Dans la grande galerie…

Où il y a du cuivre, de la toile, du bois, des clous, des moteurs, des hélices …

A l'époque lointaine des débuts de l'aviation, la disposition générale des machines volantes n'était pas finalisée et les expérimentateurs baignaient dans les idées les plus folles. Sans évoquer des appareils délirants, on pouvait par exemple en août 1908, lors du premier "meeting" d'aviation à Reims, trouver réuni sur le même terrain, une belle collection de phénomènes.

Ils étaient monoplans, biplans ou triplans. Leur gouverne de profondeur était à l'avant ou à l'arrière. Leurs systèmes de commandes étaient des manches ou des volants. Le contrôle latéral de leurs ailes pouvait être assuré par torsion de leur surface (gauchissement), par des ailerons ou par une disposition en V aplati (dièdre) en connivence avec la gouverne de direction par "roulis induit". Leurs profils d'ailes pouvaient être à simple ou double surface de toile, de formes et de courbures très différentes.

Chacun allait de sa "recette de cuisine" en croyant sincèrement avoir trouvé la formule magique définitive, c'était le règne de l'empirisme instinctif, les scientifiques n'étaient pas encore à l'ouvrage et l'aviation vivait sa période "philosophique", la plus intéressante d'ailleurs…

Pour sa part, le Voisin de 1908 qui fixa notre attention, était un biplan "cellulaire" dont les plans arrière faisaient comme une sorte de boite fermée sur quatre côtés avec un volet de direction à l'intérieur. La gouverne de profondeur appelée "équilibreur" était située à l'avant et l'avion ne disposait ni de commande de gauchissement, ni d'ailerons.

Cette formule perdura quelques années mais elle avait tellement de défaut qu'elle n'eut aucune descendance.

Du cuivre, de la toile, du bois, des clous, un moteur, une hélice de métal… c'était lui…

Depuis le fond des temps le monde humain voulait voler. Pourquoi ? C'était comme ça, pour voir. Rien ne devait échapper au prince de la Terre. Il avait déjà fait à peu près le tour de la planète, mais en rampant comme un misérable ver de terre. Ce n'était pas très flatteur.

- Quoiii ? Tu n'aimes pas voler raillait l'oiseau, toi qui as inventé la poudre à canon et le rouge à lèvres, tu n'aimes pas jouer dans le ciel… tu n'es finalement qu'une grenouille qui a mal tourné…

Les réflexions idiotes de cet oiseau de malheur devenaient insupportables, à force…

- J'ai inventé le ballon, oiseau de malheur.

- Sois poli avec moi grenouille, ton ballon n'est qu'une jambe de bois donnée à un aveugle pour qu'il entende mieux, c'est un engin stupide soumis aux caprices du vent.

- C'est toi qui es stupide oiseau de mauvais augure, je vais te montrer de quoi je suis capable par la réflexion, l'intelligence créatrice et l'habilité manuelle. Toi, qui ne sait rien faire de tes dix doigts et qui a une cervelle d'oiseau… et toc…

- La bave du crapaud n'atteint pas la blanche colombe… et toc…

Et de fait, le rêve fut concrétisé par de maigres équipes d'inventeurs-bricoleurs qui n'avaient que l'intuition pour guide, combinée à une faible expérience technique. C'était bien peu pour écrire autrement une autre réalité, mais c'était suffisant pour commencer une grande aventure : la grenouille devint oiseau…

Après Clément Ader et les frères Wright, Charles et Gabriel Voisin s'illustrèrent dans cette tâche.

La machine est-elle capable de stimuler la force mentale de son créateur ou anime-t-elle par elle-même une force de création? Personne ne peut le dire, mais ce que l'on sait c'est qu'elle conduit au dépassement de soi.

Dans la grande galerie du Musée de l'air du Bourget, les résultats de la force mentale sont là pour se faire admirer par d'autres intelligences, ils sont là pour faire naître d'autres idées, d'autres rêves, ils sont là pour perpétuer le principe vital du progrès.

