CONSTRUCTION CLASSIQUE EN BOIS
Les anciens systèmes ne meurent jamais

De nos jours, on trouve de plus en plus fréquemment des modèles prêts à voler dans lesquels le bois, ce matériau si noble, brille par son absence. La construction traditionnelle de modèles en bois continue toutefois à occuper une place de choix en modélisme.
Depuis le début du siècle, c'est-à-dire dès que l'on commença à construire des aéromodèles, un matériau réellement singulier est utilisé à cet effet : le bois. Le bois, sous ses différentes formes, possède une série de caractéristiques qui le rendent unique. Toujours en relation avec son poids, il est résistant et léger; il présente des propriétés spécifiques en fonction de la façon dont il est travaillé (la traction, la flexion ou la compression) et offre des qualités mécaniques très intéressantes : par exemple, il absorbe les vibrations d'une manière telle qu'il n'a encore pu être détrôné par aucun autre matériau dans le domaine des skis de compétition. Quelle serait l'alternative à la construction "classique" ?
Il en existe plusieurs, toutes compatibles avec la classique : celle qui recourt aux résines et aux fibres de verre ou de carbone, ou encore au porex (pour la fabrication d'ailes ou d'autres surfaces de vol), ou les plus modernes -industrielles- qui emploient le plastique pur et dur.

1) Voici les outils dont vous aurez besoin.

2) Fuselage classique type "caisson". Observez les renforts triangulaires (flèches) aux angles.

Avantages et inconvénients
La construction classique en bois présente vraiment peu d'inconvénients, le principal étant celui inhérent à tout travail artisanal : l'obligation, pour effectuer un bon travail, d'apprendre une série de techniques, les unes simples, les autres non. Nous essayerons précisément, au travers de ces pages, de raccourcir cette période d'apprentissage. L'autre inconvénient, pour autant qu'on puisse le considérer comme tel, est le suivant : chaque modèle ou chaque partie de celui-ci est une pièce d'artisanat à confectionner séparément : chaque aile doit être travaillée de la même façon, contrairement (par exemple) aux ailes en porex, dont on peut élaborer plusieurs exemplaires à partir d'un gabarit, ce qui représente moins de travail. Quels sont les avantages? Tout d'abord, le peu d'outils nécessaires : une scie, du papier de verre et un cutter ou une lame de rasoir. Du point de vue du résultat, les structures construites peuvent être très légères et résistantes à résistance égale, la structure d'une aile en bois peut peser plus de la moitié par rapport à une aile similaire en porex plaqué.

Matériaux
La base de cette construction est le bois. Les plus utilisés sont : -Le bois de balsa pour les structures où prime la légèreté. On peut l'utiliser pour les nervures, les surfaces plates comme les gouvernails ou les fuselages ou, parfois, pour des liteaux sans trop de charge structurelle. -Le pin : étant donné sa résistance et sa flexibilité, on l'utilise surtout pour les longerons. Il est plus lourd que le balsa. - Le hêtre : c'est un bois très dur et lourd, de grain épais. On l'utilise pour les pièces requérant une grande résistance mécanique, comme les embases où sont ancrés les moteurs. - Le contreplaqué : c'est un matériau formé de fines couches de bois collées entre elles. Il est très résistant et possède de bonnes qualités mécaniques. On l'utilise surtout pour les cloisons, soumises à de grands efforts.

1) Les bois les plus utilisés sont le contreplaqué finlandais (voir photo) et le bois de balsa.

2) Une manière simple de confectionner des charnières, avec du fil et une aiguille.

Adhésifs
Presque tous les adhésifs conviennent pour travailler le bois; les plus utilisés sont la colle blanche, les colles cellulosiques (colle spéciale pour balsa) et, ces dernières années, le cyanoacrylate.

