Étude

Durant cette année, avec raide de M. Stouffs, nous avons étudié les caractéristiques de ce dirigeable à partir des données de son brevet. L’étude réalisée portait principalement sur le moteur à vapeur, dont nous avons vérifié les performances annoncées par M. Giffard. Par ailleurs, nous avons également effectué un certain nombre de echerches sur l’histoire des dirigeables, sur la machine à vapeur ou encore sur le fonctionnement actuel des dirigeables, pour le comparer avec les techniques de l’époque.

Abstract The project entitled ‘Giffard’s airship’ has been carried out all along the school year and aims to update the calculations that had been made by Henri Giffard, an inventor and aeronaut in the mid 1 9th century. Indeed his calculations have been the solution for the creation of his airshlp that was one of the first ones to fly. All though this school year, With Mr Stouffs’s help, that airship characteristics have een studied from the patents data. The steam engine has been mainly studied, the performances which had been announced by Henri Giffard have been checked.

On the other hand some research have de about the historv of 2 4E well as the current airships’ functioning so that the latter could be compared to the 19 th century techniques. IUT Génie Thermique & Energie Sommaire Introduction…. – Les dirigeables…. . . . . 1. Historique des dirigeables…. …. 2 A. L’évolution des dirigeables jusqu’à la première guerre mondiale… ………. 2 B. De la première guerre mondiale à nos 2. Le dirigeable de Giffard. A. c. D. Description de l’aérostat. Description brève du moteur à . Calcul de la force de frottement…. 9 Théorie de 3. Les techniques A.

Gaz utilisés……….. 3 E …… 8 13 (reprise calcul Giffard) Dimensionnement chaudière.. Calcul distance avec condenseur….. — — 3. Exemple d’une technique utilisant le solaire………… . Conclusion . . . Annexes Projet n 0906 Introduction Notre projet a pour objectif de reprendre les calculs thermodynamiques du moteur vapeur du dirigeable d’Henri Giffard. En effet, c’est Maryse Lassalle, professeur à l’I. U. T Bordeaux 1 qui nous a contactés afin de contribuer à l’évènement « à toute vapeur Cet évènement aura lieu le 7 juin 2009 à Cap Sciences de Bordeaux.

Là bas sera présentée la reconstitution du dirigeable à vapeur de 1852 (radio commandé 4 m d’envergure) réalisé par l’I. U. T Bordeaux 1 . De façon générale ce projet consiste à faire une présentation sur l’utilisation de la vapeur dans Phistoire et ses perspectives dans le questionnement actuel sur le rapport énergie-environnement. C’est pourquoi nous avons été contactés pour la reprise des calculs thermodynamiques ar le biais du brevet déposé à l’époque par M. Giffard.

Notre formation thermique et énergétique nous a permi r les calculs de facon 4 6 à réactualiser. Nous avons donc dû dans un premier temps synthétiser le texte puis réactualiser les calculs. Une fois terminée, nous avons approfondi le thème en traitant une partie sur les dirigeables puis en revenant sur Phistoire de la vapeur. Ainsi dans une première partie nous allons détailler l’évolution des dirigeables, en passant par celui bien évidemment d’Henri Giffard Jusqu’aux techniques actuelles utilisées pour les faire voler.

Ensuite, nous approfondirons la partie machine à vapeur en étudiant tout d’abord révolution de ce type de machines. Puis nous étudierons en détail la machine vapeur utilisée par M. Giffard. Pour finir nous comparerons cette machine aux nouvelles motorisations que l’on peut trouver aujourd’hui et aux nouveautés technologiques. es dirigeables 1. Historique des dirigeables mondiale Bartolomeu de GUSMAO (1685-1724) est le précurseur des navigateurs aériens et premier inventeur des aérostats.

En 1783, sous l’égide des frères Robert, la forme du ballon s’allonge. Il apparait E de la mort de l’inventeur et de l’absence de moteur à cette époque. Ce n’est qu’en 1 81 6 que l’inventeur anglais Sir George Cayley prévoit, pour la grande navigation, la réalisation des dirigeables rigides motorisés par un propulseur à vapeur (voir figure 1). figure 1 George Cayley, Airship (1816) La première tentative de motoriser un aérostat n’a pas été réalisée par M. Giffard, mais par Pierre Julien qui parvient à faire voler deux modèles réduits de dirigeables.