Devant l'aéroplane Voisin de 1908, nous avons senti cette force comme une incitation. Notre aspiration créative devait s'exprimer dans la reproduction de cette machine. Il n'y avait aucune échappatoire. Sans savoir si cela était techniquement possible ou non, la décision fut prise. Nous avions été happés par l'objet, nous étions prisonniers de sa volonté.

Méfiez-vous tous, la Grande Galerie est une sirène dont la beauté captivante n'est qu'un appât pour vous enchaîner dans le jardin des supplices…

La grande expérience.

Pour commencer cette grande expérience de quoi disposions-nous ? De l'avion du Musée, de photographies trouvées dans des livres.

C'est tout.

Pas de plan.

Il fallait faire le plan à partir de l'avion. Heureusement, grâce à la bienveillance du directeur, nous avons obtenu l'autorisation de prendre des mesures et des photos sur place, au Musée. Pendant une journée entière nous avons pris les mesures de longueur, de largeur et d'épaisseur d'un certain nombre d'éléments de l'avion. Mais seule une infime partie des pièces a été "visitée" par nos soins, car pour tout mesurer il aurait fallu rester plusieurs semaines sur place et aussi monter dans l'avion ce qui était évidemment impossible.

De toute façon, d'une manière générale, il est tout à fait illusoire, à moins d'avoir des liasses d'usine, de connaître les dimensions de toutes les pièces d'un avion. En maquettisme on s'aperçoit finalement que notre travail essentiel consiste à inventer des dimensions et des positions de pièces. Un résultat correct n'est qu'une série d'approximations réussies et rien de plus.

C'est finalement un résultat formidable que de construire à partir de si peu de choses une architecture recevable qui arrive à voler... parfois...

Bizarrement, en temps que maquettiste, on prend vite conscience qu'un avion ancien très "primitif" comme le Voisin et beaucoup plus difficile à construire qu'un avion de très haute technologie comme le Concorde par exemple. La raison est simple, sur l'avion ancien toutes les pièces sont visibles de l'extérieur et même s'il y en a infiniment moins que sur l'avion moderne, il faut les réaliser toutes et c'est long et pénible quand on est seul pour le faire.

Le degré de complexité ne dépend pas de la modernité du sujet.

Qui est le plus compliqué : ce Farman Voisin 1908 à gauche, ou ce F15 à droite ?

En fait, de l'aviation moderne on ne voit que la "coquille" alors que pour l'ancienne on voit jusqu'aux os du poussin…

A la fin du deuxième jour, en comptant le voyage, nous sommes repartis dans notre belle province en emportant les résultats de nos mesures accompagnés d'une centaine de prises de vues argentiques. Le sujet s'annonçait difficile mais ne semblait pas impossible, il fallait faire un plan et commander un grand sac de courage avec les accessoires qui vont avec : patience et longueur de temps…

Comme l'objet mis finalement sept ans pour s'accomplir, ces accessoires n'étaient absolument pas une vue de l'esprit, ils ont réellement existé de façon tangible, palpable, matérielle…

D'abord, il fallait faire le triptyque, le plan quoi.

Plus jeune, j'avais fait, avec grand talent (!)… du dessin industriel à l'école, donc théoriquement cela avait certainement laissé des traces. Trente ans après j'étais curieux de savoir à quel point. En cherchant un peu, je retrouvais ma vieille planche à dessin, mon té, mon équerre et ma boîte à compas, qui était d'ailleurs celle de mon père… chez les Zéphyr les outils franchissent allègrement les générations…

L'encre de chine était sèche, dommage. Qu'a cela ne tienne, j'achetais les remplaçants modernes du tire-ligne c'est à dire des plumes réservoirs en différentes dimensions.

Equipé de pied en cape comme un mousquetaire du Roi, j'attaquais le plan avec un moral à toute épreuve, mais soudain… l'ennemi se jeta sur moi et me terrassa… où étaient mes lignes d'antan ? Qu'étaient devenus mes super-pouvoirs ? J'avais pourtant des lunettes qui me permettent de lire facilement… alors c'était quoi ces lignes hésitantes ?

