La construction d`une montgolfière

La construction d'une montgolfière
Arnaud Deramecourt, [email protected]
Montgolfière France Records
Nombreux sont ceux qui se demandent comment et pourquoi on construit
un ballon à air chaud. Voici en quelques lignes une esquisse de réponse
pour les éclairer.
Deux définitions préliminaires :
•
construire : Assembler les différentes parties d'une machine, d'un appareil, etc.
•
amateur : (latin amator) 1. Personne qui pratique un sport, qui s'adonne à un art, etc.,
pour son agrément, sans en faire profession. 2. Personne qui a du goût, une attirance
particulière pour qqch.
Galerie de ballons amateurs _________________________________ 3
Pourquoi construire ?______________________________________ 4
Quelles sont les qualités du constructeur ? _____________________ 4
Mûrir le projet____________________________________________ 5
Choisir le profil du ballon __________________________________ 5
Sélectionner les fournisseurs et acheter les matériaux ____________ 6
Réaliser le calcul des patrons ________________________________ 6
Découper le tissu __________________________________________ 7
Coudre l'enveloppe ________________________________________ 7
Assembler la nacelle (ou acheter d'occasion) ___________________ 8
Construire un brûleur (ou acheter d'occasion)__________________ 9
Faire construire ou acheter des bouteilles______________________ 9
Réaliser les démarches administratives _______________________ 10
Effectuer les tests en vol ___________________________________ 10
Obtenir le certificat de Navigabilité __________________________ 11
Forum aux questions _____________________________________ 11
Stage de construction amateur______________________________ 13
Pour plus d'informations __________________________________ 13
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Galerie de ballons amateurs
Une petite galerie des ballons produits dans les salons des amateurs depuis 1996…
Votre projet ?
Ces ballons cubent de 1 500 à 3 000m3 et sont constitués de 8 à 20 fuseaux. Les décorations sont
de plus en plus sophistiquées.
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Pourquoi construire ?
Nous sommes tous guidés par des raisons différentes dans nos actions, alors je vais passer en
revue quelques motivations que je rencontre chez les constructeurs amateurs :
•
Economiser de l'argent. Il est certain que payer une enveloppe neuve de 3 000 m3 4900
euros (32kF) au lieu de 23 000 euros (151kF) est assez motivant.
•
Etre indépendant : le constructeur est agréé pour toutes les réparations de son ballon.
C'est lui qui en fait l'entretien (et ce quelque soit le niveau de l'entretien).
•
Connaître parfaitement son aéronef. Il est de notoriété que les constructeurs amateurs
sont très attentifs à leur machine, et qu'ils la connaissent dans les détails.
•
Ressentir le plaisir de voler sur une création personnelle. En effet, il est toujours
gratifiant intellectuellement de construire des objets, et surtout des objets qui volent (et
avec lesquels on vole !). Sauf bien entendu pour les esprits chagrins qui méprisent toute
activité manuelle.
•
Se faire plaisir.
Attention, la seule motivation d'économiser de l'argent ne me paraît pas suffisante.
Note : les ballons construits en amateur ne peuvent pas servir à but lucratif. En revanche, vous
pouvez organiser des vols de découverte avec un tel ballon au sein d'une association loi 1901
sans problème.
Quelles sont les qualités du constructeur ?
Quelques mots sur les compétences nécessaires pour construire un ballon. Un certain nombre de
personnes se demandent si elles sont capables d'effectuer une construction telle qu'un ballon.
Certes, un ballon gonflé c'est impressionnant et cela paraît énorme, mais lorsque l'enveloppe est
dans le sac, on trouve ça beaucoup plus petit.
Ceci dit, la construction nécessite tout de même un certain nombre d'heures de travail, compris
entre 100 et 200, selon votre rapidité et votre habileté. Il n'est pas nécessaire d'être une parfaite
couturière pour coudre un ballon (mais après avoir cousu un kilomètre de tissu, vous le serez
devenu !). Les qualités requises pour construire sont :
•
aimer bricoler
•
avoir un peu de temps
•
avoir un certain sens de l'organisation
100 à 200 heures prennent facilement place sur 6 mois. Ne croyez pas certains vendeurs de
ballons qui parlent de "5 ans minimum, avec de lourdes contraintes". L'intérêt des vendeurs est
que vous ne construisiez pas ! Il est manifeste que certains vendeurs de ballons n'ont pas compris
qu'il y avait de la place pour tout le monde, et pas seulement pour eux.
