Le Mirage F1 rompit avec l’aile delta du Mirage III. Un choix imposé par les pistes courtes, puis validé par les essais et les opérations.
En résumé
Le Mirage F1 est souvent présenté comme une anomalie dans la famille Dassault. Après le Mirage III, l’abandon de la célèbre aile delta au profit d’une voilure haute en flèche aurait sacrifié l’élégance et les performances. Cette lecture est fausse. Le delta du Mirage III répondait parfaitement aux besoins d’un intercepteur rapide des années 1950. Il facilitait le vol à Mach 2, mais imposait une vitesse d’approche élevée et l’utilisation de longues pistes bien préparées. Au début des années 1960, l’armée de l’Air demanda un appareil capable d’opérer depuis des terrains plus courts et sommairement équipés. Le Mirage F2 démontra alors qu’une aile en flèche équipée de dispositifs hypersustentateurs pouvait associer Mach 2 à un atterrissage sur 480 mètres. Le Mirage F1 reprit cette architecture dans une cellule plus légère. Il pouvait se poser à 125 nœuds, soit environ 232 km/h. Dassault n’avait pas renié son identité. L’entreprise avait changé de compromis aérodynamique.
Le faux scandale repose sur une vision esthétique de l’ingénierie
Le Mirage III est l’un des avions de chasse français les plus reconnaissables. Sa voilure triangulaire, son nez effilé et son absence d’empennage horizontal ont défini l’image du chasseur Dassault pendant les années 1960.
Lorsque le Mirage F1 apparut avec une aile haute en flèche et un empennage horizontal classique, certains observateurs y virent une rupture presque sacrilège. L’avion semblait abandonner la formule qui avait permis à la France de rejoindre le cercle des puissances capables de produire un intercepteur volant à Mach 2.
Cette opposition entre le « beau » Mirage III et le prétendument conventionnel Mirage F1 repose sur une erreur. Une forme aérodynamique n’est jamais bonne ou mauvaise dans l’absolu. Elle répond à un ensemble de missions, de vitesses, de masses et de contraintes d’exploitation.
Le Mirage III avait été conçu pour intercepter rapidement des bombardiers à haute altitude. Le Mirage F1 devait aussi survivre sur des bases exposées, opérer depuis des pistes plus courtes, voler plus loin et conserver une capacité d’interception supersonique.
Le choix de l’aile en flèche n’était donc pas une régression. Il répondait à une évolution du besoin militaire.
La caricature selon laquelle Marcel Dassault aurait détesté les ailes conventionnelles avant d’être désavoué par ses ingénieurs n’est pas confirmée par l’histoire publiée du programme. Les archives de Dassault Aviation racontent plutôt l’inverse. Dès 1964, Marcel Dassault fit étudier discrètement un petit avion bisonique équipé d’une aile en flèche. Il lança ensuite sur fonds industriels le prototype qui devint le Mirage F1.
L’homme qui aurait refusé cette architecture fut donc celui qui prit le risque financier de la développer.
Le Mirage III avait été optimisé pour une guerre verticale
Le Mirage III naquit à la suite d’un programme français d’intercepteur léger lancé après la guerre de Corée. La priorité était claire. L’appareil devait monter rapidement, atteindre une grande altitude et intercepter des bombardiers avant qu’ils ne frappent le territoire.
Dans ce contexte, la voilure delta apportait plusieurs avantages. Sa forte flèche réduisait les effets de compressibilité à grande vitesse. Sa structure était relativement simple et rigide. Son volume intérieur permettait d’emporter du carburant. Sa grande corde facilitait aussi l’utilisation d’un profil très mince, favorable au vol supersonique.
Associée à un fuselage dessiné selon la loi des aires, cette aile permit au Mirage III d’atteindre Mach 2 avec un seul turboréacteur Snecma Atar. Cette performance était considérable à la fin des années 1950.
Le delta sans empennage horizontal permettait également de limiter la traînée et le nombre de surfaces aérodynamiques. Les élevons installés sur le bord de fuite assuraient à la fois le contrôle en tangage et en roulis.
