Pulsoréacteur

Un pulsoréacteur est un moteur à réaction qui n'a presque pas de pièces mobiles : un tube dans lequel la combustion se produit en une suite rapide de bouffées, chacune chassant des gaz chauds par l'arrière et poussant le moteur vers l'avant. L'inventeur français Charles de Louvrié décrivit un tel moteur en 1865, et son emploi le plus connu fut la bombe volante allemande Fi 103 de 1944, que son bruit fit surnommer « buzz bomb ».

Ce que c’est

Un pulsoréacteur est un moteur à réaction à combustion intermittente. C’est un tube ouvert à l’arrière, dans lequel la combustion se répète encore et encore, à intervalles rapprochés. Chaque explosion chasse par l’arrière une bouffée de gaz chauds, et la réaction pousse le tube vers l’avant. Contrairement au turboréacteur, il n’a ni compresseur ni turbine, et contrairement au statoréacteur, où la combustion est continue, il fonctionne par pulsations.

Le pulsoréacteur Argus est monté au-dessus de la queue d’un Fi 103 exposé dans un musée.

Son attrait tenait à sa simplicité. On pouvait le fabriquer à bas prix en tôle d’acier, et il n’a aucune pièce tournante. Ses défauts sont tout aussi nets : il est très bruyant, il secoue tout ce qui le porte, et les moteurs de la Seconde Guerre mondiale n’étaient faits que pour durer le temps d’un vol court. À cause de ces limites, il a été peu employé, surtout sur des engins sans pilote.

Le moteur Argus du Fi 103 allemand fut construit en grand nombre pendant la guerre. À l’avant, une grille ronde, en retrait dans la tête plus large du tube, admet l’air. Derrière la tête, le tube se rétrécit en un long tuyau qui se termine par une sortie ouverte. Sur le missile, le moteur était monté au-dessus de l’arrière du fuselage. Il est dangereux de se tenir près d’un pulsoréacteur en marche : son bruit est extrême, son tube devient brûlant et son échappement est une flamme. Les essais de ces moteurs relèvent d’installations d’essai spécialisées.

Comment ça marche

Le moteur aspire par l’avant, brûle et souffle par l’arrière, en une succession rapide de pulsations plutôt qu’en un flux régulier. Dans les modèles à clapets, comme le moteur Argus, un jeu de volets légers derrière la grille d’entrée laisse entrer l’air et se ferme au moment de l’explosion, de sorte que les gaz chauds ne peuvent s’échapper que vers l’arrière. Chaque pulsation projette une masse de gaz vers l’arrière, et le moteur est poussé vers l’avant par réaction, comme une arme recule. Les pulsations se suivent assez vite pour que la poussée paraisse continue.

Au sol, on entendait le pulsoréacteur du Fi 103 bien avant de le voir.

Ce sont les pulsations qui rendent le moteur si bruyant. Chacune est une petite explosion, et leur succession produit un bourdonnement rauque et râpeux que l’on entend de très loin, d’où les surnoms anglais du Fi 103, « buzz bomb » et « doodlebug ». Les mêmes pulsations secouent le moteur et sa fixation. En Allemagne, on essaya le moteur Argus sur des planeurs et d’autres avions, et les vibrations le firent juger impropre à ces appareils. Sur un missile sacrifié dont le vol durait environ une demi-heure, la rudesse et une courte durée de vie importaient peu.

Un pulsoréacteur peut en principe pousser même à l’arrêt. En pratique, le moteur du Fi 103 ne fonctionnait bien qu’une fois le missile déjà lancé à grande vitesse, si bien qu’on le lançait par catapulte ou depuis un avion. Les pulsoréacteurs fonctionnent aussi mal à haute altitude et à grande vitesse, ce qui explique que d’autres moteurs les aient vite remplacés pour la plupart des usages.

Histoire et évolution

En 1863, l’inventeur français Charles de Louvrié fit breveter un appareil volant, l’Aéronave, qui devait avancer grâce à une hélice ou par la réaction d’un gaz éjecté sous pression. En novembre 1865, il ajouta à ce brevet un moteur à réaction : un tube fermé à l’avant par une soupape, dans lequel chaque combustion refermait la soupape et chassait les gaz brûlés par l’arrière. Le 9 avril 1906, Victor de Karavodine demanda à Paris un brevet pour un pulsoréacteur, qui lui fut délivré en 1907. Son titre nomme l’appareil « générateur de gaz d’explosion à jet pulsatoire ». En 1909, l’inventeur Georges Marconnet fit breveter un dispositif voisin, qu’il destinait aux aéroplanes et aux dirigeables. Dans les années suivantes, l’ingénieur français René Lorin publia des projets d’avions sans pilote à réaction, mus par une combustion pulsée ou continue.

En Allemagne, l’ingénieur Paul Schmidt fit breveter un pulsoréacteur en 1931. En 1939, le ministère allemand de l’Air lança un second programme chez le motoriste Argus, à Berlin, sous la direction de Fritz Gosslau, dont l’équipe adopta les volets de Schmidt. Le moteur Argus fut ensuite retenu pour propulser la bombe volante Fi 103, projet commun d’Argus et de Fieseler commencé en 1942. De juin 1944 jusqu’en 1945, des milliers de ces missiles furent lancés contre Londres, Anvers et d’autres cibles, tuant et blessant de nombreux civils. La défense aérienne en abattit beaucoup, et leur imprécision limita ce qu’ils purent obtenir.

Le XH-26 Jet Jeep faisait tourner son rotor avec des pulsoréacteurs en bout de pales, et n’avait donc besoin ni de moteur ni de transmission dans le fuselage.

Après la guerre, le pulsoréacteur servit quelques années de moteur bon marché pour des drones cibles et des missiles subsoniques aux États-Unis et dans d’autres pays, jusqu’à ce que des engins plus rapides et volant plus haut le rendent dépassé. Il trouva aussi un usage inattendu sur les hélicoptères. Au début des années 1950, l’American Helicopter Company construisit pour l’armée de terre et l’armée de l’air américaines le XH-26 Jet Jeep, un petit hélicoptère d’observation portant un pulsoréacteur au bout de chaque pale du rotor. Les réacteurs faisaient tourner le rotor directement, si bien que l’appareil n’avait besoin ni de moteur ni de transmission dans sa cellule. Les prototypes volèrent, mais ils étaient extrêmement bruyants et ne pouvaient pas tenir l’air longtemps, et l’armée abandonna le modèle.