PÉRIODE MODERNE

5° Utilisation des courants aériens ou direction naturelle.

6° Aérostats allongés munis de propulseurs mécaniques.

7° Appareils dits plus lourds que l'air. Hélicoptères, ailes artificielles, aéroplanes, actionnés par des moteurs mécaniques légers.

La direction naturelle par les courants aériens a plusieurs l'ois été obtenue par les voyageurs aériens ; elle a été mise en évidence, avec netteté, lors du voyage que M. Jules Duruof et moi nous avons exécuté le 16 août 18G8 au-dessus de la mer du Nord, dans le voisinage de Calais. A partir de la surface du sol jusqu'à 600 mètres de hauteur, l'air se dirigeait du N.-E. au S.-O. Au-dessus de 600 mètres régnait un courant aérien dont la direction était inverse, du S.-O. au N.-E. Une couche de nuages séparait les deux courants. En faisant monter l'aérostat au-dessus des nuages, ou en le laissant descendre au-dessous, nous pouvions à volonté progresser dans deux directions presque opposées. 11 nous a été possible de nous aventurer à deux reprises à '27 kilomètres du rivage, pour revenir en sens inverse sur terre, après deux voyages successifs au-dessus de l'Océan (t). Les courants aériens superposés faisaient en réalité entre eux un certain angle, qui

(I) Histoire de mes ascensions, par Gaston Tissandier. 1 vol. in-8° illustre. Paris, Maurice Dreyfous,

aurait pu nous permettre de gagner peu à peu les côtes de l'Angleterre, en tirant des bordées à deux altitudes différentes comme un bateau à voile.

Depuis cette époque, d'autres aéronautes ont opéré avec succès la même manœuvre; M. J. Duruof, à Cherbourg, M. .lovis, à Nice, M. Bunelle, à Odessa, ont réussi à s'avancer au-dessus de la mer dans la nacelle de leurs ballons et à revenir à terre sous l'influence d'un courant aérien inverse.

Ce système, tout à fait séduisant par la simplicité des manœuvres qu'il nécessite, offre un grand inconvénient : c'est qu'il dépend des conditions atmosphériques auxquelles on ne saurait commander à son gré. Les courants superposés ne soufflent pas toujours dans la direction voulue ; en outre, ils constituent un état accidentel de l'atmosphère. S'il y a parfois dans l'atmosphère des courants superposés, il arrive très fréquemment aussi qu'il n'y en a pas, et que l'air se déplace dans le même sens à toutes les altitudes. Lors de l'ascension à grande hauteur du Zénith par exemple, la direction suivie par l'aérostat était à peu de chose près la même, depuis la surface du sol jusqu'à la hauteur de 8000 mètres. Dans les vingt-six voyages aériens que j'ai exécutés, je n'ai constaté que cinq fois la présence de courants inverses dans l'atmosphère.

L'utilisation des fleuves aériens ne peut donc être mise à profit que dans certains cas particuliers ; elle ne permet, en outre, que la direction dans deux sens déterminés, mais non dans tous les sens voulus, comme l'exige la véritable navigation aérienne.

A mesure que nous avançons dans l'examen des différents systèmes, nous voyons en quelque sorte se rétrécir les limites de la solution que nous cherchons ; mais nous allons arriver à la préciser, à en indiquer la voie.

En 1851, un jeune homme alors obscur, âgé seulement de vingt-six ans, prenait un brevet d'invention qui avait pour titre : Application de la vapeur à la navigation aérienne. Quand on lit ce brevet où l'auteur décrit magistralement le premier aérostat à vapeur et à hélice, en donnant les calculs mathématiques de sa construction dans son ensemble et dans ses détails, on est frappé de la netteté de vue et de la précision de ce travail.

« Que faire, dit le jeune ingénieur, en parlant par exemple, dans son premier paragraphe, de la forme qu'il faut donner à l'aérostat pour réduire au minimum la résistance du milieu, ou, en d'autres termes, pour faciliter au plus haut point le passage de cette niasse à travers l'atmosphère ? La réponse se fait naturellement, et d'ailleurs les peuples les plus anciens et les moins civilisés, en construisant leurs flèches ou leurs canots, nous en ont fourni le moyen : il laut donner au volume gazeux le plus grand allongement possible dans le sens de son mouvement, de telle sorte que l'étendue transversale qu'il offre et de laquelle dépend en grande partie la résistance soit diminuée dans la même proportion (1). »

