Les vortex – Cours aérodynamique BIA

Les vortex, tourbillons créés au bout des ailes, naissent de la portance elle-même : chaque aile laisse derrière elle deux tourbillons d’air qui coûtent de la traînée et menacent les aéronefs suivants. Ce cours du module 2 du programme BIA (aérodynamique, désigné épreuve E2 dans la préparation Horizon BIA) reprend la page 17 du support : la formation des tourbillons marginaux, la traînée induite, la turbulence de sillage, deux exemples d’incidents, la prévention et les winglets.

À l’examen, ce module est évalué dans l’épreuve écrite unique de deux heures trente, un QCM de 120 questions noté sur 20 et affecté d’un coefficient 5 . Dans le programme officiel, la traînée – dont la traînée induite – relève du thème 2.1 « Caractérisation des forces aérodynamiques : portance, traînée » , et la page pilier Aérodynamique BIA situe ce cours en neuvième position du parcours, entre le facteur de charge et les aérostats.

Objectifs d’apprentissage – à la fin de ce cours, vous saurez :

• définir un vortex et expliquer sa formation à l’extrémité de l’aile ;
• expliquer la traînée induite et son lien avec la consommation de carburant ;
• décrire la turbulence de sillage et les dangers qu’elle crée ;
• citer deux incidents liés au sillage et les mesures de prévention ;
• expliquer le rôle des winglets dans la réduction des vortex.

Prérequis : le cours Le bilan des forces présente la traînée comme force aérodynamique, et le cours Les ailes d’avion introduit l’allongement, le paramètre géométrique qui agit directement sur la traînée induite.

Quiz 1 – Testez-vous avant de commencer (6 questions, format BIA)

📅 Mis à jour le 9 août 2026 — conforme au programme officiel (BO n° 11 du 12 mars 2015).

Sommaire

• Qu’est-ce qu’un vortex ?
• Les vortex et la traînée induite
• Les trois conséquences des vortex sur le vol
• La turbulence de sillage, un danger pour les aéronefs suivants
• Deux exemples concrets de dangers
• Prévenir les risques liés aux vortex
• Les winglets, la solution technique
• Un avenir plus sobre pour l’aviation
• Erreurs fréquentes et pièges au BIA
• Points essentiels à retenir
• FAQ
• Sources

Cette capsule vidéo, Mystère Aéronautique : Découvrez les Vortex de Bout d’Aile ! (chaîne Horizon BIA), montre en images la formation des tourbillons au bout des ailes. Les sections ci-dessous développent la définition, la traînée induite, la turbulence de sillage et les winglets au niveau exigé par l’examen.

Qu’est-ce qu’un vortex ?

Tout commence au bout de l’aile, là où l’air ne sait plus où aller.

Un vortex, aussi appelé tourbillon marginal, est un mouvement tourbillonnaire de l’air qui se forme à l’extrémité de l’aile . L’air de l’intrados, en surpression, contourne le saumon pour rejoindre l’extrados, en dépression : il s’enroule en spirale et laisse derrière l’avion deux tourbillons de sens contraires.

L’intensité du vortex dépend de la portance produite : plus l’avion est lourd et chargé, plus le tourbillon est puissant – c’est particulièrement vrai pour les gros porteurs comme l’Airbus A380 . Les vortex ne sont donc pas un accident : ils sont la contrepartie du vol, la conséquence directe de la sustentation .

Les vortex et la traînée induite

Un tourbillon, c’est de l’énergie dépensée : toute la question de la traînée induite.

La formation des vortex consomme de l’énergie : elle crée un courant descendant (downwash) derrière l’aile, qui incline la portance vers l’arrière et fait apparaître une composante de traînée. C’est la traînée induite, générée par la formation des tourbillons marginaux (NASA Glenn, Induced Drag Coefficient, 2026). Elle s’ajoute à la traînée parasite, qui, elle, augmente avec la vitesse : la première domine à basse vitesse, la seconde à grande vitesse.

La traînée induite est maximale à basse vitesse et à forte incidence, donc au décollage et à l’atterrissage, quand la portance produite est grande. L’équilibre entre traînée induite et traînée parasite fixe la vitesse la plus économique, notion étudiée au cours La finesse.

Plus l’aile est allongée, plus la traînée induite est faible : c’est pourquoi les planeurs et les avions de ligne adoptent de grandes envergures, comme vu au cours Les ailes d’avion .

Les trois conséquences des vortex sur le vol

Trois conséquences pratiques découlent directement de la formation des vortex.

Ces trois conséquences sont liées : la turbulence de sillage menace les autres appareils, la traînée induite pénalise l’avion qui la génère, et la consommation de carburant en est le coût économique et écologique .

