CONSTRUCTION ET GONFLEMENT D'UN AÉROSTAT

DIMENSIONS D'un BALLON. FORCE ASCENSIONNELLE

Avant de s'embarquer pour une longue traversée, le voyageur aime à visiter, dans le port, le navire sur lequel il va franchir les mers. Avant de vous élever, par la pensée, dans les hauteurs du ciel, vous voudrez connaître en détail la structure de ce merveilleux vaisseau des airs , qui va nous emporter audessus des nuages. Vous avez déjà une idée sommaire de la forme d'un aérostat; mais il y a là de si instructifs procédés de construction, de si intéressantes manœuvres et tant de curieux accessoires, que je me reprocherais de vous les laisser ignorer.

Tout d'abord ne perdons pas de vue qu'un ballon, j'entends un ballon capable d'enlever deux ou trois voyageurs, est une grosse, très grosse boule. Un globe qui a seulement 40 mètres de diamètre est considéré comme un petit ballon. Et pourtant, avec les 44 ou 45 mètres de hauteur que cela lui suppose, c'est déjà la dimension assez respectable d'une gentille maison à deux étages au-dessus du rez-de-chaussée, où une famille assez nombreuse habiterait à Taise. Et ce n'est rien, vous disais-je ; on a fait des ballons bien autrement vastes, comme vous le savez déjà; on en a fait d'immenses, de monstrueux, à côté desquels un ballon de taille modeste faisait l'eiTet d'une poire auprès d'un melon... Je ne parle pas des voyageurs oudeg

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spectateurs, qui semblent de ridicules petites fourmis se démenant à Tentour. — Quel est donc le géant qui viendra jouer à la paume avec cette balle énorme, et d'une bonne poussée yous la fera bondir à la hauteur des Alpes?

Mais tenons-nous-en aux dimensions ordinaires, de 15 ou 16 mètres de diamètre. Vous trouvez encore cela immense. Pourquoi un tel volume? Parce quesi le ballon était plus petit, il n'aurait pas la force d'enlever de terre lés voyageurs qu'il doit porter au haut des airs, avec tous les engins dont il sera chargé en outre.

La force qui tend à porter en haut un ballon est, il vous en souvient, égale à la différence qu'il y a entre le poids de la masse d'air dont il tient la place, et son propre poids, — augmenté, bien entendu, du poids de tout ce qu'il contient, de tout ce qu'il emporte. Or l'air est bien léger; et pour en avoir un poids un peu considérable, il faut en prendre un grand volume. — Mais, tenez, pour mieux vous en rendre compte, apprenez à faire le calcul du poids que peut enlever un ballon. Ce sera bientôt fait, car ce calcul est très simple. Voyons ; pour ne pas nous perdre dans les gros nombres, et pour rester dans les dimensions qui vous sont familières, supposons qu'il s'agisse d'un ballon minuscule, un tout petit ballonneau^ comme on en fabrique souvent pour certaines expériences. Nous admettrons qu'il soit parfaitement sphérique; et nous lui donnerons, encore pour simplifier, 4 mètre juste de rayon : 2 mètres de diamètre. Il dépassera déjà en hauteur la tête d'un homme, et en largeur, ses bras étendus. — Je suppose que vous n'avez pas oublié comment on calcule le volume d'une sphère dont on connaît le rayon *• Faisant les opérations, je trouve pour la capacité de ma sphère : 4 mètres cubes 1 88 décimètres cubes, c'est-àdire 4188 litres. — Eh! c'est déjà la contenance de 23 barriques

1. n faut élever le rayon au cube, le multiplier par le rapport du diamètre à la circonférence 3,1415, puis encore par 4; enfin diviser le produit par 3.

DIMENSION^ D*UN BALLON. FORCE ASCEiNSIONNELLE. 65

de Bordeaux, bonne mesure! — Or un litre d'air pèse 48^%3; c'est donc 4188 fois 1^%3. Faisant la multiplication, je trouve pour le poids de la masse d'air égale au volume de mon ballon 54 i4 grammes : un peu plus de 5 kilos.

