Plusieurs personnes en apesanteur à bord d'un avion.
© CNES/ROUQUETTE Sébastien, 2015

Parabole

Parabole, c’est quoi ?

Chaque année, le CNES propose de concevoir et réaliser des expériences scientifiques qui pourront être mises en œuvre dans des conditions proches de l’impesanteur, à bord de l'Airbus A310-0g.

L'Airbus A310-0g est exploité par la société Novespace (filiale du CNES). Grâce à des manœuvres particulières, cet avion permet de récréer un environnement à pesanteur réduite à 0 g. A ce moment-là, on ne ressent plus son propre poids, c’est pourquoi on « flotte » comme les astronautes dans l’espace.

Ce qu’il faut retenir :

  • Un vol dure en moyenne 2h30 et comprend 30 manœuvres paraboliques.
  • Une série de manœuvres paraboliques produit des périodes d’impesanteur à 0 g (en fait, de l'ordre de 10-2g) de 22 secondes
  • Chaque parabole commence et se termine par une phase d’hyperpesanteur à 1,8 g. On a alors l’impression de peser quasiment deux fois son poids !


Différence entre poids et masse, étude des oscillations d'une masse, étude du comportement d'une émulsion… Le projet Parabole permet aux élèves de mieux comprendre le phénomène et les effets de l'impesanteur.

Comment participer ?

Ce projet s’adresse aux jeunes de niveau lycée ou en études supérieures ou encore en clubs scientifiques. Un appel à candidatures permet de sélectionner chaque année :

  • 3 projets de niveau lycée
  • 3 projets de niveau post-bac


A partir de la sélection du projet de la classe, le professeur et les élèves sont accompagnés par un responsable du CNES et un responsable de Novespace.

Les campagnes de vols paraboliques ont lieu à Mérignac (33).

YouTube Lien vers la page YouTube

Parabole Lycée

🚀 A partir de 16 ans, au lycée ou en club

Les expériences sélectionnées sont mises en œuvre au cours de la campagne de vol du printemps, généralement au mois de mars ou avril.

2 élèves prennent part aux vols paraboliques à bord de l’Airbus A310-0g s'ils sont majeurs. Ceux qui restent au sol participent bien sûr à la mise en place des expériences et bénéficient d'un programme de visites culturelles et industrielles de Bordeaux et sa région.

Pour participer à l’édition 2025 du projet Parabole lycée, téléchargez et complétez les documents ci-dessous avant le 6 juin 2024.


Pour aller plus loin :

Calendrier Parabole Lycée

Octobre Séminaire à Novespace
Novembre - Février Projet
Mars - Avril

Campagne de vols

Avril - Juin

Rédaction du rapport de campagne de vols
Appels à candidatures pour l'année N+1

JuinSélection pour l'année N+1
YouTube Lien vers la page YouTube

Parabole post-bac

🚀 A partir de 18 ans, pour les étudiantes et étudiants

Le projet Parabole est également proposé aux jeunes post-bac, en école d’ingénieur ou dans une formation scientifique. Les campagnes de vols ont généralement lieu au mois d’octobre.

Pour participer à l’édition 2025 du projet Parabole étudiants, téléchargez et complétez les documents ci-dessous avant le 24 octobre 2024.

Calendrier post-bac

Juillet-Septembre Finalisation du projet

Octobre 

Campagne

Novembre Sélection N+1
Décembre N-1 - Juin N Projet N+1
Plusieurs personnes en apesanteur à bord d'un avion.
Des étudiants réalisent des expériences au cours d’un vol parabolique © CNES/ROUQUETTE Sébastien, 2018

En savoir plus sur le vol parabolique

Les vols paraboliques sont effectués à bord d'avions, tel l'Airbus A310-0 g, laboratoire volant exploité par Novespace, filiale du CNES, qui suivent un profil de vol alternant des manœuvres de montées et de descentes espacées de courts paliers. Ces manoeuvres, appelées paraboles, permettent chacune d'obtenir jusqu'à 22 secondes de pesanteur réduite ou micropesanteur. Pendant ces périodes de pesanteur réduite, des chercheurs, des lycéens ou étudiants dans le cadre de l'activité Parabole proposée par le CNES, effectuent des expériences et obtiennent des données dans des conditions impossibles à reproduire sur Terre.

Les vols paraboliques sont indispensables pour faire de la science spatiale à terre, à moindre coût financier et écologique. Les technologies développées en vol parabolique peuvent bénéficier à tous (cf dossier neurosciences en apesanteur du CNES). Novespace ne fait que le nombre de vol nécessaire à maintenir un équipage opérationnel pour garantir l'activité du laboratoire volant. Novespace finance des projets à haute valeur environnementale sur son CA. 

L'environnement dit de micropesanteur n'est accessible que dans l'état de chute libre, c'est-à-dire lorsque un objet n'est plus soumis qu'à une seule force : son poids.