Cette simplicité apparente cachait cependant un compromis. Les mêmes surfaces devaient contrôler l’avion et produire une partie de la portance aux basses vitesses. Il devenait difficile d’installer de grands volets traditionnels sur le bord de fuite.
La voilure delta imposait un prix à basse vitesse
La portance dépend notamment de la vitesse, de la surface de l’aile et du coefficient de portance. Lorsqu’un avion ralentit, il doit augmenter son incidence ou modifier le profil de son aile pour continuer à supporter sa masse.
Sur un avion classique, les volets augmentent la courbure de l’aile. Ils permettent de produire davantage de portance à faible vitesse. Un empennage horizontal séparé compense ensuite les variations de moment provoquées par leur déploiement.
Le Mirage III ne disposait pas de cet empennage. Son aile delta très mince n’était pas adaptée à l’installation de grands dispositifs hypersustentateurs comparables à ceux d’une aile conventionnelle.
Le pilote devait donc conserver une vitesse élevée et adopter une forte incidence pendant l’approche. Selon les versions, les masses et les procédures, les témoignages de pilotes situent couramment la vitesse d’approche du Mirage III autour de 170 à 185 nœuds, soit environ 315 à 343 km/h.
Cette vitesse avait plusieurs conséquences. La distance parcourue pendant l’arrondi et le freinage augmentait. Le parachute-frein devenait indispensable. Les pneus, les freins et le train d’atterrissage subissaient davantage d’efforts.
Une forte incidence relevait également le nez de l’appareil. La visibilité sur la piste se dégradait. Le moteur devait rester suffisamment puissant pour compenser la forte traînée induite par l’aile à basse vitesse.
Il serait pourtant excessif d’affirmer que le Mirage III avait un comportement désastreux. L’aile delta pouvait générer une portance tourbillonnaire importante à forte incidence. L’appareil restait contrôlable lorsqu’il était piloté selon ses procédures. Le problème était surtout opérationnel : il exigeait de la vitesse, de la précision et une piste adaptée.
Le besoin militaire a changé avant la forme de l’avion
Au début des années 1960, l’armée de l’Air ne voulait plus seulement un intercepteur capable de monter vite. Elle cherchait un appareil tout temps pouvant pénétrer à basse altitude, conserver une vitesse supersonique et utiliser des pistes courtes avec peu d’équipements.
Le cahier des charges établi en 1963 demandait une vitesse d’approche inférieure à 140 nœuds, soit environ 259 km/h. Il réclamait également un rayon d’action supérieur à celui des premiers Mirage III.
La question des pistes n’était pas secondaire. En cas de guerre en Europe, les bases aériennes auraient figuré parmi les premières cibles. Les aérodromes principaux, faciles à localiser, pouvaient être frappés par des bombes, des missiles ou des armes nucléaires tactiques.
Un avion dépendant d’une longue piste intacte risquait donc d’être neutralisé au sol sans avoir été détruit. La capacité à utiliser des terrains plus courts permettait de disperser les unités, de multiplier les sites de repli et de réduire la dépendance envers quelques infrastructures majeures.
Le nouveau chasseur devait aussi opérer depuis des pays dont le réseau aéronautique était moins développé. Cette exigence comptait pour Dassault, dont le modèle économique dépendait déjà fortement des exportations.
Une vitesse d’approche plus faible ne relevait donc pas du confort. Elle améliorait directement la survivabilité militaire et l’attractivité commerciale de l’appareil.
Le Mirage F2 a prouvé que Mach 2 et piste courte étaient compatibles
Le premier appareil destiné à répondre à ce nouveau besoin ne fut pas le Mirage F1. Il s’agissait du Mirage III F2, souvent abrégé Mirage F2.
Le prototype conservait le nom Mirage, mais abandonnait le delta. Il recevait une aile haute à forte flèche, munie de dispositifs augmentant la portance, ainsi qu’un empennage horizontal placé en position basse.
