LES BALLONS A VAPEUR DE GIFFARD

Après les travaux du général Meusnier, il faut faire un saut de plus de cinquante années pour trouver, en aéronautique^ une tentative digne d'être citée. Non pas qu'il ne se produisit dans ce long demi-siècle des projets nouveaux ; mais au milieu des utopies et des monstrueuses impossibilités, on ne vit surgir aucune proposition qui fit faire un pas à la question.

Il appartenait à Henri Giffard d'apporter un contingent nouveau aux éludes aéronautiques par la hardiesse de ses tentatives. Le pre- . mier, il ne craignit pas d'enlever une machine à vapeur dans la nacelle d'un ballon. L'entreprise était hardie, téméraire même ; à l'heure actuelle, il est encore peu d'aéronautes qui osent allumer un foyer à quelques mètres au-dessous d'une mince enveloppe remplie du mélange détonant formé par le gaz et l'air qui pénètre par endosmose. Mais aujourd'hui les inventeurs ont mille moyens de tourner la difPiculLé; les moteurs d6 4oute sorte ont fait d'immenses progrès. Entre les machines à gaz, à air comprimé, à acide carbonique, etc., il est aisé défaire un choix; la machine à vapeur elle-même peut être rendue inoflensive par Temploi des hydrocarbures liquides comme combustible.

En 1852, Giflard n'avait pas l'embarras du choix: le moteur à vapeur était seul possible.

Imbu de cette idée que le mouvement des aérostats dans l'air demande une force considérable que ne saurait développer la machine humaine, Giffard prit résolument son parti et conçut son premier aérostat à vapeur. Nul mieux que lui ne pouvait réaliser une pareille entreprise.

Giffard était né en 1825. Après des études incomplètes, forcé, pour vivre, d'entrer à dix-sept ans comme dessinateur dans les bureaux du chemin de fer de Saint-Germain, il tourna bien vile

LES AÉROSTIERS MH-ITAIKES.

vers la mécanique un esprit alerte et inventif, et se montra aussitôt un merveilleux constructeur.

Les problèmes aérostatiques le séduisirent dès Tabord; il rêva ^ bientôt de conduire dans l'espace la première locomotive aérienne, et se prépara à ces études nouvelles par un grand nombre d'ascensions libres. Enfin, aidé dans son œuvre par MM. David et Sciama, deux ingénieurs de l'école centrale qui se firent plus tard un nom

honorable dans le monde de l'industrie, Giffard aborda la construction d'un grand ballon dirigeable de 2,500 mètres cubes de capacité, en y appliquant toutes ses aptitudes de praticien habile.

Le ballon de 1832 se distingue par sa forme allongée et ses extrémités aiguës ; ces dispositions dénotent une notion plus juste de la résistance opposée par l'air au mouvement des ballons. La proue arrondie du ballon de Meusnier était moins favorable , en effet, que la proue en pointe appliquée pour la première fois par Giffard et adoptée à peu près généralement depuis.

L'allongement a pour but d'offrir à l'air une moindre surface résistante, en réduisant le plus possible la section transversale du ballon. Le diamètre du plus grand parallèle, ou maître-couple — en empruntant cette expression à la langue du marin — est donc un des éléments essentiels d'un projet de ballon dirigeable. Dans celui de Giffard, ce diamètre avait 12 mètres, tandis que la longueur totale de Taxe était de 44 mètres. Le rapport de la longueur au diamètre — ou l'allongement — atteignait donc 3,6, tandis que celui de Meusnier n'était que de 2.

La forme générale était celle d'un fuseau symétrique engendré par la rotation d'un immense arc de cercle autour d'un axe horizontal. Une manche de gonflement pendait de la partie inférieure; une soupape était ménagée au zénith du maitre-couple. Aucun ballonnet n'était installé à l'intérieur du ballon; il est même probable que Giffard ne connaissait pas les travaux de son illustre prédécesseur à ce sujet.

Hetjri Giffard.

LES AÉUOSTIERS MILITAIRKS.

La nacelle était suspendue par Tintermédiaire d'un filet embrassant toute la partie supérieure du ballon, sauf vers les pointes qu'entouraient des cercles de cordages. Le filet se terminait par une série de pattes d'oie, un peu au-dessous du méridien horizontal. Des pattes , d'oie, partaient des cordelettes ou suspentes fixées d'autre part à une longue perche ou quille^ parallèle à Taxe du ballon. Cette quille n'avait pas moins de 20 mètres de long.

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Le ballon de Gîffard en 1852.

La nacelle était elle-même suspendue à 6 mètres au-dessous de la quille, à laquelle la reliaient des faisceaux de cordages divergents. Elle était formée d'un simple cadre en bois pourvu d'un plancher et bordé d'une balustrade à grandes mailles .