  • linéaires verticales dans les puits, les tours et les tubes à chute libre,
  • paraboliques pour les avions effectuant des paraboles et les fusées-sondes,
  • circulaires ou plus généralement elliptiques pour les satellites en orbite autour de la Terre,
  • paraboliques ou hyperboliques quand la vitesse initiale est supérieure à la vitesse de libération.

Dans le cas des vols paraboliques, la durée est limitée par la vitesse initiale de l'avion.

Selon le type d'avion utilisé, la durée de micropesanteur est comprise entre 5 secondes (avion à hélice) et une minute (chasseur hypersonique). Pour les avions du gabarit de l'Airbus 0g, la durée de micropesanteur est de 20 à 25 secondes par arc parabolique.

Avec l'A300-0g, on obtient un environnement à pesanteur réduite en décrivant une série d'arcs paraboliques qui produisent des périodes d'impesanteur à 0g (en fait de l'ordre de 10-2 g) de 20 à 25 secondes. Chaque parabole commence et se termine par une ressource (station d'hyperpesanteur) à 1,8 g. Un vol typique dure 2 à 3 heures et comprend 30 arcs paraboliques

Afin de créer des périodes d'e micropesanteur de 20 secondes environ, l'avion doit suivre la trajectoire présentée dans le schéma ci-dessus. Cette trajectoire est dite parabolique car sa forme est celle de la figure mathématique du même nom.

La manœuvre conduisant à la micropesanteur débute par un vol en pallier horizontal à 6.000 m d'altitude environ et se découpe en 3 phases.

Phase d'hyperpesanteur :

La puissance des moteurs est alors poussée au maximum. Lorsque la vitesse maximale de l'appareil est atteinte (830 km/h), le pilote annonce le début de la ressource. L'appareil se cabre peu à peu jusqu'à 45°. Ses occupants sont alors plongés dans une phase d'hyperpesanteur d'une vingtaine de secondes. Le facteur de charge atteint 1,8 g (chacun ressent presque deux fois son poids).

Phase de micropesanteur :

A 47° d'inclinaison précisément, le pilote annonce l'injection, le moment où l'avion débute la parabole. En 1 seconde, la pesanteur passe de 1,5 g à une valeur proche de 0 g. Le but de cette manœuvre est de compenser le plus exactement possible les forces qui agissent sur l'avion (la poussée -donnée par les moteurs- et la traînée aérodynamique -le frottement de l'air sur l'avion-) et d'annuler la portance (cette force qui lui permet de voler). La seule force qui ne peut être annulée est le poids. 

Pendant une vingtaine de secondes l'avion ne vole donc plus… il "tombe" comme une pierre lancée en l'air. Il culmine à près de 8 500 m où sa vitesse est alors de 400 km/h. Il retombe ensuite et prend une assiette à piquer inclinée de 42° par rapport à l'horizontale. Les pilotes doivent réagir rapidement pour sortir de cette situation pour le moins inconfortable. La manœuvre de sortie consiste à redresser la trajectoire pour la ramener à l'horizontale.

Nouvelle phase d'hyperpesanteur :

Elle est symétrique à la manœuvre de cabré, et plonge de la même manière les occupants de l'avion dans une période d'hyperpesanteur à 1,8 g.

2 minutes sont nécessaires entre deux paraboles pour des raisons de pilotage et pour permettre aux scientifiques de reprendre leurs esprits et de préparer une nouvelle série de mesures.

Piloter un avion n'est pas simple. Et piloter dans ces conditions extrêmes requiert des compétences exceptionnelles.

Les pilotes "flottent" eux aussi sur leur siège pendant les paraboles, même s'ils sont attachés. C'est pourquoi ces professionnels ont tous une qualification d'aptitude au vol en condition d'essai, signe de leur grande expérience en la matière !

Pour réaliser des paraboles de qualité, de nombreux paramètres sont à maîtriser :

  • le régime des moteurs (leur puissance) ;
  • la position de l'avion en tangage (le mouvement en tangage est produit par une action sur le manche à balais en avant ou en arrière) ;
  • la position de l'avion en roulis (qui désigne l'inclinaison de l'appareil à gauche ou à droite, c'est ce qui permet à un avion de se mettre en virage) ;
  • la surveillance des paramètres vitaux de l'avion (moteurs, gouvernes, commandes, structure…) et de la cabine (alimentation électrique, température…).

Ainsi, 3 pilotes sont nécessaires :

  • 1 pilote pour contrôler l'avion en tangage,
  • 1 pilote pour contrôler l'avion en roulis ;
  • 1 pilote pour contrôler le régime des moteurs.

Un quatrième pilote permet d'effectuer des rotations de rôle entre chaque série de paraboles.

Vous êtes élèves en lycée ou en études supérieures ? N'hésitez pas à nous contacter si ce projet vous intéresse ou si vous avez des questions supplémentaires.

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