(1) Application de la vapeur à la navigation aérienne, par Henry Giftard. Une brochure in-i" avec planches. Paris, iniprimcrio Follet, 185J,

M. GASTON TISSANDIER. — LA DIRECTION DES AÉROSTATS

L'inventeur fait remarquer que le cylindre se termine par deux surfaces planes qui n'entameraient pas le milieu et qui se déformeraient ; il adopte le volume formé par la révolution d'un arc de cercle autour de sa corde; c'est en quelque sorte un cylindre muni de deux pointes dont la jonction se fait progressivement et sans déviation brusque- Mais un aérostat allongé se tiendra-t-il en équilibre dans l'atmosphère ? dans quelles conditions agira l'hélice mise en mouvement par une puissante machine à vapeur? L'expérience seule pouvait répondre à ces questions.

Le jeune ingénieur dont je vous parle se nommait Henry Giffard. Il ne tarda pas à avoir recours à l'expérience. 11 étudia un moteur très léger, marchant à grande vitesse. Un grand nombre de nos contemporains, parmi lesquels je vous citerai M. de Comberousse et M. Emile Barrault, vous diront qu'ils ont vu alors Henry Giffard exhiber une petite machine à vapeur qu'il avait construite avec M. Flaud, et qui, pesant 45 kilogrammes, avait une force de trois chevaux et faisait 3000 tours par minute.

En 1852, Henry Giffard, avec le concours de deux de ses amis, ingénieurs de l'École centrale, MM. David et Sciama, avait construit le premier aérostat à vapeur.

Ce navire avait lia mètres de longueur, et son diamètre, à l'équateur, était de 12 mètres. 11 cubait 2500 mètres. L'aérostat, était enveloppé de toutes parts, sauf à sa partie inférieure et aux pointes, d'un filet dont les extrémités se réunissaient à une traverse rigide en bois. A l'extrémité de cette traverse, une voile triangulaire mobile autour d'un axe de rotation servait de gouvernail et de quille (fig. kl). A G mètres au-dessous de la traverse, la machine à vapeur,

Fig. 42. - - Premier aérostat à vapeur de M. Henry Giffard (1852).

montée sur un brancard de bois, était suspendue avec ses accessoires (fig. 43). Le propulseur, formé de deux grandes palettes planes, avait 3"',ZiO de diamètre et faisait 110 tours à la minute. La machine et la chaudière vides pesaient 150 kilogrammes. Avec l'eau et le charbon, au départ, elles étaient du poids de 210 kilogrammes; les accessoires de la machine et les provisions d'eau et de charbon pesaient en outre /|20 kilogrammes,

Henry Giffard n'avait alors aucune ressource de fortune; il dut s'engager à faire sa première ascension à jour fixe et à l'hippodrome de Paris. Le 2/i septembre 1852, l'aérostat fut rempli de gaz d'éclairage, et Henry Giffard s'éleva seul, au sifflement aigu de sa machine.

Le vent était très fort ce jour-là, et l'inventeur ne pouvait songer à se remorquer contre le courant aérien; mais les

Kig. 43. — Détails du moteur et du propulseur.

différentes manœuvres de mouvements circulaires et de donation latérale ont été exécutées avec le succès le plus complet. L'action du gouvernail se faisait sentir avec une grande sensibilité, ce qui prouve que le navire aérien avait une vitesse propre très appréciable. A l'altitude de 1500 mètres, M. Giffard m'a raconté souvent qu'il lui fut possible de résister par moments à l'intensité du vent et de maintenir à l'état d'immobilité ce premier monilor de l'air.

Le retour à terre du courageux aéronaute fut accidenté, en raison même de l'emploi de sa machine à vapeur.

« Cependant la nuit approchant, dit Henry Giffard dans le récit qu'il a publié de son ascension (1), je ne pouvais rester plus longtemps dans l'atmosphère; craignant que l'appareil n'arrivât à terre avec une certaine vitesse, je commençai à étouffer le feu avec du sable; j'ouvris tous les robinets de la chaudière, la vapeur s'écroula de toutes parts avec un fracas horrible; j'eus un moment la crainte qu'il ne se produisit quelque phénomène électrique, et pendant quelques instants je fus enveloppé d'un nuage de vapeur qui ne me permettait plus de rien distinguer. J'étais en ce moment à la plus grande élévation que j'ai atteinte; le baromètre marquait 1800 mètres; je m'occupai immédiatement de regagner la

(1) Journal la Presse du 26 septepibjje IS.YJ.