Principaux types de structures
En fait, on peut construire un nombre quasiment illimité de structures en bois. En observant un certain nombre de modèles, nous constatons toutefois que ces structures peuvent être regroupées dans quelques catégories seulement. Nous commencerons par les plus simples.
Les surfaces de queue (les gouvernails) sont généralement construites à partir de plaques en balsa d'épaisseur variable : quelque 3 mm pour des modèles moyens ou petits et quelque 5-6 mm pour les plus grands. On les confectionne en découpant les pièces et en ponçant les bords afin de les arrondir. Le bois sera coupé de façon à ce que la veine soit alignée par rapport a l'axe le plus long de la pièce, et cela, afin de tirer parti de sa résistance. Les pièces confectionnées de cette façon sont résistantes mais assez lourdes. On y pratique parfois des perforations pour les alléger. On préfère parfois renoncer à cette méthode, lorsque le poids de la pièce - même si l'on utilise du balsa- risque d'être excessif. On utilise alors des structures de type "treillis" au moyen de liteaux en balsa, on construit le profil de la pièce, traversée à l'intérieur par des diagonales ou des traverses, ce qui lui procure une certaine rigidité. Les pièces construites de cette façon sont extrêmement légères mais, au delà d'un certain format (15-20 cm), elles sont peu rigides. On pallie cet inconvénient par le matériau de revêtement utilisé (du papier, de la soie ou un revêtement Thermoadhésif). La différence de rigidité, avant et après les avoir recouvertes comme il se doit, est tout à fait surprenante. En ce qui concerne les grandes pièces, on plaque le treillis avec du balsa de faible épaisseur (l ou 1,5 mm).

Nervures d'une aile réalisées avec un gabarit. On utilise habituellement du bois de balsa d'environ deux millimètres d'épaisseur.

Les ailes : un peu de théorie
On recourt en la matière à la construction classique et cela pour économiser du poids. De plus, aux yeux des modélistes endurcis, rien n'est comparable à des ailes dont la structure est en bois et dont les pièces sont visibles sous le revêtement.
Les ailes sont soumises à un effort bien supérieur qu'il n'y paraît, notamment parce que le poids du fuselage est concentré sur une petite zone centrale : le "bras de levier" est considérable. N'oublions pas que le poids du fuselage peut augmenter de six à huit fois lors de manoeuvres acrobatiques, par exemple un looping. Les ailes doivent être très résistantes à la flexion, pour résister au poids du modèle, et à la torsion, pour maintenir de bonnes qualités de vol. De plus, en raison de cet effet "levier", l'effort fourni par les ailes est plus important quand les ailes sont plus longues et plus accusé, près du fuselage. Pour des raisons pratiques de construction, plus les ailes sont minces, plus il est difficile de les rendre suffisamment résistantes.

Structure en forme de treillis. Les lattes diagonales augmentent la résistance à la torsion.

Structures '' ouvertes ''
Les ailes les plus simples sont celles dont la structure est "ouverte" : avec une série de nervures en bois -généralement de balsa- de 2-3 mm, où l'on encastre les liteaux en bois sur toute la longueur de l'aile. Plus la quantité de liteaux et leur épaisseur est grande, plus élevée est la résistance de l'aile; la résistance des liteaux en pin est supérieure à celle des liteaux en balsa. Les nervures remplissent une double fonction : d'une part, elles font partie de la structure et, d'autre part, elles sont chargées de donner la forme aérodynamique adéquate au revêtement de l'aile. Plus les nervures seront proches l'une de l'autre, plus résistante sera l'aile et plus la surface alaire sera exacte et aérodynamique.

Résistance à la flexion et à la torsion
L'aile doit être résistante à la flexion afin de pouvoir supporter le poids du modèle. De plus, elle doit être rigide sur l'axe longitudinal (à la torsion), et cela, pour différentes raisons : tout d'abord pour éviter qu'a certaines vitesses, elle n'entre en résonance ("flutter"), ce qui la détruirait en quelques secondes et, ensuite, pour des raisons aérodynamiques, étant donné que la sustentation (effet qui maintient un avion dans les airs) dépend en grande mesure de l'angle que forme l'aile avec l'air : plus l'angle est grand, plus la sustentation l'est également. L'air ne doit pas pouvoir déformer l'aile en lui enlevant son incidence et donc son pouvoir de sustentation. Il est facile d'obtenir une aile rigide et résistante; le plus difficile est de faire en sorte qu'en plus, elle soit légère : le truc qui consiste à placer des longerons très épais à ses limites. Ceux qui ont des connaissances en ingénierie savent qu'il faut disposer les éléments de l'aile de façon à ce qu'ils travaillent conjointement.