Sur la dernière suspente arrière, entre le ballon et la quille, était attachée une voile triangulaire, dont le bord inférieur était maintenu par une vergue horizontale. Cette vergue était mobile autour de l'extrémité de la quille comme charnière, et permettait de donner, au moyen de deux drosses manœuvrées de la nacelle, les inclinaisons nécessaires à la voile triangulaire servant de gouvernail.

L'hélice motrice à trois branches, qui devait servir à la propul-

LES AÉR0ST1EKS MIUTAIBCS.

sion, avait 3 m. 40 de diamètre. Elle était disposée entre la quille et la nacelle, de manière à la rapprocher le plus possible du centre de résistance. Elle était actionnée directement par la bielle du moteur qui lui imprimait une vitesse de ilO tours par. minute environ, en développant une force de 3 chevaux- vapeur.

La partie délicate de la machinerie était évidemment la chaudière, à cause des conditions particulières dans lesquelles elle était placée. Elle devait être d'une grande légèreté, et son installation nécessitait de multiples précautions pour se prémunir contre toute chance d'accident. Le coke qui servait de combustible était brûlé sur une grille enveloppée de toutes parts par le cendrier. La chaudière verticale, à foyer intérieur, mais sans tubes, était elle-même entourée d'une double enveloppe où circulaient les gaz de la combustion. On arrivait ainsi à utiliser mieux la chaleur produite, en même temps que la fumée, considérablement refroidie par ce dispositif, s'échappait sans entraîner d'étincelles par une cheminée dirigée de haut en bas et à tirage forcé.

Le ballon, gonflé au gaz d'éclairage, avait une force ascensionnelle totale de 1,800 kilogrammes (1), ainsi répartis:

Ballon compfet 320 kg.

Filet 150

Suspension complète et gouvernail 300

Machine et chaudière à vide 150

Nacelle avec les bâches à eau et à charbon. . . 4:20

Guide-rope 80

Un aéronaute 70

Force ascensionnelle nécessaire au départ. . . 10

Eau et coke 300

Total 1800

Dans rénumération précédente, il n'est pas question de lest. Giffard prétendait, en effet, que Teau et le combustible constituaient un lest suffisant, se dépensant régulièrement et contrebalançant ainsi les pertes de force ascensionnelle. Mais en réalité la force ascensionnelle ne va pas en s'afTaiblissant d'une manière continue et régulière. La dépense .continue du lest aurait pour effet de faire monter l'aérostat pendant les périodes où la force ascensionnelle resterait stationnaire, tandis qu'elle serait insuffisante dans les périodes

(i) Si e volume était bien réellement de 2,500 m. cubes» cela supposerait une force ascensionnelle de 700 grammes par m. cube de gaz. C'est là un maximum exceptionnel et il est prudent de ne pas compter sur plus de 650 grammes.

de décroissance. En ud mot, le lest est un instrument de manœuvre extrêmement délicat, qu'il est impossible de manier de ctïtte façon rudimentaire, et dans la pratique on sera toujours forcé, soit d'emporter du lest spécialement destiné aux manœuvres, soit d'y appliquer une partie des approvisionnements en eau ou en combustible, qui cesseront dèslors d'être utilisables à la production de la force motrice. Il est même à craindre que le délestag^e produit par la consommation du moteur ne soit le plus souvent inopportun, et qu'on soit forcé de rétablir l'équilibre en perdant du gaz. Giffard s'en serait certainement aperçu, sises expériences avaient été prolongées.

Nous ne nous appesantirons pas sur ces considérations qui ont perdu de leur importance, avec les progrès réalisés depuis 1852 par la mécanique industrielle. C'est ainsi que certains innovateurs proposent de brûler à la fois dans le foyer de la chaudière un combustible pesant (^coke ou hydrocarbure), et du gaz emprunté au ballon lui-même, ce qui permettrait de maintenir exactement l'équilibre.

Le poids des chaudières et des moteurs a aussi subi des réductions favorables. Si Ton se reporte aux diverses parties de la machine du ballon de Giffard, on a, pour les poids, le détail suivant:

Chaudière à vide 100 kg.

Moteur . . , . 50

Eau et coke contenus dans la chaudière au départ. 60

Eau et coke d'approvisionnement 240

Total... 450

Le poids par cheval et indépendamment de la durée de l'expérience était donc de 150 kilog. — En supprimant tout approvisionnement, ce poids seraiLau minimum de 70 kilog.

Enfin, si l'on rapporte la force motrice à la section transversale sur laquelle s'exerce la résistance de l'air, on voit qu*on ne disposait que de 2 chevaux, 6 pour 100 mètres carrés de maître- couple, tandis que le commandant Renard a porté cette force motrice à 16 chevaux pour la même surface.