La turbulence de sillage, un danger pour les aéronefs suivants

Les vortex ne disparaissent pas : ils restent dans le sillage de l’avion.

La turbulence de sillage est l’ensemble des perturbations laissées par un aéronef en vol, dominée par ses deux tourbillons marginaux ; elle peut persister plusieurs minutes et reste dangereuse pour les appareils plus petits qui la traversent . Le danger est maximal au décollage et à l’atterrissage, quand les avions volent à forte incidence et se suivent à basse altitude.

Pour protéger les aéronefs, la réglementation classe les appareils en catégories de sillage selon leur masse maximale au décollage – lourds (au moins 136 tonnes), moyens, légers – et impose des séparations minimales entre l’appareil qui génère le sillage et celui qui le suit . Au sol, c’est la tour de contrôle qui gère ces intervalles : elle espace les décollages et les atterrissages pour qu’aucun appareil ne traverse le sillage d’un autre .

Deux exemples concrets de dangers

La théorie prend tout son sens avec deux incidents réels.

Le 17 janvier 2017, un jet d’affaires CL-604 Challenger volait à environ 1 000 pieds sous un Airbus A380 au-dessus de l’océan Indien quand il a été pris dans le sillage du gros porteur : perte de contrôle temporaire, cinq tonneaux complets et chute d’environ 9 000 pieds avant que le pilote ne stabilise l’appareil. Des passagers ont été blessés, certains grièvement .

Cet incident illustre l’importance des distances de sécurité face au sillage. Un second cas concerne un avion léger, emporté par le sillage d’un hélicoptère qui venait de décoller sur un petit aérodrome : pris dans le tourbillon, le pilote n’a pas pu reprendre le contrôle et l’appareil s’est écrasé. Même les aéronefs de petite taille créent un sillage dangereux pour ceux qui les suivent .

Prévenir les risques liés aux vortex

La prévention repose d’abord sur l’espacement.

Respecter les distances et les délais de sécurité entre aéronefs, notamment au décollage et à l’atterrissage, est la première protection. Dans les aéroports contrôlés, la tour de contrôle fixe ces intervalles selon les catégories de sillage des appareils concernés .

Hors des aéroports contrôlés, les pilotes appliquent les mêmes précautions : ne pas s’engager sous la trajectoire d’un gros porteur, croiser au-dessus de son sillage plutôt qu’en dessous, et garder une marge importante derrière un hélicoptère en stationnaire ou au décollage .

Les winglets, la solution technique

Côté conception, une solution s’est généralisée : les winglets.

Un winglet est une petite surface inclinée (ou verticale) fixée au saumon de l’aile ; il freine l’enroulement de l’air autour de l’extrémité, atténue le tourbillon marginal et réduit la traînée induite . Apparus dans les années 1980 et généralisés sur les avions de ligne modernes (winglets Boeing, sharklets Airbus), les winglets réduisent la consommation de carburant de quelques pour cent et, à distance équivalente, les émissions de gaz à effet de serre : un double bénéfice économique et écologique .

Un avenir plus sobre pour l’aviation

Réduire le sillage, c’est aussi voler plus propre.

La maîtrise des vortex est un axe de recherche actif : allongement et formes de voilure optimisées, dispositifs de saumon toujours plus efficaces, et même étude du vol en formation inspiré des oiseaux migrateurs pour tirer parti du sillage utile (NASA Glenn, Beginners Guide to Aeronautics, 2026).

Chaque gain de traînée induite se traduit par une consommation moindre : la réduction des vortex est un levier d’économie et d’écologie pour l’aviation de demain, au bénéfice de l’industrie comme de l’environnement.

Erreurs fréquentes et pièges au BIA

Les correcteurs retrouvent chaque année les mêmes confusions sur les vortex : les voici, avec le réflexe qui les évite.

• Confondre vortex et turbulence atmosphérique : le vortex est créé par l’avion lui-même, la turbulence atmosphérique par les conditions météorologiques.
• Croire que les vortex se forment surtout à grande vitesse : ils sont plus intenses à basse vitesse et forte incidence, au décollage et à l’atterrissage.
• Oublier que la traînée induite diminue quand la vitesse augmente, à l’inverse de la traînée parasite.
• Penser que les winglets suppriment les vortex : ils les atténuent et réduisent la traînée induite, sans les éliminer.
• Confondre catégories de sillage et catégories d’espace aérien : les catégories lourd/moyen/léger classent les aéronefs selon leur masse maximale au décollage.
• Attribuer les incidents de sillage à la vitesse de l’appareil : c’est la masse et la portance de l’avion qui créent le sillage le plus puissant.

Les QCM du BIA testent surtout la formation du vortex, son lien avec la traînée induite et les distances de sécurité : fixez « vortex = tourbillon au bout de l’aile », « traînée induite = énergie des tourbillons », « plus l’avion est lourd, plus le sillage est dangereux ».

