Les Ancêtres
L'œUVRE DU COLONEL RENARD
Une légende qui s'est accréditée pendant toute la vie du colonel Charles Renard, et qui a probablement cours après sa mort, est la suivante :
« Le colonel Renard est un partisan absolu du plus léger que l'air et un ennemi systématique du plus lourd que l'air : il ne veut pas entendre parler d'aviation. »
Cette légende vient sans doute de ce que tout le monde a pu voir le savant officier présider à la construction de ballons libres ou captifs, organiser, grâce à ces engins, le service de l'Aérostation Militaire, construire et manœuvrer le premier aérostat véritablement dirigeable, et consacrer à l'aérostation la plus grande partie des ressources en matériel et en personnel dont il pouvait disposer. S'il a agi de la sorte, c'est uniquement qu'au cours de sa carrière aéronautique officielle 1875-1905) la navigation aérienne lui a paru, et avec raison, susceptible d'une solution plus rapide par l'aérostation que par l'aviation. Le poids des moteurs était trop élevé, jusqu'à ces dernières années, pour permettre raisonnablement d'essayer d'enlever des aéroplanes, tandis qu'on pouvait avec un certain succès les appliquer à imprimer à des aérostats allongés une vitesse suffisante. En faisant principalement de l'aérostation, le colonel Charles Renard n'obéissait donc pas à un parti pris systématique, il faisait, comme il le disait lui-même, de l'opportunisme, c'est-à-dire qu'il travaillait principalement en vue d'obtenir plus promptement des résultats utiles.
Mais il ne négligeait pas pour cela l'aviation, dont il avait prévu tout l'intérêt. Ses premières recherches aéronautiques, alors qu'il était simple lieutenant du génie à Arras, avaient porté sur des appareils plus lourds que l'air. Il n'a jamais cessé de s'en occuper et je me rappelle que, lorsqu'en 1879 je devins son collaborateur, il me disait :
« Nous allons travailler à faire un ballon dirigeable; aux yeux de tout le monde cela passe pour une utopie, mais j'ai la conviction de réussir d'ici à quelques années. Mais le dirigeable n'est pas pour moi le dernier mot de la navigation aérienne ; à mon avis, l'avenir est aux aéroplanes. Garde-toi seulement d'en parler : on te prendrait pour un fou. »
Tel était, en effet, l'état d'esprit général il y a une trentaine d'années.
Quoi qu'il en soit, le colonel Charles Renard ne cessa de s'intéresser aux questions d'aviation. Il fit de nombreuses études atmosphériques et des expériences plus nombreuses encore sur la résistance de l'air. Nul mieux que lui n'en connaissait les lois et n'en possédait les secrets. Chaque année, au cours de ce qu'on appelait la période d'instruction, pendant laquelle des officiers de différentes armes venaient apprendre à Chalais les principes de l'aéronautique et s'initier à ses applications militaires, il clôturait son cours par une conférence sur l'aviation dans laquelle il ouvrait des aperçus nouveaux sur ce qui semblait alors appartenir au rêve plus qu'à la réalité. Plusieurs de ses auditeurs d'occasion sortirent de là convaincus de l'avenir réservé au plus lourd que l'air, et quelques-uns apportèrent, par leurs études, leur contribution aux progrès de cette branche de l'aéronautique. D'ailleurs, et c'est par là que nous finirons, quelques mois avant sa mort, au moment où il posait sa candidature à l'Académie des Sciences, il écrivait, dans la notice que chaque candidat doit consacrer à exposer ses titres scientifiques, la phrase suivante :
« J'étais partisan de l'aviation et du plus lourd que l'air dès ma sortie de l'École Polytechnique, et je me rappelle que j'avais même à ce moment le plus profond mépris pour les ballons. On vient de voir, cependant, que la plus grande partie de ma carrière a été employée à les étudier et à les perfectionner. »
Ceux qui voyaient dans le colonel Renard un ennemi systématique de l'aviation étaient donc dans la plus complète erreur.
L'éminent commissaire général des Expositions de l'Automobile et de l'Aéronautique, M. Gustave Rives, a jugé, qu'au moment où l'aviation triomphe définitivement des difficultés qui se sont jusqu'ici opposées à sa réalisation pratique, s'il n'était pas donné au colonel Renard d'assister à cette révolution pacifique, il était juste de montrer au public, sous forme d'appareils d'expérience ou de modèles réduits, une preuve évidente que, loin d'être étranger aux questions d'aviation, le savant officier y avait consacré une partie de son temps et, par ses études et ses expériences, contribué aux progrès dont nous voyons aujourd'hui la réalisation.
