Les matériaux
Après s’être doté de l’outillage nécessaire comme vu dans l e précédent numéro, nous allons pouvoir « faire chauffer la colle » et « taper dans le dur » ! Mais au fait, de quels matériaux parle-t-on ?
Lorsque l’on évoque la construction d’un modèle en structure, c’est le balsa qui vient immédiatement à l’esprit. Mais il existe une multitude d’autres matériaux qui présentent des caractéristiques intéressantes pour notre hobby et qui vont s’avérer d’une grande utilité. C’est en fait la fonction de la pièce qui va déterminer quel matériau est le plus approprié. Ainsi, chacun d’entre eux sera destiné à un usage bien spécifique de façon à ce que la construction soit robuste tout en restant légère… Le B.A. BA de toute machine volante !
Le balsa : On le trouve sous diverses formes telles que des baguettes carrées, rectangulaires, rondes, triangulaires (voire déjà en forme pour l es bords d’attaque) qui vont servir de longerons ou de renforts (photo 1). Leur section en mm (exemple 5 x 5) sera proportionnelle aux efforts endurés. L’autre forme la plus courante, c’est la planche. Cette fois, c’est l ’épaisseur qui diffère et que l’ on exprime en 1/10 de mm. Ainsi, une planche de 30/10 fera 3 mm d’épaisseur. Ces planches sont disponibles en 10 – 15 – 20 – 30 – 40 – 50 – 60 – 80 – 100 - 150 & 200/10. Les plus fines sont utilisées pour les coffrages (photo 2). Plus rarement, on trouve l e balsa sous forme de bloc pour réaliser des formes taillées dans l a masse. Autre aspect i mportant de ce matériau, on le trouve dans différentes densités. Le balsa standard est le plus utilisé car il est suffisant dans la plupart des cas (photo 3). Si l’on cherche à optimiser la masse, on le trouve sous la désignation de « plume ». Bien plus léger, il est aussi beaucoup plus cher et plus fragile. Attention, entre un balsa plume et un standard plutôt dur, le ratio de densité peut aller de 1 à 6. Il est évident que la différence de masse peut être conséquente et que, mal employé, cela aura une incidence sur l e poids final de votre réalisation.
Le contreplaqué (ctp) : Il s’agit d’un empilage de feuilles de bois, collées entre elles en croisant le sens de la fibre de chaque couche (pli). Ce qui est déterminant dans ce matériau et dans sa résistance, c’est bien sûr l’épaisseur mais, plus encore, l’essence de bois utilisée (peuplier, bouleau, tilleul, okoumé - photo 4) et le nombre de plis. Ainsi on trouvera des ctp légers comme le peuplier, et d’autres bien plus denses mais aussi bien plus solides, comme le bouleau. Le nombre de plis mini
mum est de 3 ; quand il est important (cela peut aller jusqu’à 10), on parle de ctp aviation.
Le ctp est utilisé pour la confection de pièces qui demandent une résistance mécanique importante due aux efforts et aux contraintes qu’elles doivent supporter. Ce sera le cas par exemple d’une cloison moteur (photo 5), de supports de trains, d’ancrages de fixation de voilure etc. Il est vendu en plaques de diverses dimensions, en fonction de la taille des pièces que l’on doit fabriquer.
Les bois durs : Plusieurs bois durs sont à notre disposition, qui vont pouvoir se substituer au balsa quand celui-ci n’est pas assez résistant. On va principalement les trouver sous forme de baguettes carrées, rectangulaires, rondes et rainurées (photo 6) pour réaliser par exemple des l ongerons. On trouve le hêtre, le pin mais aussi le samba (deux fois plus léger que le pin photos 7 & 8). Ce dernier est également disponible sous forme de planches en 0,5 – 1 – 1,5 - 2 – 3 & 4 mm d’épaisseur qui serviront alors de coffrages sur des modèles plus conséquents, et notamment quand la voilure est en mousse découpée au fil chaud (nous y reviendrons) ou si l’on cherche une surface dure (photo 9).