Je réalisais subitement que la vieillesse m'attaquait et que l'ennemi était à l'intérieur, il avait forcé insidieusement mes défenses et s'était installé tranquillement dans moi-même pour brouiller mes communications avec le monde extérieur. Avec mes prothèses, la lecture était encore possible mais le dessin précis de traits fins c'était fini !

Merde alors…

Le premier moment de stupeur passé, naturellement je contre-attaquais à la loupe binoculaire et finalement le dessin a été tracé, mais péniblement, car maintenant le terrain était lourd et la côte difficile à grimper. Vraiment, dans certains domaines, et non des moindres… les allégresses du passé c'est… du passé…

Dans ces instants difficiles, j'ignorais qu'un jour assez proche je serais sauvé par la technologie et qu'avant d'avoir touché les tréfonds de la désolation, une nouvelle jeunesse de dessinateur viendrait avec les progrès de l'informatique.

Ce triptyque représentait au mieux les mesures et les photos prisent au Musée, il avait demandé deux mois de travail ce qui était une goutte d'eau dans l'océan qu'il restait à boire.

Le faux moteur "Antoinette" huit cylindres réclama un an d'effort. Il était entièrement métallique et reproduisait toutes les pièces extérieures du vrai moteur y compris les inscriptions des bougies de marque "Pognon" fabriquées à… Clermont-Ferrand…

Comme rien n'avait été "triché" sur le moteur, il ne comportait pas un seul gramme de peinture, toutes les pièces avaient été métallisées par galvanoplastie de cuivre ou de zinc. L'oxydation de ces métaux donnait à l'ensemble un charme fou qui se bonifiait avec le temps en "fabriquant" des teintes et des nuances d'un réalisme saisissant.

Cette longue période de travail sur le moteur s'expliquait par le nombre élevé de pièces à fabriquer mais aussi par leur difficulté de réalisation en particulier pour les formes non développables qui ont été embouties. Le principe de cette méthode est simple il "suffit" de faire des matrices en métal, mâles et femelles, de la forme à obtenir et de presser fortement la tôle entre elles. Le système ouvre la voie de la fabrication en série de pièces parfaitement identiques quand on sait faire des matrices correctes, mais cela n'est guère facile en l'absence de fraiseuses à commandes numériques plutôt rares dans nos modestes ateliers…

Avant de faire le reste de l'avion quelques tâches "annexes" restaient à accomplir sous la forme de menus travaux de ferrures, de boulonneries et de quincailleries diverses au nombre de plusieurs centaines de pièces. Pour éviter les intentions suicidaires et les accès de rage du fabriquant, des pièces de menuiserie "reposantes" étaient faites en parallèle de ces tâches "annexes" et cela donnait l'occasion de voir autre chose dans l'atelier qu'une série de petites boîtes en plastique remplies de boulons et autres bricoles trop faciles à prendre en grippe et à avoir envie de jeter par la fenêtre…

Finalement, après quelques années d'esclavage, la machine émergea lentement du néant pour se retrouver aux essais.

 

Le premier de ces essais portait sur le moteur et fut catastrophique. L'accouplement souple qui paraissait résistant, prévu entre le moteur et l'arbre de transmission cassa à la première tentative de démarrage. Il fallut repenser le système et pour cela une sorte de cardan métallique vit le jour. Avec ce "bidouillage" nous avons réussi à démarrer, mais les vibrations étaient tellement importantes qu'elles "rongeaient" déjà au bout de quelques minutes, la fragile suspension par haubanage du moteur, ce n'était pas la solution. En prenant le taureau par les cornes, je supprimais carrément l'idée du cardan pour faire une liaison rigide bien alignée, qui donna satisfaction dans son principe après avoir résolu les problèmes de la fixation de l'hélice.

Avec sa grande hélice tournant à 7000 tours et un taux de vibrations acceptable, le modèle se retrouva un matin sur le terrain avec ses roues d'essai. Un grand événement se préparait, on allait voir ce que l'on allait voir… effectivement on a vu…

L'histoire des essais en vol.