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Mûrir le projet
Il est difficile de se lancer dans une construction suite à un coup de tête, en quelques heures. Se
lancer dans un projet de construction nécessite une certaine maturité du projet. Au début, on s'y
intéresse, puis on va voir à quoi ressemble le ballon d'untel. Convaincu en discutant avec d'autres
constructeurs amateurs que ce n'est pas compliqué, que la nouvelle enveloppe est à portée de
main, on assiste à la construction d'un autre ballon : la découpe n'a pas l'air bien compliquée et la
couture s'apprend vite.
L'idée fait son chemin alors que vous
commencerez déjà à vous surprendre en train
d'échafauder des hypothèses sur le
fournisseur du tissu, la forme du ballon, le
volume ...
Cette phase de "mûrissement" peut prendre
de deux mois à cinq ans. Le principal est
qu'elle se déroule et que vous vous sentiez
prêt à vous lancer dans la construction un
jour.
Choisir le profil du ballon
Le ballon sera-t-il plat au sommet ou pointu ?
Quel en sera l'usage et le volume ? Combien
de fuseaux ? Galbé ou plat ? Autant de
questions existentielles auxquelles vous
trouverez réponse petit à petit lors du
processus
de
maturation
exposé
précédemment.
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Sélectionner les fournisseurs et acheter les matériaux
C'est l'une des étapes les plus importantes. Si pour les sangles, les câbles, le fil à coudre ... c'est
assez facile, pour le tissu le choix est un peu plus dur : il faut choisir un produit de qualité à un
prix intéressant. La phase de recherche peut durer assez longtemps. Se grouper pour faire des test
sur les produits et faire baisser les prix est nécessaire dans cette optique. Si d'autres amateurs
sont en train de lancer une commande, profitez en pour acheter avec eux, sinon il vous faudra
lancer une commande indépendante.
Réaliser le calcul des patrons
Une fois le tissu en main (ainsi vous en connaissez la largeur exacte), vous pouvez réaliser le
dessin et la préparation des patrons pour la découpe. Les patrons se font : soit d'après un logiciel
de calcul de patrons, soit d'après un tableau Excel assez simple. Vous pouvez aussi récupérer la
taille des panneaux d'un ballon existant pour en faire une copie conforme.
Selon le type de découpe choisi, soit les patrons sont réalisés dans du papier kraft (découpe
manuelle), soit ils sont mis sur disquette pour la machine (découpe automatique).
En général, c'est une activité stressante, car on n'a guère envie de se tromper, et il arrive parfois
de se réveiller en plein nuit en se disant : "mais est-ce que j'ai bien intégré la marge de couture ?
Et l'ourlet du haut ?"
Lors de mon premier ballon j'avais effectué une maquette de 2m3 avec mon programme de
calcul de patrons. Le mini ballon faisait 24 fuseaux et 11 panneaux par fuseau, soit 264 panneaux
au total et j'avais passé 50 heures à le réaliser. Avec un certain soulagement, j'ai pu constater
qu'il avait bon aspect (mais cette vérification m'a demandé beaucoup de temps !). Ensuite le
ballon en taille réelle a montré un petit défaut (les panneaux ont un peu l'aspect "plat").
Pour la construction de mon deuxième ballon de taille réelle, j'ai modifié légèrement le procédé
de calcul des panneaux et le résultat est impeccable.
tracé automatique des panneaux par logiciel
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Découper le tissu
Découpe manuelle
Découpe à la machine.
Ça ne veut pas dire qu'il ne faut rien faire !
Première grosse étape de la fabrication, qui compte pour une cinquantaine d'heures. Un conseil :
faites ça entre copains en un week-end. Ce sera fait et il n'y aura plus à en parler ensuite ! L'idéal
pour une découpe efficace et rapide est de constituer deux équipes de trois personnes et d'alterner
toutes les heures. Le travail avance alors vite et bien : c'est un vrai plaisir.
Le tissu découpé, il faudra ranger les panneaux dans des sacs selon leur position sur le ballon.