Les mousses : Au départ, ce sont des matériaux d’isolation. Le plus connu est le polystyrène qui
est disponible en plaques de différentes épaisseurs mais aussi avec différents grains plus ou moins fins. Ce matériau est utilisé lorsque l’on choisit de construire une aile ou un empennage découpé au fil chaud suivant des gabarits. Il sert aussi dans l a fabrication de matrices comme celle d’un capot (photo 10). La forme obtenue peut être directement stratifiée ou servir à l a confection d’un moule. Dans cette dernière application (matrice), il y a une alternative : le roofmat bleu ou vert. Plus dense, il est bien plus facile à poncer et permet de travailler avec davantage de finesse.
Plus rare est l a mousse PU qui, comme le roofmat, est facile à mettre en forme. Enfin, on trouve le Depron en plaques de 3 & 6 mm. Léger, peu coûteux, facile à couper, ce matériau a une certaine faculté à absorber l es chocs. Il peut constituer une alternative intéressante au balsa dans l a fabrication de nervures par exemple. Il est également possible de l e cintrer ; certains l’utilisent comme matériau de base pour des petits modèles légers.
Les composites : Par définition, un composite est un amalgame de matériaux différents. Quand on parle de composite, ce qui vient immédiatement à l’esprit, c’est l a fibre de verre (ou encore kevlar ou carbone) posée à l a résine époxy ou polyester (photo 11). Pourtant, on peut très bien contrecoller du Depron à du balsa pour obtenir un composite léger mais à la résistance, accrue, ne serait-ce que grâce à une surface de collage augmentée. Une multitude de combinaisons est possible comme i ci Depron et plastique (photo 12).
Le flite skin est un autre matériau ; il s’agit d’une peau très fine en fibre de verre (photo 13). Il est disponible en rouleaux et en deux épaisseurs : 0,007” soit 0,18 mm, et 0,012” soit 0,3 mm. S’il ne peut couvrir une surface non développable, il fait merveille pour coffrer une voilure ou un empennage (photo 14). Son emploi évite les raccords, et l’état de surface obtenu est d’emblée prêt pour la phase de finition.
Les plaques de circuit imprimé (composite dont une face est recouverte d’une couche de cuivre) sont aussi utiles pour confectionner des guignols ou des éléments qui demandent une soudure à l’étain (photo 15).
Les autres : En dehors des classiques évoqués ci-dessus, d’autres matériaux sont fort utiles à la réalisation de pièces spécifiques.
- La tôle offset en aluminium de très faible épaisseur, utilisée en i mprimerie, se coupe aux ciseaux et permet de reproduire des petits détails de surface, panneaux ou autre. Une face est aluminium naturel, l’autre apprêtée qui porte les inscriptions de l’impression.
- La feuille de plastique (styrène), disponible en plusieurs épaisseurs, est également très facile à travailler.
- Tout l e monde connaît l es feuilles de carton bristol quadrillées de différentes couleurs, un matériau qui peut être directement peint.
- Le carton des boîtes de céréales est juste ce qu’il faut en épaisseur. Il peut être utilisé pour habiller un cockpit et peint après avoir été résiné. Son prix défie toute concurrence… à condition de consommer des céréales (photo 16) !
Dans l’optique de réaliser un cockpit au gramme près, j’ai réalisé un comparatif de masse d’échantillons de ces matériaux, ramenés en g au cm².
DENSITÉ : épaisseur / grammes par cm²
Depron 3 mm / 0,010
Bristol 0,2 mm / 0,016
Plastique 0,2 mm / 0,037
Alu offset 0,1 mm / 0,040
Carton de céréales 0,5 mm / 0,045
Maintenant que nous avons passé en revue l es différents matériaux disponibles auxquels nous ferons appel pour notre hobby, nous allons nous attarder sur les principes à respecter pour les principaux sous-éléments de notre structure. Chacun d’entre eux, qu’il s’agisse d’un fuseau, d’une voilure ou d’un empennage, a un rôle très différent à jouer qui va être déterminant pour sa conception. De sa bonne compréhension dépendra le bon vieillissement, voire la survie, de la machine.
Le mois prochain, nous commencerons par les fuselages et les différents types de constructions que l’ on est à même de rencontrer. ■