromis réside dans un équilibre entre sécurité, maniabilité et contraintes opérationnelles.

Les parachutes utilisés lors du Débarquement étaient très différents des modèles sportifs modernes. Les parachutistes américains et britanniques utilisaient principalement des voiles rondes. Robustes et simples à fabriquer, elles offraient peu de contrôle directionnel. Une fois dans les airs, le soldat pouvait difficilement choisir son point d’atterrissage.

Aujourd’hui, les parachutes de type « aile » ou « parapente » possèdent une forme profilée qui génère non seulement de la traînée mais également de la portance, comme l’aile d’un avion. Le parachutiste peut ainsi avancer horizontalement et piloter sa trajectoire avec précision.

De plus, lorsque la voile se déploie, le ralentissement peut atteindre plusieurs fois l’accélération de la pesanteur. Le matériel doit résister à des forces importantes lors de l’ouverture. Les nombreuses suspentes répartissent ces efforts entre la voile et le harnais, ce qui limite à la fois les risques de rupture du matériel (déchirure de la voile, rupture d’une suspente, défaillance d’un point d’ancrage du harnais, etc.) et les contraintes subies par le parachutiste.

Ce principe de distribution d’une force importante sur plusieurs éléments plutôt que de la concentrer en un seul point est d’ailleurs également appliqué aux haubans d’un pont suspendu ou aux sangles d’un harnais d’escalade. Ainsi, derrière l’image emblématique des parachutistes du Débarquement se cache une démonstration élégante des lois de la mécanique. Le parachute n’annule pas la gravité, il exploite simplement une autre force, celle de l’air, pour transformer une chute mortelle en descente contrôlée.