Maintenant, mon ballon sejra rempli de gaz. Il s'agit de savoir combien pèsera ce gaz. Et d'abord de quel gaz remplironsnous ce ballon? Sera-ce d'hydrogène pur, ou bien de gaz d'éclairage, comme on le fait plus ordinairement? Si c'est de l'hydrogène pur, son poids n'est que de 9 centigrammes environ par litre : c'est merveilleusement léger! — Multiplions donc le poids d'un litre d'hydrogène, 0,09 par 4188 : nous avons 377grammes. Voilà le poids du gaz. Mais ce n'est pas tout : il y a l'enveloppe, le ballon lui-même, en un mot. Si légère qu'elle soit, il est bien difQcile qu'elle ne pèse pas 500 grammes. Puis il y a le filet de soie qui l'entoure : va pour 200 grammes. En tout donc, 1077 grammes, en nombre rond, 1 kilogramme à retrancher de h poussée qui tend à faire monter le ballon; reste 4'',367. C'est le poids que peut soulever le ballonneau.

Si nous gonflons notre ballon avec du gaz d'éclairage, qui pèse en moyenne 0,43 centigrammes par litre, ce sera autre chose. Calculant de la même manière, je trouve 1*^,800 pour le poids du gaz, et toujours tenant compte des poids de l'enveloppe et du filet, comme précédemment, la différence faite, je trouve seulement cette fois 2^,944, environ 3 kilos.

Mais j'ai eu tort de dire que c'était là le poids que peut soulever notre petit ballon ; c'est là, rigoureusement, le poids qui le tiendrait en équilibre, flottant, prêt à monter ou à descendre. Pour que le ballon s'élève, il faudra le décharger de quelques grammes au moins ; et encore n'ira- t-il pas bien haut, dans ce cas, pour une raison que plus tard je vous expliquerai. Si j'entends que mon ballonneau s'envole jusque dans les nuages, je lui donnerai 1 kilo ou 1 kilo et demi à porter; et ce sera peut-être encore trop.

Réfléchissant à ceci, vous concluez que, pour porter un

homme, deux hommes, avec tout Tattirail nécessaire, il faut un gros ballon. En effet, faisant le calcul de la même manière, nous trouverions qu'un ballon de 40 mètres de diamètre pourrait soulever à peine de terre un poids de 500 kilogrammes s'il est rempli d'hydrogène pur ; seulement 822 s'il est rempli de gaz d'éclairage. — Ce n'est pas assez. Avec 46 mètres de diamètre, j'aurais pour le volume de l'aérostat 2444 mètres cubes ; le calcul du poids de l'air me donnera 2787 kilos; celui du gaz d'éclairage 9M kilos. En retranchant encore 250 kilogrammes pour le poids du ballon avec ses agrès à proportion, il reste, différence faite, 4643 kilos. C'est le poids que le ballon peut soulever de terre ; c'est la mesure de l'effort avec lequel il tend à s'élever dans les airs ; la mesure de ce qu'on appelle la force nscensionnelle de l'aérostat. — Observons enfin que, pour une raison qui vous sera exposée plus tard, on doit compter, dans la pratique, sur une force égale aux trois quarts ou aux deux tiers seulement de celle que fournit le calcul. — L'expérience a prouvé qu'une force ascensionnelle de 4500 à 4600 kilogr. est suffisante pour enlever bien haut dans les nuages, et pour une longue promenade, deux ou même trois voyageurs. — Si ce ballon était gonflé d'hydrogène pur, oh ! alors sa force ascensionnelle serait de 2000 kilogrammes environ; et il pourrait enlever sept ou huit personnes au besoin.

Bemarquons dès maintenant qu'on ne donne pas ordinairement à un aérostat la forme d'une sphère parfaite. Pour des raisons de commodité que vous apprécierez mieux bientôt, on le fait s'allongeant et s'amincissant par le bas en façon d'entonnoir; et cet entonnoir se termine par une sorte démanché pendante et ouverte que l'on nomme Vappendice. De la sorte le ballon présente tout à fait l'aspect d'une immense poire, — ou

mieux encore d'une toupie... l'appendice figurant la queue de la poire ou la pointe de fer de la toupie.

