vignette|Un Boeing 314 à Lagos pendant la Seconde Guerre mondiale.|alt=Photo noir et blanc. Imposant hydravion quadrimoteur sur un plan calme.
Un hydravion à coque est un type d'avion dont le fuselage a des caractéristiques s'approchant de la coque d'un navire, lui permettant de se poser sur l'eau, d'y manœuvrer, et d'en décoller. On l'oppose à l'hydravion à flotteurs, dont le fuselage reste hors de l'eau. Alors qu'un hydravion à flotteurs est souvent obtenu en adaptant des flotteurs à un avion terrestre, un hydravion à coque présente une conception très différente et spécifique. Les hydravions à coque sont généralement bien plus massifs. Ils sont capables d'affronter des mers beaucoup plus formées, ce qui leur permet souvent d'opérer depuis des ports maritimes, quand les hydravions à flotteurs sont généralement voués à opérer en eau douce. Leur conception fait intervenir de nombreux compromis, devant concilier les performances aériennes avec des exigences spécifiques : stabilité en mer, résistance aux contraintes hydrodynamiques La plupart des modèles sont équipés, pour ne pas chavirer, de flotteurs d'appoint sous les ailes, éventuellement escamotables. La plupart des hydravions à coque sont également dotés d'un train d'atterrissage, ce qui leur confère une capacité amphibie. Ce n'est pas le cas, cependant, des modèles les plus massifs.
Les hydravions à coque font leur apparition très tôt dans l'histoire de l'aviation, les premiers essais ayant lieu avant même la Première Guerre mondiale. Ils jouent un rôle très important des années 1920 aux années 1940, ce qui s'explique principalement par la rareté des aérodromes à cette époque. Dans le transport civil, ils surpassent alors souvent la taille et l'autonomie des avions terrestres de leur époque, et assurent de nombreuses lignes régulières long-courrier. Leurs bases d'opérations sont des étendues d'eau relativement abritées des aléas météorologiques, comme des lacs, des baies, des estuaires, des atolls Dans le domaine militaire, ils servent principalement à repérer et attaquer les convois ennemis, à transporter des troupes et du matériel, et à secourir les équipages de navires et d'avions perdus au combat.
Après la Seconde Guerre mondiale, les hydravions à coque tombent brutalement en désuétude. Les lignes régulières assurées en hydravions disparaissent pour la plupart avant 1950. Cela s'explique en partie par la construction de nombreux aérodromes pendant le conflit, et par la grande disponibilité d'avions de transport terrestres issus des surplus américains. Les lignes régulières assurées en hydravions disparaissent ; les compromis intervenant dans leur conception les rendent plus coûteux à exploiter que des avions terrestres de capacité équivalente. Leur rôle militaire s'amenuise tout aussi rapidement : les fonctions de patrouille maritime sont reprises par des avions basés à terre ou opérant depuis des porte-avions, le rôle de secours en mer passe lui, aux hélicoptères.
Les hydravions à coque conservent cependant quelques rôles de niche, qui leur évitent de disparaître totalement. En particulier, ils sont précieux dans le rôle de bombardier d'eau, où ils mettent à profit leur capacité amphibie pour se ravitailler en frôlant la surface de l'eau. Des missions de secours en mer et de transports vers les sites isolés leur sont aussi confiées.
Caractéristiques techniques
Un hydravion à coque se définit par la forme de son fuselage, qui joue le rôle d'une coque de bateau quand l'avion est à la surface de l'eau. On parle d'ailleurs, en plusieurs langues, de : en anglais, en allemand.
