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Entre 1915 et 1943, le « département aéronautique » de l'Atelier fédéral de construction K+W fabrique des avions et les teste sur l'aérodrome de l'usine à Thoune.
Pendant longtemps, la Suisse n'a misé, en termes de « forces aériennes », que sur ses troupes d'aérostiers stationnées à Berne. Ce n'est qu'en 1914 qu'un aérodrome a été construit à Thoune, sur décision de M. Motta, conseiller fédéral à l'époque, et qu'un « département aéronautique »a été créé au sein de l'Atelier fédéral de construction K+W. Celui-ci a été inauguré le 1er juillet 1915 et August Haefeli a été nommé responsable de l'équipe de développement et de construction. Le jeune ingénieur, qui avait précédemment travaillé comme constructeur chez Henri Farman à Paris et auprès de l'entreprise de construction aéronautique allemande « AGO-Flugzeugwerke » à Berlin, a immédiatement lancé la construction et les essais de six avions biplans à double fuselage DH-1. Ce premier prototype ainsi que le deuxième prototype DH-2 ont tous deux rencontré un accueil mitigé parmi les pilotes. Ce n'est qu'en 1918 que l'avion de reconnaissance et d'entraînement DH-3, le prototype de chasseur monoplace DH-4 et le nouvel avion de reconnaissance DH-5 pouvant atteindre 180 km/h ont été mieux appréciés par les équipages.
Après la Première Guerre mondiale, les forces aériennes suisses comptaient 68 avions et 81 pilotes – qui n'avaient alors plus guère d'utilité. Le département aéronautique ne comptant plus que 60 employés, soit une réduction de ses effectifs de plus de la moitié, a néanmoins continué, jusqu'en 1931, à construire environ 100 avions biplans DH-3 et au moins 80 avions DH-5. En complément des hangars en bois construits pendant les années de guerre (démolis dans les années70), un atelier de construction ainsi qu'un grand hangar pour l'assemblage final ont été érigés.
Le 25 janvier 1928, le pilote d'« essai » Max Cartier s'écrase sur l'Allmend et Haefeli quitte l'Atelier fédéral de construction K+W. Le français Émile Dewoitine assure l'intérim de la direction de la fabrication et la construction sous licence de ses avions et d'autres modèles d'avions français et néerlandais est réalisée à Thoune.
En 1929, le chasseur monoplan entièrement métallique Dewoitine D-27 particulièrement robuste fut adopté par les troupes d'aviation et devint, avec 65 appareils livrés, l'avion de chasse suisse le plus important dans les années 1930. 15 appareils, conçus comme intercepteurs, ont été équipés d'un moteur Hispano-Suiza HS-57-12-MC plus puissant. Suite à des pannes trop fréquentes, le moteur d'origine a été réintégré. Le D-27 est resté au service des forces aériennes jusqu'en 1944.
A partir de 1939, des avions de combat suisses, qui ont été utilisés par les forces aériennes pendant la Seconde Guerre mondiale, ont à nouveau été développés à Thoune sous l'égide des pionniers de l'aviation Marcel Touret, Max Buri et Jürg Branger, dont l'avion biplan C-35, l'avion monoplan C-36 ainsi que les avions Morane construits sous licence.
L'Atelier fédéral de construction K+W n'a cependant plus profité de la fabrication en série du C-36, celle-ci ayant été transférée à Emmen en 1943. L'aérodrome a tout d'abord été conservé, jusqu'en 1948, date de livraison du « Vampire », le premier avion à réaction, rendant la piste en herbe de Thoune totalement inappropriée.
En 1953, le Département militaire fédéral décida la fermeture de l'aérodrome militaire de Thoune afin de créer plus de place pour les chars. Ainsi se terminait un chapitre important de la place d'armes de Thoune.