CHAPITRE XV
DES ÉTOFFES A BALLON MODE DE CONSTRUCTION DE l’eNVELOPPE
§ 1. Enveloppes en baudruche. — § 2. Toiles et tissus. — Appareils de mesure de la tension. — Tension de sécurité. — Étoffes de soie. — Poids des étoffes usuelles. — Vernis. — Poids des couches successives de vernis. — Étoffes caoutchoutées. — § 3. Mode de construction de V enveloppe, par fuseaux, par panneaux. — Étoiles et collerettes.
L’enveloppe d’un ballon est constituée au moyen d’une pellicule souple d’une matière spéciale ou au moyen d’une étoffe. Elle doit présenter deux qualités primordiales : la solidité et V étanchéité .
Il n’y a guère que la baudruche qui présente par elle-même et k la fois ces deux qualités. Mais le plus souvent on emploie un tissu auquel l’imperméabilité est cornmuniquée par plusieurs couches de vernis posées sur une de ses faces, ou par des couches de caoutchouc interposées.
§ I . — Enveloppes en baudruche ^ .
La baudruche est une membrane tirée de l’intestin du bœuf ou du mouton qui, par sa nature organique, est sujette à une décomposition plus ou moins rapide. Les préparations chimiques destinées à diminuer cet inconvénient et à préserver la matière des dommages causés j3ar les insectes ont le plus souvent pour eflet de l’altérer au bout d’un temps plus ou moins long; et malgré les perfectionnements réalisés, notamment en Angleterre, où l’on a persisté à appliquer la baudruche à la construction des ballons militaires, ces inconvénients, sans parler du prix élevé de pareilles enveloppes , suffisent à expliquer pourquoi cette matière est fort peu utilisée, surtout pour les aérostats de grand volume, et c’est fâcheux, si l’on n’envisage que ses qualités d’imperméabilité et de légèreté, cette dernière surtout, qui permettrait d’obtenir la même force portante utile avec une capacité beaucoup plus réduite.
C’est sans doute cette raison de légèreté, d’une. si grande importance dans les expéditions lointaines, qui a fait adopter les ballons en baudruche en Angleterre. Pour enlever deux aéronautes, il suffit d’un ballon de 3oo m^ L’enveloppe est formée de huit couches de baudruche ; sa confection n’exige pas moins de 34 à 35ooo morceaux juxtaposés et collés les uns sur les autres, de manière que les joints ne se superposent pas. La perte de gaz est insignifiante; elle ne dépasse pas 0,2 pour cent en vingt-quatre heures.
Le poids total de l’enveloppe est d’environ /|5 k. 5,
^ G. Espitallier , 3.
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soit ^i3 gr. par mètre carre, et la résistance est très considérable : 1200 k. par mètre linéaire, en huit couches.
Voici les éléments du ballon anglais.
Jhillon en baudruche (8 couches). — Diam. 8>^,22. Capac. 290°^^.
Poids de l’enveloppe 15^,26
Soupape supérieure / . . . .
Filet !9><,05
Cordes d’attache 4'<,54
2 cercles de bois 5*<,90
Nacelle 1 P, 34
Ancre et sa corde (corde : 2*^,72; ancre : 6*'’,8). 9i^,52
Soupape inférieure . i 0^,90
Poids total ^ 99><,52
Ce ballon coûte malheureusement i35oo francs, ce qui est un peu cher et met à 60 francs environ le prix du mètre carré d’enveloppe.
S 2. — Toiles et tissus.
Une étoffe destinée à constituer l’enveloppe d’un ballon doit être faite d’un tissu léger et résistant, à grains serrés et aussi réguliers que possible, toute défectuosité, — nœud ou écartement anormal des fils, — marquant un point où le vernis prendra mal, s’il s’agit d’une étoffe vernie, et, s’il s’agit d’une étoffe caoutchoutée, où la pellicule de caoutchouc sera percée d’un trou suffisant pour déterminer une perte de gaz, même s’il est très petit.
En outre, la tension de l’étoffe, pour les ballons sphériques tout au moins, étant la même dans les deux plans principaux, il est natureh d’exiger la même résistance dans les deux sens, de la trame et de la chaîne.