Cette phase de rangement est primordiale pour gagner du temps lors de la couture.
Il est aussi possible de confier la découpe du ballon à une société spécialisée dans la découpe de
voiles...
Coudre l'enveloppe
Bienvenue dans le monde des couturières.
C'est parti pour 50 à 150 heures de couture
selon votre habileté, votre rapidité, et du
nombre de panneaux à assembler. Un
1600m3 12 fuseaux avec un tissu en 1m60 de
large demandera moins de temps qu'un
3000m3 24 fuseaux avec un tissu en 1m10 !
Pour cette phase, il est primordial de se faire
aider pour apprendre à coudre avec un guide
de couture. La prise en main en sera de
beaucoup facilitée. Ensuite, votre rendement
dépendra en grande partie du bon réglage de
la machine. Il est donc essentiel de consacrer
quelques heures à régler la machine dès le
début pour gagner du temps ensuite. Selon
les problèmes rencontrés par la suite, le gain
peut aller jusqu'à plusieurs dizaines d'heures.
Couture de l'enveloppe,
on se sent seul parfois !
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Assembler la nacelle (ou acheter d'occasion)
Si vous n'avez pas de nacelle, ou si vous souhaitez renouveler une nacelle, c'est possible. Il vous
faudra cependant travailler l'osier, le rotin, le bois ou, pour les nacelles expérimentales, le tissu,
l'aluminium, les composites ...
Clichés de S. Rolland.
Nacelle tubulaire alu, contreplaqué,
vue ici sans entoilage.
Une nacelle traditionnelle vous demandera de 100 à 250 heures de travail et environ 700 à 1000
euros de matières (taille 120x140cm).
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Construire un brûleur (ou acheter d'occasion)
La construction d'un brûleur est délicate et
requiert
certaines
connaissances
et
compétences que nous ne possédons pas tous.
La solution la plus simple est d'acquérir un
brûleur d'occasion (il s'en trouve à prix
acceptable).
Pour le puriste, ou le "technicien" qui veut tout
construire de ses mains, il est néanmoins
possible de fabriquer le brûleur. Ce sera
cependant
un
certain
investissement
supplémentaire.
Cliché par Philippe Lusley,
constructeur de ce brûleur
Faire construire ou acheter des bouteilles
L'achat d'occasion de bouteilles est la solution
appliquée par défaut par les constructeurs
amateurs. Cependant, si vous voulez faire
construire des bouteilles Inox à un prix
intéressant, c'est possible. Une étude est en
cours actuellement.
Étude de P Lusley pour la fabrication de
cylindres.
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Réaliser les démarches administratives
L'ensemble des démarches administratives est assez
simple. Lors de la construction, vous déposez un dossier
de demande de CNRA : description du ballon, des
matériaux, du calcul des forces, des conditions de
construction. La procédure est simplifiée si vous
construisez selon une liasse de plans. Ensuite, une fois le
ballon terminé, le ballon est "inspecté" par le GSAC (exVéritas). La visite prend une heure environ. C'est à ce
moment que l'inspecteur du GSAC vous posera toutes les
questions supplémentaires qu'il jugera nécessaires.
L'expert GSAC émet un avis, transmis à la DGAC, qui
délivre alors une autorisation temporaire pour l'exécution
des vols d'essai.
Toutes ces démarches consomment une quinzaine
d'heures.
Effectuer les tests en vol
Le grand jour est venu. Autorisation de réaliser les vols d'essais en main, vous pouvez enfin
essayer le ballon. La trame des vols d'essai comporte 5 heures de vol et 15 atterrissages, ce qui
est vite réalisé (libre à vous de prolonger ce programme s'il vous paraît incomplet).
Pour effectuer les vols d'essai, vous devez avoir assuré le ballon. Les premiers vols sont un peu
particuliers. Est-ce que ce ballon va bien tenir la route ? Comment va-t-il se comporter en vol ?
Voler sur un ballon tout neuf est un peu particulier. Durant les premiers essais de mon ballon, ce
dernier était tellement étanche par rapport à mon vieux ballon précédent que je devais piloter à la
fin du vol avec le parachute légèrement ouvert, sinon je n'arrivais pas à descendre !