Des centaines de pilotes ont sacrifié leurs vies pour "raisons de progrès". Que leurs âmes reposent en paix.

Nous autres, les "petits", avons la chance de rester les pieds sur terre.

On peut même en abuser…

Sur le terrain, la première chose visible après la mise ne route du moteur, c'était qu'il y avait "comme un défaut". Au ralentit, l'avion piquait du nez tout seul… le train semblait mal placé… C'était bizarre car il était strictement conforme à celui de l'avion du Musée.

Sans trop réfléchir, nous avons ajouté une masse pesante à l'arrière pour permettre quelques roulages prudents. Comme l'avion gouvernait bien, je tentais alors un soulèvement, pour voir, mais en appliquant sans doute trop de puissance, l'appareil décolla facilement, monta à la verticale et tomba sur la queue puis sur le dos… Aïe… Aïe… Aïe…

Nous n'avions jamais vu cela de toute notre carrière ! Pour immortaliser l'événement une caméra vidéo filma le début de la scène mais pas jusqu'au bout… car il semble impossible qu'un cinéaste amateur résiste à la tentation de regarder les moments les plus "chauds" au lieu de les filmer… Bref…

Dans ces instants peu glorieux que seuls les "heureux" pratiquants de l'aéromodélisme connaissent sur cette terre, la punition paraît profondément injuste, l'individu s'effondre au fond du gouffre le plus noir, sa raison démissionne et une incohérence verbale faussement raisonnable succède aux premières secondes de stupeur : Et bien voilà, c'est fini, j'abandonne le modélisme, finalement j'ai terminé en beauté non ?

Les autres participants bredouillent quelques paroles de réconfort dont ils ne croient pas un mot, puis le temps passe… et le lendemain l'avion démonté est déjà à moitié réparé dans la tête de l'individu démissionnaire, nul et incompétent de la veille…

L'opiniâtreté d'un "accro-modéliste" est impossible à briser. Le malheur renforce ses défenses immunitaires contre l'adversité…

Jusqu'à ce que la mort les séparent…

C'est en examinant attentivement le train d'atterrissage de l'avion du Musée par rapport aux photos de l'époque que nous comprîmes que celui-ci était mal placé, une erreur avait été commise au cours de la restauration et sa position réelle devait être plus en avant. Cela expliquait le basculement du nez.

La rectification du défaut apporta une lueur d'espoir mais hélas, la suite des essais ne fut séparée de l'état de cauchemar que par l'état d'éveil des participants et elle dura deux longues années marquées d'incidents, de chutes, de casses, d'incertitudes et de désespoirs, heureusement agrémentées de moments de joies comme on peut le voir ci-dessous à la Porte de Versailles en avril 1999.

L'avion est facilement reconnaissable placé sur son carré rouge.

Pour l'occasion, Guy était resté une semaine entière, du matin au soir, à côté de l'avion et de ses "affûtiaux", pour donner des explications aux visiteurs.

Un véritable exploit qui n'avait jamais été tenté et qui ne se renouvellera sans doute jamais.

Cette sorte de maquettisme proche de la flagellation est certainement un apostolat. Les voies du Seigneur des Maquettes sont impénétrables, obscures et parfois sans issue.

Il me souviens, lors d'une des premières tentatives de roulage, de la sensation irréelle de vouloir gouverner l'orientation d'une savonnette sur du verglas en soufflant dessus. Une telle sensation d'impuissance qui s'applique à un objet sensé devoir un jour quitter le sol est absolument terrifiante et glace le sang.

A ce moment-là on veut s'en aller, on veut fuir, tout quitter, foutre le camp…

Allô, Ange Gabriel, bonjour, ce serait pour un petit renseignement...

Pourtant nous avons avancé pas à pas, les roulages devenaient plus longs et des "sauts de puce" sont apparut suivis de retours au sol souvent brutaux. En effet, généralement l'avion ne glissait pas pour arriver au sol mais décrochait, car la réduction du moteur se traduisait par un cabré difficile à contrer par l'action de l'équilibreur. Soumis à des contraintes excessives, le train d'atterrissage souffrait beaucoup mais sans jamais se plaindre, il assura son service jusqu'au bout. Soumis à des contraintes excessives le haubanage souffrait encore plus et dût être changé entièrement plusieurs fois.