Un ballon à gaz se fait en étoffe. La meilleure étoffe de beaucoup et la seule employée autrefois, c'est le tissu de soie qu'on appelle le taffetas. Fine et souple, mince, serrée, légère, très solide, la soie a toutes les qualités avec un seul défaut : et ce défaut, c'est qu'elle coûte très cher. Voilà pourquoi on lui substitue aujourd'hui, le plus ordinairement, la simple percaline^ une étoffe de coton semblable au vulgaire calicot^ beaucoup moins résistante, beaucoup moins durable que la soie, mais qui a la qualité d'être à bon marché. Et vous comprendrez qu'on y regarde, quand vous réfléchirez qu'un ballon tel que celui dont nous suivons la construction a près de 8000 mètres carrés de surface. Or un mètre carré de bonne soie vaut 45 ou 17 francs; un mètre carré de percaline quelque chose comme 80 centimes: cela fait une diflérencet En moyenne, pour le dire en passant, un ballon, tel que celui dont nous parlons, et en simple percaline, coûte encore 6000 ou 7000 francs ! C'est un voyage coûteux, comme vous voyez, qu'une promenade aérienne !

Quoi qu'il en soit, il s'agit de tenir emprisonné un être merveilleusement subtil, et qui cherche toujours à s'enfuir : un gaz insaisissable, invisible, un air plus léger que l'air... Par la moindre fêlure d'un flacon, par les pores indiscernables des substances en apparence très compactes, il s'évade sans qu'on s'en doute. A travers les mailles du tissu le plus serré il filtrerait, il passerait, ah! comme l'eau à travers un tamis. Le gaz d'éclairage est déjà excessivement diflicile à retenir; le gaz hydrogène est dix fois plus subtil et plus fuyant encore. Donc il faut aviser à rendre l'étoffe du ballon, soie ou percaline, tmperméabley du moins autant que possible. Cela s'obtient le plus souvent, nous l'avons dit déjà, au moyen d'un vernis que l'on étend à l'aide d'un pinceau ou d'un tampon sur l'étoffe, qui imbibe le tissu, et en séchant, empâte les fils, bouche les petits interstices. Parfois on prend la peine de fabriquer une étoffe

toute spéciale, en superposant deux épaisseurs de tissu avec une mince couche de caoutchouc étalée entre les deux. Les deux tissus, fortement comprimés, collés par le caoutchouc demi-liquide, n'en forment plus qu'un seul, très solide, très difficile à traverser pour le gaz ; on ne lui donnera pas moins une couche de bon vernis quand le ballon sera achevée

L'étoffe, simple ou double, doit être convenablement taillée, puis cousue, pour former l'immense sac. Mais faire un sac sphérique ou à peu près avec des bandes d'étoffe n'est pas chose déjà si facile. Âvez-vous observé un de ces petits ballons de cuir avec lesquels jouent les enfants? Avez-vous remarqué comment les bandes de cuir dont il est formé sont taillées en pointe, et comment elles sont assemblées? Examinez plutôt encore une sphère géographique y un de ces globes terrestres dont on se sert dans les écoles. La boule est faite en une sorte de carton ; puis il a fallu coller dessus le papier sur lequel est imprimée la carte. Or une bande de papier un peu large, quelle que soit sa forme, ne peut pas se coller exactement sur une sphère. Pour couvrir ce globe, on a donc taillé de minces et étroites bandes de papier, plus larges au milieu, pointues aux extrémités, et qui, collées sur la sphère, y prennent la forme des côtes d'un melon... Si bien assemblées qu'elles soient, en y regardant de près vous distinguerez les joints qui sont dirigés suivant les méridiens de la sphère. .

Ëh^bien, un ballon se fait de même en assemblant un certain nombre de bandes d'étoffe taillées qu'on appelle des /'useauâ;, en raison de leur forme allongée, pointue aux deux extrémités, courbe sur les deux côtés. Ces bandes formeront des espèces de côtes de melon qu'on fera de différentes couleurs si l'on veut, dans un but d'ornement; et les coutures qui les joindront figureront aussi sur le ballon des méridiens. — Vous remarquez déjà que beaucoup de mots désignant les lignes et les parties du globe terrestre ont été appliqués ingénieusement aux globes aériens, aux ballons : c'est une coutume très