Le travail développé dans le ballon de Giffard était, comme on le voit, absolument insuffisant pour qu'il pût obtenir un résultat décisif.

Il ne faut donc pas s'étonner si, dans son ascension du 24 septembre 1852, effectuée de l'Hippodrome, Giffard n'a pu lutter contre le vent, malgré le très réel déplacement transversal produit par son hélice.

152 LKS AÉROSÏIERS MlUTAlttES^

II n'en a pas moins tout le mérite d'une initiative d'autant plus hardie que êon aérostat présentait deux défauts capitaux :

1° Le mode de suspension de la nacelle n'était pas rigide ;

2*^ Aucun dispositif n'assurait rinvariabilitc des formes.

Une seule de ces causes aurait suffi pour faire échouer Texpérience ou pour la rendre dangereuse (1). Elle se termina heureusement sans accident, ce qui contribua à masquer aux yeux de Giffard les véritables difficultés du problème, difficultés résidant surtout dans rinstabihté des ballons allongés.

Mettant son insuccès exclusivement au compte de la faiblesse de son moteur, il attribua à son dispositif ui^e stabilité qu'il n'avait pas ; il se remit à l'œuvrje, réduisant encore la surface de maître-couple pour diminuer la résistance de l'air qu'il avait à vaincre ; augmentant le volume du ballon pour pouvoir enlever un aide indispensable.

Le nouveau ballon avait 3,200 mètres cubes de capacité ; son plus grand diamètre était réduit à 10 mètres, ce qui obligeait à porter sa longueur à 70 mètres ; l'allongement était donc égal à 7 ; et la force motrice de 3 chevaux correspondait à 3 chevaux, 82 pour 103 mètres carrés de maître-couple.

Mais un tel allongement, sans aucune précaution pour en atténuer les dangers, n'avait pu être adopté que dans Tignorance la plus complète des conditions de stabilité de pareils aérostats. Les inconvénients, qui disparaissent à peu près totalement dans les ballons faiblement allongés et ne se traduisent que par un mouvement de tangage facile à modérer, provoquent, lorsque l'allongement est trop considérable^ un relèvement complet du système ; les forces en jeu, loin de tendre alors à ramener l'horizontalité de l'axe, concourent à redresser cet axe jusqu'à le rendre vertical. C'est un accident de ce genre qui faillit coûter la vie à Giffard et à M. Gabriel Yon qui l'accompagnait, quand ces deux aéronautes tentèrent l'essai du nouveau ballon allongé, )Bn 18SS.

Dans un mouvement de tangage trop prononcé, il fut manifeste que le ballon ne revenait pas à sa position première, et se redressait de plus en plus. A la hâte, on ouvrit la soupape pour donner issue au gaz et regagner le sol. A la descente, le ballon s'inclina davantage encore, de telle sorte qu'aune altitude de 200 mètres le gaz sortait, en vertu de sa légèreté spécifique, par l'appendice qui alors n'était plus placé en dessous de lui. On fut obligé de jeter tout par-dessus bord

(1) Renard — Navigation, aérienne.

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pour atterrir sans accident (1). Au moment où la nacelle prenait terre, le ballon, devenu flasque par la contraction et presque absolument dressé, put sortir de son filet et prit son vol. Les aéronautes venaient d'échapper par miracle à un épouvantable danger.

Giffard mourut sans avoir renouvelé ses tentatives, mais non sans avoir rêvé de couronner ses efforts par la construction d'un gigantesque aérostat, mû par un moteur très puissant.

L'opinion publique aime les téméraires, et a placé Giffard au premier rang des ancêtres de l'aéronautique. Sans méconnaître le mérite de ses expériences, et surtout l'impulsion que la hardiesse de ses conceptions a impjrimée aux recherches nouvelles, on doit dire toutefois qu'il n'a pas fait faire un grand pas à la question. Il a su distinguer les avantages des formes allongées et aiguës qu'il a poussées jusqu'à l'exagération ; il a fait ressortir le rôle considérable que doit jouer le moteur. Mais il ne s'est rendu compte ni de l'instabilité des minces fuseaux qu'il préconisait, ni de la nécessité de l'invariabilité des formes, ni des conditions de rigidité qui s'imposept pour la suspension de la nacelle.

La témérité qu'il puisait dans sa foi d'apôtre a eu tout au moins le bon résultat de rendre service à ses successeurs, en leur signalant des dangers inconnus jusqu'à lui et en leur permettant d'étudier les remèdes qu'il convenait d'y apporter.

(1 ) Rapport de la CommiBsion de 1872.