Il construit même un dirigeable baptisé « Précurseur » qui ne vola jamais mais qui comportait ependant toutes les caractéristiques requises pour effectuer un La seconde tentative a été réalisée en 1852 par Henri Giffard (voir figure 2), qui a construit le premier aérostat pouvant subir quelques modifications de direction par rapport au vent grâce à une machine à vapeur placée dans la nacelle (voir figure 3) 2 figure 2 Henri Giffard 6 E l’un des plus grands précurseurs.

En 1883, le savant et aéronaute Gaston Tissandier, aidé de son frère Albert, construit un dirigeable muni d’une hélice propulsée par un moteur électrique, lui-même alimenté par es piles et avec lequel ils réussirent à remonter un courant aérien. e premier dirigeable vraiment manœuvrable voit le jour à la même époque. Il a été conçu par les capitaines Charles figure 4 Renard, officier du génie, et Arthur Krebs, La France (voir figure 4) est également propulsé par un moteur pesant 44 kg, développant 8 La France, le 9 août chevaux et fonctionnant à l’électricité grâce 1884 de lourds accumulateurs.

Il réalise le 9 août 1884 le premier parcours en circuit fermé, d’environ 7 km. L’expérience sera renouvelée trois fois au cours de l’année 884. Le 3 novembre 1897, David Schwartz à Berlin fait s’élever le premier dirigeable entièrement en métal. Le vol se terminera malheureusement par un écrasement au sol. Le célèbre dirigeable Zeppelin (LZ-I) prit son premier envol le 2 juillet 1900 en Allemagne sur le lac de Constance (figure 5). 3 E Eiffel en une demi-heure, ce qui lui vaut un prix de 100 000 franc-or offert par l’ aviateur Henry Deutsch de la Meurthe.

Le 12 novembre 1902, le premier dirigeable semi-rigide des frères Lebaudy, conçu par l’ingénieur Henri Julliot, fait le trajet paris Moisson, soit 62 km n 1 h 40. B. De la première guerre mondiale à nos jours C’est ensuite la première guerre mondiale et l’entre deux-guerres qui vont stimuler le besoin d’améliorer les capacités des dirigeables : elle va marquer la consécration des dirigeables Zeppelin. En quatre ans ils vont être profondément améliorés, notamment la motorisation, l’aérodynamique et la masse.

Certains dépasseront même 200 mètres. On peut observer les évolutions chronologiques de ces ballons : (voir annexe 1) Ils seront 96 Zeppelin en tout à avoir bombardé la ville de Londres sur les ordres de ‘Empire Allemand. Ils effectueront également de nombreuses missions de reconnaissance. A la fin de la guerre le meilleur dirigeable était le LZI 14 (voir Figure 6) qui pouvait aller jusqu’à 40m/s en vitesse de croisière. figure 6 LZ-114 4 4E marquer l’histoire des dirigeables.

Ces catastrophes sont essentiellement dues au fait que le dirigeable est trop sensible aux mauvaises conditions climatiques (vent, pluie, neige, givre, foudre) et que le gaz utilisé, l’hydrogène, est hautement inflammable. La première catastrophe arriva en 1928, c’est le dirigeable Italia qui s’écrasa à cause e la glace accumulée sur le ballon et de la surcharge qu’elle a entraînée. La deuxième fût le R-IOI (figure 7), construit en 1920 par les Britanniques, qui s’écrasa le 5 octobre 1930 à proximité de Beauvais en raison du mauvais temps, provoquant la mort de 48 personnes.

A la suite de cet accident le Royaume-Uni interdira l’hydrogène pour les dirigeables. L’Allemagne reste le seul pays ayant des dirigeables à usage commercial. Ils sont principalement utilisés pour des traversées de l’Atlantique, mais ces dernières ne se font que d’avril à octobre pour éviter le mauvais temps hivernal et les empêtes de l’Atlantique nord. Ensuite c’est la catastrophe du Hindenburg (figure 8) qui choqua le monde entier. En effet le 6 mais 1937 ce dirigeable allemand s’enflamme dans un aéroport proche de Newyork. 5 personnes trouvèrent la mort. Les vols de dirigeables commerciaux prirent fin ce jour la. figure 7 e R-IOI figure 8 Le Hindenbure en flamme Energie 5 figure 9 Caractéristiques du Hindembourg La seconde guerre mondiale va quant à elle mettre en avant l’aviation au détriment des dirigeables. Cest ainsi que raviation va bénéficier de progrès techniques décisifs durant ette guerre et prendre une grande longueur d’avance à la fin de celle-ci.