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Obtenir le certificat de Navigabilité
Une fois les vols d'essai terminés, il ne reste
qu'à compléter et retourner la fiche de tests
en vol à la DGAC, qui délivrera alors peu de
temps après le laissez-passer, puis le CNRA
quelques jours plus tard. Le CNRA est
valable 3 ans (avant revente, sinon il passe à
un an).
Ensuite, à vous de voler et d'épuiser la ballon
jusqu'à une nouvelle construction !
Forum aux questions
Idées reçues, ouï-dire, rumeurs ... les réponses à quelques questions sur le sujet.
Avec un ballon en construction amateur, il est impossible de participer à des meetings.
FAUX . Tout aéronef construit en amateur (ballon, avion ou autre) possède un CDN particulier
(le "CNRA" : CDN Restreint d'Aéronef) qui vous permet de voler en meeting comme tout autre
pilote. Les portes des meetings ne vous sont absolument pas fermées.
Avec un ballon en construction amateur, il est impossible d'emporter des passagers
payants.
FAUX. Il est uniquement interdit d'exploiter un aéronef volant en CNRA à titre lucratif. En
revanche, rien ne s'oppose à l'utilisation au sein d'une association loi 1901 (dont le but est
clairement non lucratif) pour réaliser des vols de découverte.
Les ballons de construction amateur sont lourds et pénibles à manipuler.
FAUX. Comme il vous est possible de choisir le tissu que vous voulez pour la construction du
ballon, vous pouvez opter pour un tissu léger, moyen ou lourd. Ce qui aura un impact sur le
poids de l'enveloppe. Aux États-Unis, il est courant d'utiliser un tissu très léger (environ
40g/m2), qui peut durer moins longtemps (250h) mais qui permettra d'avoir une enveloppe
légère. Si vous optez pour les tissus utilisés par les fabricants de ballon, le poids de l'enveloppe
sera comparable à celui d'une enveloppe de fabricant. Enfin, si pour des raisons économiques,
vous construisez avec un tissu bon marché et assez solide, cela aboutira à un ballon un peu plus
lourd.
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C'est compliqué de construire un ballon.
FAUX. Il suffit d'avoir un minimum d'organisation et d'aimer se servir de ses mains. Oui, la
fabrication d'un ballon nécessite la mise en œuvre d'un nombre important de tâches, mais cellesci sont simples. En se conformant à une certaine organisation et à certaines règles, la
construction est un vrai plaisir.
Les ballons de construction amateur ne sont pas sûrs.
FAUX. Il est vrai qu'un ballon mal fabriqué, fait de bric et de broc, avec des matériaux non
adaptés pourra être dangereux mais si vous suivez une démarche de construction sérieuse (ce que
vous ferez inévitablement si vous construisez dans l'optique de voler), votre ballon sera aussi sûr
que celui d'un professionnel. Et par la suite, c'est avec l'œil d'un vrai connaisseur que vous
l'inspecterez et l'entretiendrez. Un gage de sécurité important !
Les contraintes d'un ballon en construction amateur sont fortes.
FAUX. Mis à part les contraintes administratives liées à un dossier CNRA (qui sont peu
importantes), les contraintes sont mêmes plutôt moins fortes que pour un ballon de fabriquant :
visite GSAC tous les trois ans, vous êtes agréé pour toutes les étapes d'entretien du ballon. Le
prix de l'assurance est le même que pour un ballon sous CDN.
Construire un ballon, ça prend des années.
FAUX. Pour la majorité des ballons construits au cours des six dernières années en France par
des amateurs, environ trois à cinq mois se sont écoulés entre la découpe du tissu et la fin de
la couture de l'enveloppe. Ensuite c'est le processus d'homologation qui peut prendre de deux à
trois mois. D'ailleurs, les fabricants (qui n'ont pas le processus d'homologation à repasser pour
chaque ballon construit) construisent les ballons en quelques semaines.
La construction amateur fait concurrence aux fabricants de ballons.
VRAI et FAUX. Certes, un ballon que je construis et avec lequel je vole, c'est un ballon qui n'a
pas été construit par un fabricant. Mais l'aurait-il été si je n'avais pas construit ? Est-ce que
j'aurais acheté un ballon à un fabriquant ? Je ne pense pas. Peut-être un ballon d'occasion au
potentiel déjà entamé. Plusieurs des constructeurs amateur font ce choix pour des raisons
économiques. Il est intéressant de noter que plusieurs personnes sont venues au ballon car elles
pouvaient construire. Chacun a sa place, que ce soit à la Fédération comme sur les terrains
d'envol, j'espère que tout le monde aura l'intelligence de le comprendre.