Seigneur des Maquettes, la lumière de vos conseils était imperceptible, n'avions-nous pas cependant suivi vos ordres à la lettre et sacrifié nos forces vives et nos heures de sommeil au culte idolâtre du vol mécanique depuis des septennats et des septennats ?

Faut-il compter sur les Dieux dans l'accomplissement du rêve des hommes ?

L'épilogue du Voisin.

La longue souffrance s'acheva en août 2000 à Saint-Yan avec la présentation de notre appareil devant les plus hautes autorités de la confédération modéliste à l'occasion du championnat de France maquette.

L'avion donna semble-t-il grande satisfaction au jury sur le plan statique, son coté méticuleux ne laissait pas indifférent.

Mais il n'avait jamais volé, pas même un tour de piste, et malgré la longueur des essais nous n'étions sûrs que d'une chose: Il était capable de décoller.

Nous savions aussi que sa stabilité longitudinale était très critique et dépendante essentiellement de la manœuvre de l'équilibreur dont la position neutre, s'il y en avait une, n'était pas complètement fixée. Nous savions également que la réduction de la puissance du moteur se traduisait par un couple cabreur fort peu rassurant. Enfin, n'ayant jamais fait le moindre virage nous n'avions donc aucune idée de l'efficacité de la commande de direction !

Après une première tentative avortée, l'avion décolla normalement et se retrouva en l'air pour quelques secondes d'un vol apparemment stable mais très vite une divergence de profondeur se manifesta et se révéla impossible à maîtriser. Instinctivement, je ramenais vers la piste l'avion animé de terribles ondulations, un contact dur avec le sol termina ce vol terrifiant et je m'effondrais à bout de nerfs.

Vol Voisin St-Yan 2000

http://www.youtube.com/watch?v=T184wkEtyhw

L'expérience n'avait durée que 35 secondes, la construction et les essais avaient pris sept ans de notre vie, faut-il penser que tout cela n'est pas raisonnable ou que la conquête de l'inutile reste encore une activité honorable ?

Alors qu'à l'époque l'appareil grandeur volait à peu près correctement, on peut se demander pourquoi il n'en a pas été de même de la maquette.

La réponse est simple, nous étions arrivés aux frontières du modélisme et nous avions dépassé les limites de l'efficacité du pilotage à distance sans artifices électroniques.

Pour comprendre ce phénomène il faut penser à un exemple très simple, celui du vélo. Avez-vous déjà vu évoluer un vélo en radiocommande ? Sans doute jamais et pour cause cela ne marche pas ! Les motos radiocommandées fonctionnent parfaitement mais avec une fourche avant modifiée qui n'est plus commandée directement par le pilote car elle est montée libre sur son axe. Le servomoteur commande l'inclinaison latérale, c'est-à-dire de gauche à droite, de cette fourche. Dans ces conditions, la moto est automatiquement stable, mais elle ne fonctionne plus selon le principe de la moto ou du vélo grandeur nature qui réclame impérativement une action permanente et instinctive du pilote par des mouvements du corps et du guidon.

Pour l'avion des Voisin c'était exactement la même chose, le pilote sentait en permanence les actions à effectuer et les exécutait immédiatement, il pilotait comme sur un vélo. Comme ces actions étaient constantes, les pilotes de l'époque se plaignaient d'ailleurs de l'intensité des efforts à accomplir pour effectuer quelques dizaines de minutes de vol.