Les objets exposés dans les salles de l'avenue d'Antin appartiennent au ministère de la guerre qui avait bien voulu les mettre à la disposition du commissaire général. Ils peuvent se partager en trois catégories :
- Appareils servant à des expériences de laboratoire,
- Appareils de démonstration servant à l'enseignement,
- Appareils d'aviation proprement dits.
I. - Objets ayant servi à des expériences de laboratoire.
Le public a pu voir des objets, de formes diverses, ayant en général 20 centimètres environ de dimension. C'étaient des sortes de cuillères en aluminium plus ou moins creuses, des disques circulaires, carrés, ou rectangulaires ; d'autres surfaces du même genre mais légèrement cintrées ; des cercles en métal garnis intérieurement d'un réseau de mailles de filet, des sphères en bois bien polies et bien vernies, des fuseaux de même matière, d'une forme analogue à celle d'un ballon dirigeable, avec des allongements variés. Tous ces appareils étaient munis d'une sorte de queue qui indiquait évidemment qu'on devait par là les fixer à quelque machine.
En effet, tous ces corps de formes diverses ont servi à des expériences comparatives sur la résistance de l'air au moyen de la balance dynamométrique inventée par le colonel. Cette balance n'avait pu être exposée, et c'était dommage, car il eut été intéressant pour le public de la voir fonctionner.
Nous ne pouvons en faire ici la description. Qu'il nous suffise de dire qu'elle se compose essentiellement d'une dynamo fixée à un plateau oscillant sur des couteaux comme un fléau de balance. Cette dynamo à axe horizontal commande, par un train d'engrenages, un bras, tournant dans un plan vertical et à l'extrémité duquel on place les objets dont on veut mesurer la résistance. Par raison de symétrie ces objets sont placés par paire à chacune des extrémités du bras tournant. Avant de lancer le courant, on équilibre le plateau oscillant et tout ce qu'il porte au moyen de poids placés dans un bassin suspendu à l'extrémité d'un levier relié au plateau ; une aiguille indique avec précision le moment où le plateau est bien horizontal. Lorsqu'on lance le courant, le moulinet tourne autour d'un axe horizontal, entraînant avec lui les objets dont on veut mesurer la résistance. Le mouvement va d'abord en s'accélérant, puis, en raison du freinage opposé par la résistance de l'air, la vitesse devient uniforme. Un tachymètre ou un compteur de tours permet de mesurer cette vitesse. Mais dès que le moulinet s'est mis à tourner, l'équilibre de la balance a été rompu en raison du couple de réaction tendant à entraîner la dynamo en sens inverse du mouvement produit. Une fois la vitesse uniforme, ce couple reste constant, et il est évidemment égal à celui qui résulte de la résistance de l'air ; c'est-à-dire égal au produit de la résistance opposée par l'air au mouvement des corps, multipliée par la distance de ces corps à l'arbre de rotation. Par des expériences préliminaires, on avait mesuré l'influence de la résistance du moulinet proprement dit de manière à pouvoir en tenir compte. La balance, et avec elle le plateau, la dynamo, et tout le mécanisme, penchent donc en sens inverse du mouvement de rotation et l'aiguille, primitivement verticale, indique une certaine inclinaison ; des butées limitent d'ailleurs ses mouvements.
Pour ramener l'aiguille au zéro on est obligé d'ajouter, dans le bassin, un certain poids. En multipliant ce poids additionnel par le bras du levier auquel il est suspendu, on obtient la valeur du moment nécessaire pour rétablir l'équilibre de la balance ; ce moment est rigoureusement égal à celui qui est dû à la résistance de l'air. On peut donc ainsi, connaissant le bras du levier du fléau de la balance et du moulinet et le poids additionnel, savoir quelle est la résistance opposée aux corps expérimentés. Comme, d'autre part, on mesure la vitesse, on peut savoir comment cette résistance varie avec la rapidité du mouvement.
La balance dynamométrique, d'un emploi très simple, permet de multiplier les expériences à volonté.