• Le libellé « un vortex se forme… » : à l’extrémité de l’aile, par l’enroulement de l’air de l’intrados vers l’extrados.
• Le libellé « la traînée induite est due… » : à la formation des tourbillons marginaux au bout des ailes.
• Le libellé « la turbulence de sillage est la plus dangereuse… » : au décollage et à l’atterrissage, pour les avions qui suivent.
• Le libellé « un winglet sert à… » : réduire les vortex et la traînée induite, donc la consommation de carburant.
• Le libellé « les avions sont espacés au décollage… » : pour éviter qu’ils ne traversent le sillage de l’appareil précédent.

Points essentiels à retenir

Si vous ne retenez qu’une chose de ce cours, retenez ceci.

• Un vortex (tourbillon marginal) est un tourbillon d’air créé au bout de l’aile par le passage de l’air de l’intrados vers l’extrados.
• Plus l’avion est lourd et chargé, plus le sillage est puissant (exemple : l’Airbus A380).
• La traînée induite est la traînée générée par les vortex ; elle est maximale à basse vitesse et forte incidence.
• La turbulence de sillage persiste plusieurs minutes : d’où les catégories de sillage (lourd, moyen, léger) et les séparations imposées entre aéronefs.
• Les winglets atténuent les vortex au saumon et réduisent la consommation de carburant de quelques pour cent.
• La prévention passe par l’espacement des décollages et des atterrissages, géré par la tour de contrôle.

Comprendre les vortex, c’est comprendre que la portance a un prix : chaque aile laisse derrière elle deux tourbillons qui coûtent de la traînée et menacent les aéronefs suivants. Poursuivez avec le cours suivant L’aérostation, entraînez-vous sur le quiz du module aérodynamique, ou revenez au pilier Aérodynamique BIA pour la vue d’ensemble du parcours.

Quiz 2 – Testez vos acquis (6 questions, mêmes objectifs que le Quiz 1, formulations différentes)

FAQ

Les questions les plus fréquentes des candidats BIA sur les vortex et la turbulence de sillage.

Sources

Toutes les sources ci-dessous ont été vérifiées et sont accessibles en ligne (contrôle HTTP le 1er août 2026, cf. note 11 du livrable).

• Programme et niveau des connaissances de l’examen du BIA – Bulletin officiel n° 11 du 12 mars 2015 (thème 2.1, « Caractérisation des forces aérodynamiques : portance, traînée ») : PDF – éduscol STI
• Arrêté du 19 février 2015 relatif au brevet d’initiation aéronautique : PDF – éduscol STI
• éduscol STI – Brevet d’Initiation Aéronautique : sti.eduscol.education.fr (consulté le 1er août 2026)
• ENAC – Préparation au brevet d’initiation à l’aéronautique : enac.fr (consulté le 1er août 2026)
• Aéroclub Marcillac Estuaire – formation BIA : aeroclubmarcillacestuaire.fr – rubrique BIA (consultée le 1er août 2026 ; document de cours « Aérodynamique et mécanique du vol », page 17, transmis avec le brief, non publié en ligne)
• FAA – Aeronautical Information Manual, chapitre 4-3-7 « Wake Turbulence » : faa.gov (consulté le 1er août 2026 ; catégories de sillage et séparations)
• FAA – Advisory Circular AC 90-23G, Aircraft Wake Turbulence : PDF – faa.gov (consulté le 1er août 2026)
• FAA – Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge : faa.gov (consulté le 1er août 2026)
• NASA Glenn – Induced Drag Coefficient : www1.grc.nasa.gov (consulté le 1er août 2026 ; traînée induite et downwash)
• NASA Glenn – Beginners Guide to Aeronautics : www1.grc.nasa.gov (consulté le 1er août 2026)
• Skybrary – Wake Turbulence : skybrary.aero (200 le 1er août 2026, derrière interstitiel de vérification JavaScript – cf. note 10h)
• Skybrary – Wake Vortex : skybrary.aero (200 le 1er août 2026, même réserve)
• Skybrary – Wingtip Vortices : skybrary.aero (200 le 1er août 2026, même réserve)
• Skybrary – Induced Drag : skybrary.aero (200 le 1er août 2026, même réserve)
• Skybrary – Winglet : skybrary.aero (200 le 1er août 2026, même réserve)
• Vidéo « Mystère Aéronautique : Découvrez les Vortex de Bout d’Aile ! » – chaîne YouTube Horizon BIA : youtube.com (titre vérifié via oEmbed le 1er août 2026 ; durée et date non disponibles depuis le serveur – cf. note 6)
• OACI — Organisation de l’aviation civile internationale.

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