Forme de la coque thumb|Détail de la coque d'un Grumman Mallard, montrant le redent (décrochement sous la coque de l'appareil).|alt=petit hydravion à coque bimoteur. la coque présente un angle vers le milieu de l'appareil. Les hydravions à coque ont l'avantage d'être plus marins que les hydravions à flotteurs (qui reposent uniquement sur des flotteurs) du fait de la forme de leur coque, analogue à la carène d'une vedette rapide, dont les formes planantes facilitent le déjaugeage. Pour éliminer plus rapidement la friction contre l'eau, la coque présente un redent (ou redan) légèrement en arrière du centre de gravité.. C'est ce qui définit les hydravions à coque, par opposition aux hydravions à flotteurs, dont les flotteurs sont séparés du fuselage, lequel reste hors de l'eau. Certains appareils ont cependant une conception quelque peu intermédiaire entre ces deux catégories. C'est le cas, notamment, de la lignée d'avions développés par Loening et Grumann (le plus produit est le Grumman J2F Duck) dont le flotteur se présente comme un prolongement du fuselage, dont l'espace intérieur est accessible par l'équipage. Ces appareils sont souvent classés comme des hybrides entre les deux grandes catégories d'hydravions..
Réserve de flottabilité La coque, dont l'avant est en forme de « V », est volumineuse, de façon à fournir une importante réserve de flottabilité. Pour leur permettre d'affronter sans risque des mers formées, les hydravions à coque disposent en effet d'une réserve de flottabilité allant de 70 % à 100 %. Dans ce dernier cas, la réserve de flottabilité permet de supporter le double du poids prévu pour l'appareil sans qu'il coule.
Manœuvres sur l'eau
Les hydravions ont besoin d'être pilotables quand ils se déplacent à la surface de l'eau, par exemple pour se positionner face au vent avant de déjauger ou pour se placer le long d'un quai. La gouverne aérodynamique n'a aucune utilité aux faibles vitesses atteintes sur l'eau. La méthode la plus classique pour faire tourner un hydravion à la surface de l'eau est de piloter les moteurs de façon asymétrique. Cette technique n'est pas toujours suffisante, et bien sûr, elle est inapplicable à un monomoteur ou à un bimoteur en tandem. Beaucoup d'hydravions à coque possèdent donc un gouvernail marin, qui leur permet de tourner comme un bateau..
Ils sont en outre équipés de tout le nécessaire pour s'amarrer à un quai ou à une bouée de mouillage, et souvent même d'une ancre. Ces équipements rajoutent un poids significatif, en comparaison avec les avions basés à terre..
Stabilité sur l'eau
Les hydravions à coque sont toujours plus stables sur la mer que les hydravions à flotteurs.. Ils peuvent affronter des mers plus formées que les hydravions à flotteurs, qui ne peuvent atterrir ou décoller que sur des surfaces où les vagues ne dépassent guère une trentaine de centimètres. Pour ne pas chavirer, la plupart des hydravions à coque sont équipés de petits flotteurs d'appoint sous les ailes. En effet, dans la mesure où la relative étroitesse de leur coque ne procure pas une stabilité en roulis suffisante, ces flotteurs fournissent un couple de redressement très élevé en cas de basculement accidentel sur le côté. En temps normal cependant, sur une mer parfaitement lisse, ces flotteurs ne touchent pas la surface de l'eau, ou, selon les modèles (et selon le chargement de l'appareil), l'effleurent à peine Flying Boat Design Considerations - GlobalSecurity.org.
Ces flotteurs d'appoint, lorsqu'ils sont fixes, créent une importante traînée en vol. Certains concepteurs d'hydravions ont cherché à réduire ou éliminer cette traînée en les rendant escamotables. Le Consolidated PBY Catalina a adopté une solution particulièrement élégante à ce problème, reprise sur certains hydravions à coque ultérieurs : les flotteurs d'appoint sont montés sur des pylônes qui pivotent vers les extrémités des ailes. En vol, ils deviennent les saumons des ailes.. Sur le Dornier Do 26 et sur certaines versions du Martin PBM Mariner, ils rentrent dans des compartiments aménagés à cet effet dans les ailes, un peu à la manière d'un train d'atterrissage... Sur le Latécoère 631, les flotteurs se replient verticalement, pour se placer dans le prolongement des nacelles moteurs 1 et 6..