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terre; ce que j'effectuai très heureusement dans la commune d'Éancourl, près Trappe. »

Après cette belle tentative de 1852, Henry Giffard ne pensa qu'à recommencer une nouvelle expérience, dans des conditions plus favorables encore. En 1855, il construisit un nouveau ballon allongé de 3200 mètres cubes, dans lequel il apporta de nombreuses modifications. Il s'éleva de l'usine de Courcelles, accompagné de M. Yon, et si l'inventeur ne put réussir à la direction absolue, c'est que la -vitesse du vent dépassait encore la vitesse propre de l'aérostat; Henry Giffard obtint la déviation latérale du navire aérien et la déviation de la ligne du vent, par les mouvements combinés du gouvernail et de l'hélice.

Henry Giffard eût assurément réussi s'il avait alors persévéré, s'il avait attendu un temps calme pour exécuter ses ascensions. Mais il dut s'engager dans d'autres études, il inventa l'injecteur Giffard, qui fit sa gloire et qui ne tarda pas à laire sa fortune. Une fois riche, Giffard revint à l'aérostation; il voulait achever son œuvre et construire un aérostat dirigeable immense qui aurait pu enlever une machine puissante, qui eût permis de vaincre non plus seulement les vents faibles, mais les courants d'intensité moyenne. Il lui fallait pour cela transformer l'aéronautique, trouver des tissus solides et imperméables, imaginer des procédés pour obtenir rapidement de grands volumes de gaz hydrogène. Peu à peu, Giffard, avec le véritable génie de l'invention dont il était doué, transforma l'aéronautique. En 1867, lors de l'Exposition universelle de Paris, il présenta au public son premier ballon captif à vapeur; il inaugura pour l'étoffe du ballon le système d'enveloppe formée de tissus superposés, séparés par des couches de caoutchouc, et qui convient admirablement pour les aérostats de grand volume. L'année suivante, en 1868, il construisit à Londres un nouveau ballon captif à vapeur de 12 000 mètres cubes; cet aérostat, gonflé d'hydrogène, enlevait 12 voyageurs à 600 mètres d'altitude. Enfin, en 1878, Giffard, continuant à se faire la main dans les grandes constructions aériennes, installa dans la cour du Carrousel, à Paris, son immense ballon captif à vapeur, que l'on peut considérer comme une des merveilles de la mécanique moderne.

Cet aérostat constitue la plus grande sphère que l'homme ail jamais faite; son diamètre était de 36 mètres, il avait un volume de 25 000 mètres cubes; son poids total était de l 'i 000 kilogrammes. L'aérostat, amarré à terre, avait 55 mètres de hauteur; il pouvait contenir dans sa nacelle 38 voyageurs qu'il élevait à 500 mètres d'altitude. Pour gonfler ce ballon immense, Giffard a construit un grand appareil à gaz à écoulement continu, qui permettait d'obtenir 1000 mètres cubes d'hydrogène pur en une heure.

Le ballon captif a été rempli de gaz en vingt-cinq heures de temps; on a dû employer 190 000 kilogrammes d'acide sulfurique à 52" et 80 000 kilogrammes de tournure de fer. Le ballon captif était ramené à terre par deux machines à vapeur de 300 chevaux qui étaient des chefs-d'œuvre de mécanique. En 1878, ce matériel admirable a fonctionné du 28 juillet au ù novembre. Il a accompli mille voyages à

500 mètres de haut et a enlevé dans les airs 35 000 voyageurs (1).

Il semblerait au premier abord que ces détails nous éloignent de la question des aérostats dirigeables; il n'en est rien Henry Giffard, par ces constructions, avait démontré expérimentalement que la confection des aérostats de très grand volume, restant gonflés pendant plusieurs mois, n'était ni un rêve ni une utopie. « Avec le système d'étoffes en caoutchouc que j'ai adopté, nous a souvent dit notre regretté maître et ami, je puis confectionner des ballons de 50 000 et de 100 000 mètres cubes. »

C'est ce qu'il voulait faire pour l'expérience décisive qu'il ne cessa d'étudier pendant trente ans. Il voulait construire un immense aérostat, par cette raison que les surfaces ne croissent pas avec les volumes, et que plus un ballon est gros, plus fort il est.