Vous voulez plus d'informations sur la construction amateur ?
Les ballons "construction amateur" participent fréquemment à des meetings. Vous pourrez ainsi
juger sur pièce. Vous pouvez aussi choisir de participer au stage annuel de construction amateur.
Enfin, le bulletin de construction amateur représente une riche source d'information.
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Stage de construction amateur
Un stage construction amateur est organisé tous les ans, dans des localisations tournantes (2001 :
Nantes, 2002 : Metz, 2003 : Toulouse), ceci afin de permettre une diffusion nationale.
Le prochain stage de construction amateur se déroulera les 3 et 4 avril 2004 (le week-end
prochain !) dans la région centre. N'hésitez pas à vous inscrire. Ce stage est ouvert à tous et est
très accessible.
Pour plus d'informations
L'association Montgolfière France Records a "relancé" le mouvement en 1997 en éditant le seul
bulletin au Monde qui parle de construction amateur d'Aérostats. Parution trimestrielle (20
euros/an).
MFR, 40, route de Labège, 31 450 Baziège, http://aerostation.free.fr/mfr
Tél. 05.61.81.04.57 / 06.70.87.60.24
Articles du bulletin de la construction amateur
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CAAF#03
CAAF#04
CAAF#05
CAAF#06
CAAF#07
CAAF#08
Éditorial de présentation. Les constituants d'une enveloppe de montgolfière. Quel volume choisir
pour un ballon ? Présentation de l'atmosphère ARDC. Que valent les unités souvent rencontrées
dans le monde industriel : unités anglaises, unités métriques, équivalences, ... La surface en
fonction du volume. Comment choisir un tissu ? Une première liste de fournisseurs de tissus.
20p
La machine à coudre. Groupons nos achats. Quel découpe choisir pour les panneaux ? Quels
profils choisir pour un ballon, comment calculer ses fuseaux ? Compte-rendu de construction
(découpe). Liste des abonnés au 1er mars 98. Quelques projets en cours. Le tissu DIM Spi52C.
Les fournisseurs de tissus. Un résumé des formalités à accomplir tout au long de la construction
d'un ballon. Un fournisseur de sangles.
20p
La couture (suite). Un fournisseur de tissu très intéressant. La porosité des tissus.
Dimensionnement des éléments essentiels. Sangles : à l'intérieur ou à l'extérieur ? Mieux que le
Nylon ? Compte-rendu de construction (couture). Mise à jour de la liste des abonnés. Quelques
projets en cours. Le point sur le processus CNRA. Marques d'immatriculation et plaque
d'identité.
20p
Le vieillissement du Nylon aux UV. Récupérer des pièces sur un vieux ballon. Compte-rendu de
construction du ballon Hennetier. Les fils à coudre. Les constituants d'un brûleur. Un portrait de
David Barker, qui a construit six brûleurs. Compte-rendu de construction du ballon Deramecourt.
Les outils nécessaires à la fabrication d'une enveloppe. Mise à jour de la liste des abonnés. Les
caractéristiques du fil à coudre. Quel est le volume d'un ballon ?
20p
La découpe des panneaux d'un ballon de A à Z. Photo du ballon de Sébastien Rolland (3000 m3).
Article sur la mini-montgolfière RC d'A. Fussel. Construction du brûleur "VULCAIN". Courrier
des lecteurs.
18p
Le calcul des câbles de liaison enveloppe-cadre de charge. Fabrication d'une Nacelle
Traditionnelle. Le vieillissement de tissu aux UV (2). Doit on faire confiance aux fournisseurs ?
La couture des sangles. Construction de nacelle, précision.
20p
Les différents réglages de la machine à coudre ½. Fabrication d'un rebord de nacelle. Du Nomex
déclassé. Fabriquer un brûleur. Quelques projets en cours.