Ce tissu, à mailles carrées et de meme fil dans les deux sens, appartient au genre toile. On peut fexécuter au moyen d’un textile quelconque ; mais le coton et la soie, quelquefois le lin, sont seuls employés dans la confection des enveloppes de ballon.
Les étoffes du commerce sont souvent enduites d’une substance d apprêt destinée à lui donner meilleur aspect à la vente. Cet enduit , aussi bien que les teintures, doit être proscrit des tissus à ballon , dont il masque les défectuosités et qu’il rend inaptes à recevoir le vernis. Dans tous les cas, il les charge d’un poids inutile. D’autre part, les toiles blanchies ont le plus souvent perdu de leur résistance; on les écartera également, pour ne prendre que des tissus écrus.
La souplesse est une qualité importante, car elle permet de manier l’enveloppe, de la chiffonner même, sans risquer de l’endommager.
Quant à la résistance ^ elle doit faire l’objet d’une détermination attentive par l’expérience.
Si l’on veut vérifier la résistance d’un ballon construit, on pourra se contenter de le gonfler à l’air sous une pression double de celle qui est appelée à subir.
Mais lorsqu’il s’agit de choisir une étoffe destinée à la construction, il faut procéder à une épreuve directe de traction jusqu’à la rupture, sur plusieurs échantillons.
Essai de rupture. — Le plus communément, on se contente de prélever dans le sens des fils une éprouvette de o,o5 de largeur et de o,i8 de longueur. On saisit les extrémités de cette bande dans les mâchoires d’une machine spéciale : l’une de ses mâchoires glisse
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le long d’un guide en s’écartant de l’autre mâchoire ; on tend tout le système par un poids suspendu a une cordelette, et l’on augmente ce poids jusqu’à la rupture. On peut se servir également de tout autre système dynamométrique.
Si r est la charge de rupture sur cette éprouvette de o,o5 de large (soit i / 20 de mètre), la charge de rupture pour I mètre courant sera évidemment : R= 2or,
On a imaginé un autre appareil beaucoup plus sûr pour essayer les étoffes. Cet appareil consiste essentiellement en un cylindre A (fig. 61) de o,5o de diamèlre, que l’on ferme sur son orifice supérieur au moyen d’un mt>rceau de l’étoffe à essayer, serrée par un disque métallique et des boulons à oreille.
On introduit de l’eau dans ce cylindre, au moyen d’un réservoir D suspendu entre des réglettes fixées au mur et dont la hauteur détermine la pression de l’air dans le cylindre. Pour des pressions plus considérables, on comprime au-dessus de cette eau de l’air au moyen d’une pompe B, et l’on peut même substituer à l’air de l’hydrogène provenant d’un réservoir d’acier F.
La pression agissant sur le disque d’étoffe le soulève peu à peu sous forme d’une calotte sphérique S/, et à chaque instant une tige verticale, glissant à frottement doux dans des colliers convenables et portant à sa partie inférieure une palette qu’on maintient en contact avec le ménisque lenticulaire, permet de mesurer la flèche de ce ménisque, en même temps que des manomètres à eau et à mercure donneat la pression.
Au moment de la rupture, on note la flèche et la pression ; une table calculée à l’avance donne la tension de l’étoffe en fonction de ces deux éléments.
Fig. 61
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Cet appareil peut également servir à indiquer le degré d’élanchéité de l’étoffe. 11 suffit de comprimer le gaz en A à la pression habituelle qu’il devra avoir au maximum dans l’aérostat, et de constater de nouveau la llèche et la pression vingt-quatre heures après. On en peut déduire la perte par mètre carré.
Tension de sécurité. — La tension de rupture R par mètre linéaire étant connue, il est évident que jamais la tension réelle ne doit atteindre ce point critique.
En désignant par ï la tension maximum qu’on se fixe pour limite, cette tension de sécurité ne sera qu’une fraction de la première :
K est ce qu’on appelle le coefficient de sécurité.
Ce coefficient varie suivant l’usage auquel le ballon est destiné. Pour un ballon-sonde, dont le rôle est d’explorer l’atmosphère sans enlever des aéronautes, on peut se contenter d’un coefficient très faible. 11 n’en est plus de même pour les ballons montés et en particulier pour les captifs, qui sont soumis fréquemment à des efforts anormaux d’une grande vmlence.
On admettra les chiffres suivants :