En pilotage à distance le problème était très différent et ceci pour plusieurs raisons : La masse de l'appareil et donc son inertie, était beaucoup plus faible et comme le système de commande de profondeur à l'avant était particulièrement violent et que je ne sentais pas les réactions de l'avion puisque je n'étais pas dedans, c'est seulement en voyant les effets de l'instabilité que je les interprétais avec plus ou moins de bonheur, puis que j'effectuais les corrections. Tous cela prenait du temps, beaucoup de temps et les corrections arrivaient trop tard. Comme à ce moment-là la divergence était déjà grande, ces corrections étaient alors disproportionnées avec ce qu'elles auraient dû être si elles avaient eut lieu plus tôt.

En définitive mes efforts de corrections déphasés avaient une fâcheuse tendance à augmenter l'amplitude de l'oscillation.

Dans ce cas, le couple infernal formé par l'avion et le pilote s'engage directement sur la voie d'une résonance destructrice comme peut le faire une troupe qui marche au pas sur un pont suspendu !

Avec grandes difficultés le "kilomètre modèle réduit" du Voisin Farman était fait, il fallait maintenant redescendre sur terre… reprendre contact avec un modélisme plus substantiel et après dix ans de communion mentale avec les pionniers, refaire des avions qui volent…

Pour avoir tenté de cerner, dans la mesure de nos moyens, quelques concepts aéronautiques du fond des âges en utilisant les techniques du modélisme, nous avons mis le doigt sur un point essentiel de l'extraordinaire aventure de l'aviation en redécouvrant l'importance du facteur humain, indispensable levier entre le rêve de l'ingénieur et le miracle du vol.

Les découvreurs eurent l'immense mérite de la force et du courage et donné raison à Ferdinand Ferber qui disait en 1908 :

"Concevoir un avion n'est rien, le construire est peu, l'essayer est tout".

 

 

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L'avis scientifique de Paul Lucas, aérodynamicien.

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Bonjour Alain.

Vidéo du Voisin : Paraît instable en tangage, glups... C'est facile à corriger, tant que le CG reste en arrière des roues. Si vous me passez un plan 3 vues assez précis, je pourrais regarder avec AVL quel est le centrage qui va bien.

Il y a un autre problème avec ce genre de machine "sans fuselage" qui présente des surfaces verticales importantes à l'arrière: il manque une charnière (une surface verticale au voisinage du CG), ce qui fait que les ordres au gouvernail donnent autant un dérapage latéral que de la rotation en lacet. Exemple facile à vérifier avec un voilier dérive relevée: si vous poussez la barre pour tourner, le bateau dérape mais ne vire pas.

Conséquence pour l'avion, s'il présente également peu de dièdre, c'est l'instabilité spirale: en virage, si l'avion (un peu trop incliné pour le rayon de virage demandé) glisse vers l'intérieur, l'excès de surface verticale arrière accentue le mouvement de lacet vers l'intérieur. Le manque de dièdre fait que l'avion ne se redresse pas de lui même: c'est le virage engagé.

Calculs avec AVL :

Avec le CG à 75 % de la corde, avion franchement instable en tangage. (Cma 1.75 au lieu de -1.0 à -1.5 pour un avion stable, et zéro pour un avion indifférent).

Léon Delagarange, vol en avril 1908 pendant une dizaine de minutes : "je n'en peux plus, je suis à bout de forces. Pour me maintenir à une distance convenable du sol, j'ai dû tout le temps faire manoeuvrer l'équilibreur (en fait, le déséquilibreur ...). Je ne sens plus mes bras !"

Avion en ligne de vol, cotes éch 1.

- Avec le canard, foyer (neutral point) à 580 en arrrière du bord d'attaque de l'aile, centrage "indifférent" à 29% de la corde (2m). Le CG est en avant des roues. 

- Sans le canard, foyer à 850 en arrière du bord d'attaque, centrage indifférent à 42,5 % de la corde. On peut sans doute accepter une petite instabilité, avec un CG vers 45 % de la corde.

Une possibilité de faire voler cet avion serait de monter le canard libre en rotation, donc en girouette.

Reste alors à disposer des surfaces de contrôle en profondeur à l'arrière, sans que cela ne se voit... et avancer un peu le train...

Cordialement.

Paul Lucas.

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Histoire d'un moteur

Usinage écrous
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Le Voisin au Musée de l'Air

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