22p
Les différents réglages de la machine à coudre 2/2. Aperçu du rebord de nacelle. Le régulateur
d'une veilleuse en phase liquide. Construction du brûleur "VULCAIN" - suite. Quelques projets
en cours. Le premier ballon. Le formulaire de dépôt de CNRA. La confection de manchons de
20p
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protection pour la connexion nacelle-enveloppe
Les ballons de la classe "ULM". Questions à M Bezeau, du GSAC : la reconstruction. Rapport
de construction du ballon Deramecourt D20/3000P no1 "F-PKAS". Gamme de travail :
l'assemblage d'un ballon. La première montgolfière de construction amateur ?. Faire sous-traiter
la découpe, c'est possible. Fabriquer ses câbles, c'est possible !. Quelques projets en cours.
20p
Documents d'aide pour la réalisation d'un ballon. La reconstruction : suite. Le réseau de sangles
du parachute. L'ajout d'une cordelette antiretournement. La fixation de l'anneau de couronne. Le
profil et la construction du parachute. La fabrication d'un scoop. Fabrication d'une Nacelle
Traditionnelle. Quelques projets en cours. Les Normes. La norme NF G 07 001.
22p
Les ballons Boland. Le positionnement des sangles horizontales. Construction et revente. Un
ballon coréen. Un système de dégonflage rapide : le RDS de Sky Balloons. Libres propos. Le
calcul des forces dans une enveloppe. Compte-rendu de découpe du ballon de Philippe Lulsey.
Quelques projets en cours. Courrier des lecteurs.
20p
Construction de bouteilles - Appel d'offre. Nouvelles coordonnées. La porosité des tissus. La
Norme NF G 07-154. Présentation des ballons de la société Aérophile SA. La fixation des
cordelettes de traction. La qualité de la couture. La fabrication d'un scoop - suite. Un largueur
avec des restes de construction. Les décalages de couture. Un système de dégonflage rapide : le
"trivent" de Thunder & Colt. Un logiciel d'aide à la conception de ballons. Quelques projets en
cours.
22p
CAAF#13+1
4
Numéro double spécial nacelles. Compte-rendu de construction d'une nacelle traditionnelle.
Construction d'une nacelle innovante. Présentation de la vannerie de rotin et d'osier. Les points
de tressage d'une nacelle. Meeting et stage de construction amateur. Les nœuds dans la
construction d'un ballon. Quelques projets en cours.
42p
CAAF#15
Les nouveautés du logiciel d'aide au calcul d'un ballon. Les banderoles. La différence de
démarche des constructeurs amateurs en France et aux USA. Le calcul du volume d'un ballon.
Un 1600 prêt à construire. Le stage de constructeur amateur de 2001. Le stage de constructeur
amateur de 2002. Astuce. La procédure d'homologation simplifiée. Courrier des lecteurs.
Construction de nacelle - compléments.
22p
La température du ballon. Le contrôle de la température. Astuces. Un système de dégonflement.
L'évolution du profil des ballons. Les brûleurs de David Barker. Parachute : position des Velcros,
calcul des cordelettes de centrage. Un cylindre de transport ? Ballons "ultra-légers" : une réponse
de Cameron à la construction amateur. Quelques projets en cours.
20p
Les ventaux de rotation. Réglementation radio, LSA, puissance. Un 2200 prêt à construire.
Comportement des ballons en descente froide. Courrier des lecteurs. Ils construisent.
20p
Les dangers du bruit du brûleur. Compte-rendu de construction de F-PCSB. La construction
d'une nacelle pliante. Conseils pour le tressage d'une nacelle en osier. Stage construction amateur
2002. Stage construction amateur 2003. Ils construisent.
20p
Un ventilateur original. Les facteurs de réserve. Compte-rendu de construction de F-PCSB,
nacelle pliante suite. Des réalisations d'outre-Atlantique. Réparation d'une nacelle. Courrier des
lecteurs. Un cloud-hopper motorisé. Reconstruction. Quelques projets en cours
20p
La construction amateur GAZ. Les constituants d'un ballon à gaz. Peut-on se passer de poulies
dans une montgolfière ? Des ULMs classe V. Voyager avec un ballon CNRA. Réaliser un rack
de transpondeur. Jean-Claude Talut, constructeur amateur. Quelques points à vérifier en cas de
problème de machine à coudre. Quelques projets en cours. Courrier des lecteurs.
20p
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