Cette architecture représentait une première pour Dassault. Le Mirage F2 était un avion biplace beaucoup plus lourd que le futur F1. Il utilisait un turboréacteur Pratt & Whitney TF30 et devait remplir des missions de pénétration à basse altitude.
Le prototype effectua son premier vol le 12 juin 1966 à Istres, piloté par Jean Coureau. Il fut aussi le premier avion de la société dont les paramètres d’essai étaient transmis au sol par télémétrie. Les ingénieurs pouvaient suivre le comportement de la cellule en temps réel et aider plus efficacement le pilote.
Le 29 décembre 1966, le Mirage F2 réalisa une démonstration qui résumait l’objectif du programme. Il atteignit Mach 2, puis effectua un atterrissage sur 480 mètres.
Ce résultat montrait qu’un avion supersonique lourd pouvait combiner une très grande vitesse avec une exploitation depuis une piste relativement courte.
Le vol décisif n’avait rien d’un essai secret
L’expression de « secret flight test » est séduisante. Elle transforme une décision d’ingénierie en confrontation dramatique entre un dirigeant attaché au delta et une équipe décidée à lui prouver qu’il avait tort.
La réalité est différente. Le programme fut développé avec une certaine discrétion industrielle, mais la validation ne dépendit pas d’un vol clandestin unique. Elle résulta d’études, d’essais en soufflerie, de calculs, de la campagne du Mirage F2 puis des essais du Mirage F1.
Le vol du Mirage F2 en décembre 1966 constitue le moment le plus symbolique. Il confirmait que l’aile en flèche et les dispositifs hypersustentateurs pouvaient résoudre le problème des basses vitesses sans sacrifier Mach 2.
Le Mirage F2 restait toutefois trop lourd et trop cher. Son moteur américain augmentait également la dépendance technologique de la France. Le besoin de l’armée de l’Air évolua encore après la décision française de quitter le commandement intégré de l’OTAN.
Dassault reprit donc l’idée aérodynamique dans une cellule plus petite, plus légère et équipée d’un moteur français.
Le Mirage F1 a transformé l’aile en système aérodynamique
Le Mirage F1 n’était pas simplement un Mirage III auquel une autre aile aurait été greffée. Sa cellule avait été réorganisée autour d’une architecture différente.
L’appareil recevait une aile haute en flèche, d’une surface proche de 25 m², soit 269 pieds carrés. Son envergure atteignait 8,40 mètres. Il conservait un seul moteur, le Snecma Atar 9K50, qui développait environ 70,6 kilonewtons avec postcombustion.
Sa masse à vide se situait autour de 7 400 kg. Sa masse maximale au décollage pouvait atteindre 16 200 kg. Les réservoirs internes contenaient environ 4 300 litres de carburant.
La voilure haute dégageait la partie inférieure du fuselage pour les charges externes. L’empennage horizontal séparé permettait de contrôler le tangage indépendamment des surfaces de l’aile.
Le principal progrès résidait dans les dispositifs hypersustentateurs. Le bord de fuite recevait des volets à double fente. Les appareils de série disposaient également de becs de bord d’attaque sur les deux tiers extérieurs de l’aile, inspirés des travaux menés sur le SEPECAT Jaguar.
Les volets augmentaient la courbure de l’aile. Les fentes permettaient à l’écoulement de rester attaché malgré une forte déflexion. Les becs de bord d’attaque retardaient le décrochage et autorisaient une incidence supérieure.
Le système produisait ainsi davantage de portance à faible vitesse, sans imposer une aile épaisse et fortement cambrée pendant le vol supersonique. Une fois les dispositifs rentrés, le profil retrouvait une configuration adaptée aux hautes vitesses.
Les volets ont changé les performances sur piste
Dassault annonçait pour le Mirage F1 une vitesse d’atterrissage de 125 nœuds, soit environ 232 km/h. Cette valeur était très inférieure aux vitesses généralement associées au Mirage III.
