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Le Rafale a été mis en service en 2002, dans la Marine nationale et en juin 2006 dans l'Armée de l'air. Au 31 décembre 2017, la flotte française de Rafale (149 appareils) totalise plus de 200 000 heures de vol, dont plus de 30 000 en opérations : en Afghanistan de 2007 à 2013, en Libye en 2011, au Mali depuis 2013, en Irak depuis 2014 et en Syrie depuis 2015.

 

En 1988, le premier vol d'un appareil de série est prévu pour fin 1995 avec une livraison à partir de 1996. En 1990, la formation du 1er escadron de l'Armée de l'air est repoussée de 1996 à 1999. En 1992, elle est reportée à 2000. Le 18 mai 2001, la flottille 12F de l'Aviation navale, basée sur la base d'aéronautique navale (BAN) de Landivisiau, est la première unité équipée de Rafale, mais elle demeure 3 ans en phase d'expérimentation ; l'unité n'est opérationnelle que le 25 juin 2004 après avoir participé à l'opération internationale Enduring Freedom.

 

Le Rafale M au standard F2 est déclaré opérationnel le 21 mai 2008. Les Rafale M2 à M10 au standard F1 ont été mis sous cocon (de facto retirés du service) sur la BAN Landivisiau. Le Rafale M1 sert toujours pour l'expérimentation de nouveaux équipements. Les 10 appareils ont déjà subi des modifications nécessaires au chantier de mise au standard F3 (à l'exception du Radar RBE2 AESA) qui se fera entre fin 2011 et 2017 pour le coût d'environ 3 appareils neufs (300 millions d'euros).

 

L'été 2011 voit le passage d'une seconde flottille, la 11F, du Super-Étendard Modernisé (SEM) au Rafale M F3. La troisième flottille, la 17F, est progressivement transformée du Super-Étendard Modernisé (SEM) au Rafale M F3 avec pour objectif d'être opérationnelle fin 2016. Le 42e Rafale Marine au standard F3 est livré en avril 2015, le 43e Rafale Marine en juillet 2015, les 44e et 45e Rafale Marine en octobre 2015. La livraison des Rafale M6, M7 et M8 s'effectue à l'automne 2015. Fin 2015, en tenant compte de la perte accidentelle des Rafale M18, M22, M24 et M25 et des 10 Rafale M1 à M10, en cours de modernisation pour être portés au standard F3 la Marine nationale dispose de 44 Rafale M dont 39 en ligne au standard F3. En 2017, la Marine reçoit les derniers des dix Rafale F1, modifiés au standard F3 (M5, M4, M3, M2, M1) et le Rafale M46, le parc atteint 42 Rafale dont le M1 qui ne sert qu'aux essais. Lors de la publication de la loi de programmation militaire 2019-2025 la Marine confirme qu'elle n'attend désormais plus qu'un dernier avion le M47 à partir de 2020. La loi de programmation militaire 2014-2018 ne sera pas respectée, la commande du dernier Rafale M48 qui devait être livré au titre de la tranche 4 est annulée. Le parc en ligne de la Marine sera alors de 43 Rafale, le M1 réservé aux essais et 42 Rafale M2 à M47 tous au standard F3 qui équiperont les trois flottilles 11F, 12F et 17F de 12 Rafale M chacune, le centre de transformation de Saint-Dizier de 3 Rafale M, tout en conservant 3 Rafale M en réserve pour les périodes de maintenance contre 5 prévus initialement.

 

La première unité de l'Armée de l'air sur Rafale, l'escadron de chasse 1/7 Provence de la base aérienne 113 Saint-Dizier-Robinson destiné à la chasse-bombardement, est opérationnelle depuis le 26 juin 2006. Une seconde unité, l'escadron de chasse 1/91 Gascogne destiné à la frappe nucléaire, a été créée le 31 mars 2009 sur la même base aérienne, et a pris pour la première fois l'alerte nucléaire dans un exercice le 1er juillet 2010, équipée du nouveau missile ASMPA. Au 1er septembre 2011, l'Armée de l'air a un total de 64 Rafale dont 5 au sein de l'escadron de chasse et d'expérimentation 5/330 Côte d'Argent. L'escadron de chasse 2/30 Normandie-Niemen est déclaré opérationnel le 25 juin 2012 et devient ainsi le quatrième escadron Rafale.