1) Embase de moteur en contreplaqué. Sa résistance aux vibrations et à l'huile est évidente.

2) Fuselage type caisson. Le stylo à bille indique un renfort intérieur en contreplaqué peu épais.

Comment rendre une aile plus rigide ?
Selon un principe d'ingénierie, les éléments les plus éloignés du centre de la structure sont plus efficaces, surtout s'ils sont disposés en structure fermée. Un vulgaire tube en carton constitue l'exemple le plus classique de ce qui précède : il est facile de plier et de tordre un bristol; cependant, si elle présente une forme de tube, cette même feuille résistera à des efforts bien supérieurs; si, de plus, nous encollons le carton avant d'en faire un tube, il fournira, quand l'adhésif sera sec, une résistance inhabituelle aux torsions et aux flexions. Suivant cette philosophie, nous devrons augmenter les renforts de notre aile à structure "ouverte'.
Le revêtement de l'aile constitue le renfort le plus évident. Les revêtements qui adhèrent à toutes les surfaces en bois sont ceux qui offrent la résistance la plus élevée du papier ou de la soie vernis, ou encore des thermoadhésifs. La différence de résistance découlant du recours à ces renforts est remarquable. Parfois, on plaque l'aile, dans sa totalité ou en partie (celle du centre), avec du balsa fin.

Poutres et tubes en '' D ''
Une autre façon d'augmenter la résistance est d'unir certains éléments de l'aile. Le procédé le plus simple consiste à confectionner une "poutre"; la plus évidente sera réalisée en unissant avec du bois, les longerons centraux de l'aile; il convient d'utiliser des morceaux de bois de balsa dont la veine est dirigée d'un longeron à un autre. Si cette union se fait des deux côtes des longerons, la résistance en sera beaucoup plus élevée.
L'autre façon de confectionner une "poutre" est un peu plus complexe mais celle-ci sera bien plus résistante. Elle consiste à plaquer la partie avant de l'aile avec du balsa d'environ 2 mm, du côté supérieur et inférieur, jusqu'aux longerons centraux. De plus, on ''fermera" la structure en unissant les longerons supérieur et inférieur avec du balsa. La structure fermée qui en résultera sera extrêmement résistante aux flexions et aux torsions.

1) Aile en structure "ouverte" (sans placages). Observez les renforts sur les nervures ("Cap-Strips").

2) Renforts triangulaires sur le bord de fuite d'une aile.

Fuselages
On peut fabriquer les fuselages de différentes manières, mais on procède le plus fréquemment comme décrit précédemment. En règle générale, la résistance d'un fuselage est proportionnelle à son diamètre : les plus larges sont beaucoup plus résistants. Cependant, la résistance aérodynamique augmente aussi avec le diamètre. Il faut donc parvenir à un compromis : une section suffisante pour pouvoir y loger la radio et, le cas échéant, le moteur et les batteries. Pour diverses raisons, les fuselages doivent être renforcés depuis l'extrémité avant jusqu'au bord de fuite de l'aile ou un peu plus loin et au point d'appui des stabilisateurs (gouvernails). Ces renforts sont habituellement réalisés avec des pièces de balsa supplémentaires ou avec du contreplaqué de faible épaisseur (moins d'1 mm si possible), collés à l'intérieur des flancs.

Fuselages en '' caisson ''
La majeure partie des fuselages sont de type "caisson" : des flancs construits avec des plaques de bois (en général du balsa avec les renforts indiqués), unis par le haut et par le bas par du balsa avec la veine en travers, pour augmenter la résistance. On place des cloisons à l'intérieur pour donner sa forme au fuselage. Le nez du modèle est généralement renforcé par du contreplaqué et, sur les planeurs, on place un bloc de bois dur. On place des renforts supplémentaires sur les appuis du train d'atterrissage, qui supporte de grands efforts. Parfois, on en dissimule l'aspect "carré" : on installe des renforts triangulaires dans les coins du ''caisson" dans la partie intérieure et ensuite, on les ponce pour les arrondir.