rationnelle et fort commode, que nous suivrons désonnais. Un aérostat de la taille de celui que nous avons en vue se fait ordinairement de 24 ou de 32 fuseaux, suivant la laize (largeur) de l'étoffe employée. La première chose à faire est, bien entendu, de calculer la longueur et la largeur que doivent avoir les fuseaux pour former un globe ayant juste les dimensions choisies ; on n'oubliera pas de tenir compte de la largeur que prendront les coulures : il faut penser atout! — Puis, à l'aide de procédés géométriques assez simples et qu'il n'est pas nécessaire de décrire ici, on trace sur une longue bande de carton la figure du fuseau. Si on veut que le ballon ait la forme de poire, non pas celle d'une sphère parfaite, les fuseaux devront être plus allongés vers le bas, et ne pas se terminer de ce côté en pointe aiguë. — Le fuseau tracé, on découpe le carton suivant la ligne marquée à son contour, et on a \xn patron tout semblable, pour l'usage, au patron de papier sur lequel la couturière taille son étoffe pour donner aux pièces d'un vêlement la forme et la grandeur qu'elles doivent avoir. — Voulez-vous connaître en détail l'opération de la coupe des fuseaux? Rien de plus simple. On étale sur une table plusieurs doubles superposés de l'étoffe, on les dresse bien, on couche dessus le patron de carton; on maintient le tout avec des poids, pour empêcher que l'étoffe ne se dérange. Puis avec un tranchet de cordonnier bien affilé, un simple couteau si on aime mieux, on coupe net en suivant les bords du patron. De la sorte plusieurs fuseaux sont tailléis en même temps. L'opération qui consiste à les coudre est bien autrement lon-

<7, FU6BAU DE BALLOM SPH^RIQUE. — ft. FU- SEAU DE BALLON AVEC CONB BT AP- PENDICE.

70 PROMKnADES DANS LES NUAGES,

gue el dispendieuse. Voyez ce dessin qui représente l'atelier de couture pour la construction d'un grand ballon. Que d'animation! Comme on s'empresse, nomme on se tiâtel Que d'ouvrières assises autour de ces tables où les bandes d'étoffe sont étalées ! — C'est qu'il y a fort à faire pour assembler les fuseaux d'un ballon, même de taille moyenne. — Tenez, calculons. Pour notre ballon de 16 mètres, il y aura 32 fuseaux, donc 32 cou-

lures, qui formeront 32 demi-méridiens ou 16 méridiens entiers. Op le méridien d'une sphère de 16 mètres de diamètre a une circonférence de 50 mètres environ ; à cause de la forme allongée du ballon comptons 55 métrés. Multipliant par 1 6, noustrouvons quelque chose comme 850 mètres. Mais comme chaque couture, pour plus de solidité, se fait double, deux lignes de points se suivant parallèlement â petite distance, il faut doubler; et nous avons 1760 mètres. Ëneore n'avons-nous pascomplé les coulures en travers, car le plus souvent chaque fu-

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seau se fait de plusieurs pièces. En tout donc, presque 3 kilomètres, une demi-lieue àe coulure I

Les fuseaux assemblés par la couture, l'aérostat présente l'aspect d'un graod sac flasque... Il faut maintenant attacher A l'extrémité qui sera le pôle supérieur du globe une pièce importante : la soupape.

Imaginez une petite lucarne toute ronde, de 40 centimètres

de diamètre environ, traversée en son milieu par un barreau ; pour la fermer deux petits volets de bois, à l'inténeur, figurant chacun un demi-cercle. Ces volets sont fixés à charnières sur la traverse qui sépare en deux le cercle de la lucarne. Celte lucarne, c'est la soupape, et les petits volets sonl ce qu'on appelle les clapets. Ils sont garnis à l'ienlour d'un bourrelet de caoutchouc, pour qu'ils feiment bien exaclement contre le cercle de bois qui forme le contour de la soupape. A l'extérieur, des ressorts d'acier ou des bandes épaisses de caoutchouc tendues fortement tirent les deux volets et les maintien-

It PROMENADES DANS LES NUAGES.