La différence ne paraît pas spectaculaire lorsqu’elle est exprimée en nœuds. Elle devient majeure lorsqu’on considère l’énergie de l’avion. L’énergie cinétique varie avec le carré de la vitesse. Une réduction d’environ 170 à 125 nœuds diminue donc fortement l’énergie qu’il faut absorber pendant l’atterrissage, même si la masse réelle varie selon la mission.
Le pilote dispose de davantage de temps pour corriger sa trajectoire. Les freins et les pneus travaillent moins. La piste nécessaire diminue. Le risque de sortie de piste baisse aussi sur un terrain humide ou endommagé.
La vitesse plus faible facilite enfin l’utilisation de bases avancées. Le Mirage F1 pouvait être dispersé sur des terrains qui auraient été moins adaptés au Mirage III.
Dassault affirme que le F1 associait cette capacité à une vitesse supérieure à Mach 2. L’avion atteignit d’ailleurs Mach 2 dès son quatrième vol, le 7 janvier 1967, seulement deux semaines après son premier décollage.
Le choix d’une aile conventionnelle n’avait donc pas détruit la performance supersonique. Il avait élargi l’enveloppe de vol vers les basses vitesses.
Le gain sur piste n’a pas créé un avion parfait
Le Mirage F1 ne devint pas automatiquement supérieur au Mirage III dans tous les domaines. Son aile en flèche produisait aussi davantage de traînée et comportait plus de mécanismes.
Les becs, volets, actionneurs, circuits hydrauliques et commandes ajoutaient de la masse. Ils augmentaient le nombre de pièces à inspecter et à entretenir. Une aile équipée de plusieurs surfaces mobiles est plus complexe qu’un delta dépourvu de volets sophistiqués.
Le profil devait également trouver un équilibre entre la portance à basse vitesse et la résistance aérodynamique à Mach 2. Dassault reconnaît que les dispositifs de forte portance étaient particulièrement difficiles à installer sur une aile mince.
Le Mirage F1 ne possédait pas non plus l’agilité à basse vitesse d’un chasseur moderne équipé de commandes de vol électriques. Il restait un appareil conçu avant tout pour conserver de l’énergie, accélérer et intercepter.
Son facteur déterminant n’était pas une supériorité aérodynamique universelle. Il s’agissait de son compromis opérationnel. Le F1 pouvait aller vite, emporter davantage de carburant, se poser plus lentement et remplir un nombre croissant de missions.
Cette polyvalence explique ses évolutions vers la reconnaissance avec le Mirage F1CR, l’attaque au sol avec le Mirage F1CT et plusieurs variantes d’exportation adaptées aux demandes locales.
Le crash du prototype a rappelé le prix de l’innovation
L’histoire du programme ne fut pas une marche triomphale. Le 18 mai 1967, le premier prototype Mirage F1 01 fut détruit pendant un passage à grande vitesse et basse altitude près de Fos-sur-Mer.
L’appareil fut victime d’un phénomène de flottement aérodynamique, ou flutter. Les oscillations divergentes provoquèrent la rupture des empennages horizontaux. René Bigand, chef pilote de Dassault, fut tué dans l’accident.
Le flutter apparaît lorsqu’une interaction entre les forces aérodynamiques, l’élasticité de la structure et son inertie produit des vibrations dont l’amplitude augmente rapidement. À haute vitesse, le phénomène peut détruire une surface en quelques secondes.
L’accident n’invalidait pas le principe de l’aile en flèche. Il révélait un problème d’aéroélasticité affectant les empennages. Le programme fut poursuivi avec trois appareils de présérie et des modifications de structure.
Le Mirage F1 02 vola en mars 1969. Le F1 03, équipé du moteur Atar 9K50, suivit en septembre. Le F1 04, doté des équipements électroniques destinés à la série, prit l’air en juin 1970.
Ce calendrier montre que le passage d’une démonstration prometteuse à un avion militaire fiable exige plusieurs années. Le premier Mirage F1 de série ne vola qu’en février 1973. Les premières livraisons à l’armée de l’Air eurent lieu en 1974.
Le succès commercial a validé l’abandon du delta
Le meilleur argument en faveur du Mirage F1 ne se trouve pas dans son apparence. Il se trouve dans sa carrière.