Henry Giffard avait tout étudié, tout préparé; le plan de son navire aérien était prêt, et le million qu'il voulait y consacrer était déposé à l'avance dans quelques-unes des grandes maisons de banque de Paris. Giffard me disait parfois qu'il était tellement sûr de réussir qu'il se promettait, lors de sa première ascension, d'aller déposer une couronne d'immortelles sur la croix qui domine le sommet extrême du Panthéon.

Le grand ingénieur qui n'omettait rien dans ses calculs oubliait qu'il y a au-dessus de la prévoyance humaine les lois fatales de la destinée; les plus forts doivent s'y soumettre. La maladie est venue vaincre l'inventeur, sa vue s'affaiblit, il lui devint impossible de lire ou d'écrire, et ce travailleur infatigable fut contraint de rester oisif. 11 en ressentit une douleur extrême; il y avait un peu de l'athlète dans l'âme de Giffard, et il était inconsolable de se sentir vaincu. Il s'enferma, et lui qui avait tant aimé la lumière, l'indépendance et l'action, il vécut dans l'ombre et la solitude jusqu'au moment où, désespéré, il se donna la mort.

L'œuvre de Henry Giffard survit après lui ; sans parler ici de ses inventions mécaniques qui lui assurent l'immortalité, on peut affirmer que les progrès immenses dont il a doté l'aéronautique marqueront une ère nouvelle dans l'histoire de la navigation aérienne. Giffard a démontré que les aéroslats allongés étaient stables dans l'air, et qu'ils s'animaient d'une vitesse propre sous l'action d'un propulseur mécanique ; après ses essais, on n'est plus en droit de considérer la direction des aérostats comme une utopie.

Les efforts faits dans cette voie ont, du reste été consacrés par la remarquable expérience exécutée par M. Uupuy de Lomé, le 2 février 1872.

Le ballon de M. Dupuy de Lôme avait 36 mètres de longueur et 15 mètres environ de diamètre à l'équateur (fig. UU). Il cubait 3500 mètres et fut gonflé par l'hydrogène pur. L'hélice de propulsion avait 6 mètres de diamètre et était actionnée par sept hommes de manœuvre dans la nacelle.

(1) Le grand ballon captif à vapeur de M. Henry Giffard, par Gaston Tissandier, \ broch. in-8", avec de nombreuses gravures Paris, G. Masson, 187.K.

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Le moteur était assurément insuffisant; mais M. Dupuy de Lôme, sous l'influence de son hélice, n'en obtint pas moins une déviation appréciable de la ligne du vent (I).

Ces faits expérimentaux, cette déviation de la ligne du vent sous l'action du propulseur, répondent victorieusement aux objections faites par les savants, de moins en moins nombreux, il faut le reconnaître, qui nient la possibilité de faire progresser un aérostat contre un courant aérien. On a dit que le ballon dans l'air n'avait pas de point d'appui, mais cela est absolument inexact : l'aérostat immergé dans l'air peut être comparé à un bateau sous-marin entièrement

Fig. 44. —L'aérostat à hélice de M. Dupuy de Lôruo (1812).

immergé dans l'eau, il n'y a qu'une différence dans la densité des milieux; l'hélice de l'aérostat allongé trouve son point d'appui dans l'air, exactement comme celle du bateau sous-marin le trouve dans l'eau.

On a dit aussi que le ballon muni d'un propulseur el animé d'un mouvement rapide ne serait pas assez solide pour résister au frottement de l'air. On oublie que la surface des aérostats de grand volume peut être très épaisse, très consistante et offrir autant de solidité que l'enveloppe de nos gazomètres. L'aérostat, d'ailleurs, doit être toujours gonflé afin que son étoffe soit sans cesse tendue et qu'il ne s'y forme point de rides ou de cavités où l'air aurait prise. Mais il est facile de munir l'aérostat d'un ballonnet compensateur intérieur rempli d'air, qui assure la permanence de sa forme. On peut encore, quand il se dégonfle en partie, relever la partie de son étoffe par des sangles élastiques qui assureraient la rigidité de sa surface. Pour que le ballon soit réellement dirigeable, il faut qu'il se meuve dans un courant d'une vitesse inférieure à celle dont il est lui-même animé.

On se trouve conduit avec un aérostat d'un volume déterminé à chercher à lui donner une vitesse aussi grande que possible, et cela ne peut être obtenu, en raison de la résistance de l'air, qu'avec une machine puissante. Mais comme

(1) bote sur l'aérostat à hélice construit pour le compte de l'État sur les plans et sous la direction de M. Dupuy de Lomé, 1 vol. in-V avec planches. Paris, Gauthier-Villars, 1872.