nent fermés. A rintérieur, au contraire, deux cordelettes, qui se réunissent un peu plus loin en une seule corde, sont attachées à chacun des deux volets, de telle sorte qu'en tirant sur la corde on force les clapets de s'entr'ouvrir ; les ressorts les referment aussitôt qu'on lâche la corde. Voilà, disais-je, une pièce importante : la soupape, voyez-vous, c'est pour le ballon comme la bride et le mors pour le cheval... Vous verrez plus tard de quelle façon fonctionne cet appareil, quand et comment il faut s'en servir. On a donc assujetti cette soupape à sa place, tiupôle de raérostat,en liant fortement les extrémités des fuseaux autour de son cercle de bois; le tout bien serré, bien calfeutré. Cela fait, le gros œuvre de la machine est achevé; le corps du ballon est construit. Maintenant il s'agit de le rendre imperméable en étendant le vernis sur l'étoffe. Ce vernis, le plus ordinairement, est tout simplement formé d'huile de lin, qui est siccalive^ c'est-à-dire qui a la propriété de sécher assez vite à l'air en for/nant une sorte de gomme ne collant plus aux doigts, tandis que la plupart des autres huiles restent très longtemps coulantes; en un mot, c'est cette huile même dont on se sert pour délayer les couleurs pour la peinture à l'huile. De plus elle doit être cui7e, c'est-à-dire qu'elle doit avoir longtemps bouilli, additionnée d'une petite quantité d'une sorte de rouille de plomb qu'on appelle litharge. D'autres aéronautes préfèrent un vernis au caoutchouc, que l'on fabrique en faisant dissoudre, avec toutes sortes de précautions, des morceaux de caoutchouc dans un liquide très inflammable et d'odeur puante, employé aussi dans la peinture : Vessence de térébenthine. Cet enduit sèche avec rapidité. — Il existe encore d'autres vernis à ballon; mais ils sont moins usités. Le vernis préparé, il s'agit d'en-imprégner l'étoffe; et il convient de l'enduire des deux côtés, à l'endroit et à l'envers. On va donc peindre le ballon à larges coups de pinceau, avec la mixture épaisse, étendant le vernis avec le plus grand soin, tamponnant pour le faire bien pénétrer dans le tissu et dans les

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trous d'aiguilles des coulures. On le laisse sécher,puis, si on le juge utile, on retourne le sac comme un gant, pour l'enduire sur l'autre côté, et on laisse sécher encore. Tout cela est assez long et minulieuii.

11 y a une opération curieuse que l'on fait parfois pour mieux s'assurer si le vernissage remplit bien son effet, si tous les plus petits trous par où le gaz subtil pourrait s'en-

fuir ont été bien obstrués; ou bien encore, lorsque le ballon, ayant déjà servi, il s'agit de le réparer. Celle opération consiste à gonfler ie ballon avec de l'air, absolument comme on gonfle une vessie à l'aide d'un soufflet. Mais pour celte fois un soufllet, même un soufflet de forçe, ne suffirait pas; on emploie pour instif/ler de l'air dans l'immense vessie un appareil que l'on nomme ventilateur. Vous savez tous ce que c'est qu'un tarare, cet instrument agricole qu'on emploie pour venter le grain. Dans une caisse de bois arrondie à son