Dassault construisit 725 exemplaires du Mirage F1. Parmi eux, 473 furent exportés vers dix pays. L’Afrique du Sud, l’Espagne, la Grèce, le Koweït, la Libye, le Maroc, l’Équateur, l’Irak, la Jordanie et le Qatar utilisèrent l’appareil.
Cette diffusion montre que la combinaison entre vitesse, autonomie, simplicité relative et utilisation depuis des infrastructures limitées répondait à une demande réelle.
L’avion fut engagé dans des environnements très différents. Il vola au-dessus des déserts africains et moyen-orientaux, dans le climat méditerranéen et depuis des bases européennes. Il remplit des missions d’interception, de reconnaissance, d’appui et d’attaque maritime.
L’Irak adapta notamment certains Mirage F1 pour employer des missiles antinavires AM39 Exocet. La France transforma une partie de ses appareils en avions de reconnaissance et d’attaque conventionnelle.
Le Mirage F1 resta en service dans l’armée de l’Air française jusqu’en 2014. Des appareils modernisés ou utilisés par des sociétés privées continuèrent ensuite à voler pour l’entraînement au combat aérien.
Une erreur aérodynamique produit rarement une famille de 725 avions exploitée pendant plusieurs décennies.
Le retour du delta n’a pas condamné le raisonnement du F1
Le Mirage 2000, successeur du Mirage F1 dans la mission de défense aérienne, revint à une aile delta. Ce choix pourrait sembler donner raison aux partisans de la formule du Mirage III.
Ce serait oublier les progrès réalisés entre les deux générations.
Le Mirage 2000 disposait de commandes de vol électriques. Son centre de gravité et sa stabilité pouvaient être gérés par ordinateur. Les surfaces de contrôle étaient commandées en permanence pour maintenir l’appareil dans son enveloppe de vol.
Cette technologie permit d’exploiter un delta instable et plus performant sans imposer au pilote la charge de travail correspondante. Le Mirage 2000 reçut aussi des becs automatiques de bord d’attaque et une aérodynamique profondément différente de celle du Mirage III.
Le retour au delta ne signifiait donc pas que le F1 avait été une erreur. Il montrait que les technologies disponibles avaient changé.
Dans les années 1960, l’aile en flèche avec empennage séparé représentait la solution la plus directe pour associer des dispositifs hypersustentateurs efficaces à un avion Mach 2. À la fin des années 1970, les commandes électriques permirent d’obtenir une autre combinaison.
Chaque appareil doit être jugé avec les outils et les missions de son époque.
La vraie rupture se trouvait dans la doctrine, pas dans la silhouette
Dassault n’a pas abandonné l’aile delta parce que ses ingénieurs auraient soudain découvert qu’elle était mauvaise. L’entreprise l’a abandonnée parce que l’armée de l’Air demandait autre chose.
Le Mirage III était un excellent produit de la guerre aérienne des années 1950. Il devait décoller d’une grande base, monter rapidement et intercepter une cible à haute altitude. Sa vitesse d’approche élevée était un défaut accepté en échange de ses performances supersoniques.
Le Mirage F1 devait opérer dans un environnement où les bases risquaient d’être frappées, où l’autonomie comptait davantage et où les exportations exigeaient une plus grande souplesse d’emploi.
L’aile haute en flèche, les becs et les volets à double fente répondirent à cette évolution. Les essais du Mirage F2, puis ceux du Mirage F1, montrèrent qu’un chasseur français pouvait conserver Mach 2 tout en se posant à environ 125 nœuds.
La « trahison du delta » n’a donc jamais existé. Il y eut un choix plus exigeant et moins spectaculaire : renoncer à une signature visuelle lorsque celle-ci ne correspondait plus au besoin militaire.
Le Mirage F1 rappelle une règle que le marketing aéronautique préfère parfois oublier. Un avion de combat ne gagne pas parce que sa silhouette respecte une tradition. Il gagne lorsqu’il peut décoller, accomplir sa mission et revenir se poser sur la piste qui reste disponible.