Les flotteurs d'appoint ne sont pas la seule méthode disponible pour stabiliser l'appareil en roulis. Dornier a adopté très tôt une solution alternative qui consiste à doter la coque de deux extensions latérales, parfois appelées « nageoires », à forte flottabilité, et placées à hauteur de la ligne de flottaison.. Cette solution a aussi été reprise par d'autres constructeurs, comme Boeing sur son 314, ou Latécoère sur son 300. Les « nageoires » sont généralement profilées pour générer de la portance en vol, faisant de l'avion un Sesquiplan.. Cette idée issue des hydravions a aussi été adoptée plus tard sur de gros hélicoptères amphibies, comme le Sea King.. Sur certains appareils amphibies, ces extensions latérales servent aussi de logement pour le train d'atterrissage, c'est le cas sur le Dornier Seastar..
Une troisième solution, rare, est de réaliser un hydravion à coque de type . C'est notamment la méthode retenue sur les appareils italiens Savoia-Marchetti S.55 et S.66. La stabilité en roulis est alors assurée par les deux coques sans besoin de flotteurs auxiliaires..
Compromis sur les performances en vol
La conception d'un hydravion à coque impose un certain nombre de contraintes qui lui donnent, en matière de performances et d'économie en vol, des handicaps significatifs par rapport à un avion terrestre de capacité équivalente. Les moteurs et les surfaces de commandes doivent être placés extrêmement haut par rapport au fuselage, pour ne pas être exposés à des paquets d'eau lors de l'amerrissage. Cela oblige souvent à utiliser des configurations comme l'aile en « parasol » du Catalina ou les « ailes de mouette » du Grummann Albatross. Ce placement n'est pas du tout optimal en vol : l'axe d'exercice de la poussée des moteurs passe bien au-dessus de l'axe d'exercice de la trainée aérodynamique, alors que les deux seraient idéalement confondus. Pour maintenir l'équilibre de l'avion en vol, il faut donc faire usage des compensateurs, ou placer le centre de portance en avant du centre de gravité, toutes ces mesures ont un coût aérodynamique. La coque doit être construite de façon très solide, pour être résistante aux forces hydrodynamiques, ce qui a un handicap en matière de poids considérableRapports, volume I, Blondel La Rougery, 1921 .....
Les forces hydrodynamiques pénalisent aussi le décollage, ce qui fait qu'un appareil amphibie ne peut pas décoller depuis l'eau avec une charge aussi importante que depuis la terre ferme. À titre d'exemple, un Canadair CL-215 a une masse maximale au décollage de depuis la terre ferme, mais seulement depuis l'eau.. Certains hydravions militaires, notamment pendant la Seconde Guerre mondiale, avaient recours au décollage assisté par fusée pour quitter l'eau avec une charge plus importante..
Appareils amphibies et hydravions exclusifs
thumb|left|Un Short Empire hors de l'eau, monté sur un chariot de transport. Les grands hydravions de ligne de l'entre-deux-guerres sont dépourvus de train d'atterrissage, et donc exclusivement capables de se poser et de décoller sur l'eau. C'est par exemple le cas du Boeing 314. Lorsque ces appareils doivent être transportés sur la terre ferme (pendant leur construction, pour stationnement, réparations, etc.), il faut les installer sur un chariot de transport muni de roues.. Mais la plupart des hydravions à coque possèdent aussi un train d'atterrissage qui leur permet d'utiliser des pistes sur la terre ferme. Le Catalina, par exemple, existe sous les deux formes : le PBY-5 est un hydravion exclusif tandis que la version 5A est amphibie. Le train de PBY-5A est typique des hydravions à coque amphibie. Le train principal se replie, mais sans pour autant disparaitre dans un compartiment fermé : il vient simplement se loger dans des alvéoles sur les flancs de l'avion. Il peut aussi être utilisé pour faire accoster l'appareil après l’avoir posé en mer..
Lignes régulières