contour est renfermée une sorte de roue formée de quatre larges palettes de bois, fixées sur un axe que Ton fait tourner rapidement à l'aide d'une manivelle. En tournant, ces quatre palettes, comme quatre larges éventails vivement agités,chassent l'air vers le contour de la caisse; et d'un côté est pratiquée une ouverture par laquelle l'air chassé s'échappe, entraînant de son souffle rapide les paillettes, les poussières mêlées au grain. Vous savez donc ce que c'est qu'un ventilateur; imaginez seulement la machine plus petite, construite avec plus de précision, tournant plus rapidement et lançant l'air avec plus de force. Le ballon a été couché doucement sur une vaste toile étendue à terre; l'ouverture de la manche (appendice) est adaptée au tuyau du ventilateur. Deux hommes tournent les manivelles; la machine souffle, l'air entre; on voit le ballon se soulever peu à peu, s'arrondissant de plus en plus. Bientôt il a pris la forme d'une demi-boule, — celle d'une grosse bulle qui flotte à la surface d'une mare. L'étofl'e tendue se montre lisse et bien dressée. Mais que vois-je? Un homme se glisse, — s'empoche, passez-moi l'expression, — par la manche de l'appendice qu'on vient de délacher du ventilateur; on voit à ses mouvements, à travers l'étoffe agitée, qu'il cherche à se dépêtrer des toiles. Le voilà arrivé à l'intérieur... Qu'on referme vite l'ouverture de la manche, qu'on l'attache avec des cordes si on ne veut pas que l'air qui gonfle le ballon s'échappe complètement et que la toile s'aplatisse sur le dos du visiteur. Celui qu'on enferme ainsi dans le sac à demi gonflé d'air, c'est un des aéronautes sans doute. Il vient faire son inspection, vérifier le bon état des toiles auxquelles sa vie sera suspendue. Sage mesure de prudence! Et puis un ballon vu de l'intérieur, ce doit être un spectacle assez curieux. Les toiles s'arrondissent en un beau dôme au-dessus de la tète du visiteur. On voit très clair à l'intérieur; car les étoffes minces et vernies sont translucides, demi-transparentes. C'est de là qu'on voit bien toute la construction de la machine aé-

rienne, ensemble et détails: les assemblages des fuseaux, et les lignes des coutures, et jusqu'aux piqûres d'aiguilles s'il y en a qui ne soient pas bien bouchées I Un endroit clair et faible dans les tissus, ou mal imprégné de vernis, se reconnaît tout de suite, f Ici une pièce! là un bon coup de pinceau! » Fait41 du soleil , on distingue à travers l'étoffe les ombres, projetées sur la toile, des assistants ou des ouvriers qui inspectent, eux aussi, le ballon, mais à l'extérieur; on a la représentation de leurs gestes, on entend leurs voix...

Vous avez déjà remarqué dans les dessins que nous avons donnés des premiers aérostats à gaz et dans les descriptions sommaires que nous en avous faites, ce réseau de ficelle à grandes mailles, semblable à un filet de pêche ou bien encore à certaines résilles de soie dont les femmes couvrent leurs cheveux, qui enveloppe toute la partie supérieure du globe, et auquel est suspendue la nacelle. Et peut-être vous êtes-vous demandé ce que vient faire là cet engin de pêche... A quoi bon? Pourquoi ne pas attacher tout bonnement la nacelle au ballon? — Mais réfléchissons. La nacelle chargée de ses voyageurs, avec les instruments, les agrès, c'est un poids considérable. Or, si celte nacelle était attachée à TétofTe même du ballon, le 'poids porterait sur les points d'attache seulement; et alors, infailliblement, l'étoffe se déchirerait sous l'effort à ces endroits. Au lieu de cela, l'effort que fait le ballon pour monter se transmet par tout ce vaste dôme de Vhémisphère supérieur à toutes les mailles du filet, raidit bien également toutes ses fines cordelettes; et le poids suspendu au filet n'appuyant trop fortement en aucun point, mais également partout, ne tiraille ni ne déchire l'étoffe. En outre, l'effort que fait le gaz pour s'échapper tend à faire crever l'enveloppe peu résistante ; le réseau qui l'entoure maintient cette enveloppe, la consolide, l'empêche d'éclater sous la pression. Le filet est donc une pièce essentielle, indispensable.

Il a été tissé maille à maille, avec une ficelle fine, forte et

légère, et dans la forme convenable ; il doit être assez vaste, non seulement pour recouvrir tout l'hémisphère supérieur, mais pour descendre même encore beaucoup au-dessous de Véquateur du ballon gonflé... A son tour le filet se termine par un certain nombre de grandes dentelures où les ficelles des mailles, cueillies en pointe avec des ficelles plus fortes, sont attachées à autant de longues cordelettes, minces, mais fortes pourtant : c'est à ces cordelettes que sera suspendue la nacelle. Tel que le voici étendu par terre, il ne ressemble pas mal à une immense toile d'araignée... On attache solidement le milieu du filet, — la place de l'araignée, — autour du cercle de la soupape; puis on le ramène sur le ballon, qui, flasque, emmaillotté dans son réseau allongé, figure maintenant, comme me disait un enfant assistant un jour avec moi à ces préparatifs, ( un sac dans un sac. »