Grâce à cet appareil, le colonel Renard a obtenu les résultats suivants :
| Corps essayés | Résistance en prenant pour unité | |
|---|---|---|
| la résistance du plan mince Orthogonal | la résistance de la sphère. | |
| Plan mince orthogonal | 1.000 | 6.310 |
| Sphère | 0.1585 | 1.000 |
| Demi-sphère creuse (concavité avant) | 2.283 | 8.100 |
| (concavité arrière) | 0.392 | 2.470 |
| Cylindre transversal | 0.596 | 3.760 |
| Fuseau symétrique-allongement 2 | 0.073 | 0.463 |
| allongement 3 | 0.032 | 0.203 |
La mort a empêché le colonel Renard de terminer ses expériences, mais il a laissé à ses successeurs un instrument qui permettra d'élucider les questions relatives à la résistance des carènes aériennes. Les chiffres donnés par le colonel Renard sont, d'ailleurs, purement comparatifs, c'est-à-dire qu'ils donnent le rapport entre la résistance d'une carène de forme déterminée et celle du plan mince orthogonal de même section. Il ne considérait pas sa balance comme bonne à fournir des chiffres absolus, à cause de la perturbation causée par le mouvement circulaire. Mais comme on connaît par d'autres expériences la valeur très approchée de la résistance du plan mince d'une surface donnée, on pourra déduire, de cette valeur et des recherches effectuées à la balance dynamométrique, le chiffre absolu de la résistance des carènes de forme déterminée.
La même balance modifiée a servi au colonel Renard à faire des expériences sur les hélices. À cet effet, elle a été rendue mobile autour de deux axes horizontaux perpendiculaires entre eux ; ces deux mouvements d'oscillation sont indépendants l'un de l'autre. L'effort dans chaque sens est mesuré au moyen de poids placés dans des bassins différents ayant chacun leur bras de levier ; dans chacun de ces plans d'oscillation la balance double est donc mobile comme la balance simple et équipée complètement comme celle-ci.
L'un des axes d'oscillation de la balance est parallèle à l'axe de rotation de l'hélice ; cet axe correspond à celui qui existe seul dans la balance dynamométrique simple ; l'autre axe est perpendiculaire à l'axe de rotation de l'hélice essayée.
Lorsque, après avoir taré la balance, c'est-à-dire amené dans chacun des plans d'oscillation l'aiguille correspondant au zéro, on met l'hélice en mouvement, la balance s'incline dans les deux sens, et pour la ramener à la position horizontale il faut placer des poids convenables dans chacun des deux bassins.
Si l'on considère l'oscillation autour d'un axe parallèle à l'axe de rotation de l'hélice, le produit des poids, placés dans le bassin correspondant, par le bras de levier du fléau auquel il est suspendu donnera, comme avec la balance simple, la valeur du moment moteur. Si l'on compte les tours, on pourra savoir quel est le travail nécessaire pour faire mouvoir l'hélice à la vitesse donnée.
Autour de l'axe perpendiculaire à l'axe de rotation de l'hélice l'inclinaison sera, au contraire, produite par la poussée de celle-ci, poussée dirigée parallèlement à son axe de rotation. Le produit des poids placés dans le deuxième bassin pour rétablir l'équilibre par le bras de levier du fléau correspondant donnera un moment qui sera égal à celui de poussée de l'hélice par rapport à l'axe d'oscillation.
On aura donc ainsi le moyen de mesurer d'une part la poussée de l'hélice, d'autre part l'effort nécessaire pour mettre l'hélice en mouvement et le travail moteur à dépenser dans ce but ; ce sera donc le moyen d'apprécier la valeur de différentes hélices agissant au point fixe.
On pouvait voir exposés au Grand Palais un certain nombre de spécimens d'hélices ayant servi à ces essais.
Il est impossible de donner, en tous détails, les résultats obtenus au moyen de ces appareils ; disons seulement que le colonel Renard a constaté, conformément d'ailleurs à ses idées théoriques, que la qualité d'une hélice agissant au point fixe, ce qui est le cas pour les hélices sustentatrices, ne dépend pas beaucoup du nombre ou de la largeur des palettes, mais du pas de l'hélice, et il a trouvé que la meilleure était celle dont le pas est égal à 75 pour 100 du diamètre du cercle balayé. La valeur de la poussée pour des hélices semblables est proportionnelle au carré du nombre de tours par minute et à la quatrième puissance des dimensions linéaires. Le travail moteur est proportionnel au cube du nombre de tours, et à la cinquième puissance des dimensions linéaires.
II. - Appareils de démonstration servant à l'enseignement.
On pouvait voir aussi un certain nombre d'objets très délicatement construits, presque tous en rotin fendu et en baudruche ou en papier mince ayant des formes bizarres. Les uns ressemblaient à des ailes d'oiseaux, d'autres étaient de véritables petites hélices, d'autres avaient des formes de tronc de cône ou de pyramides. Tous ces appareils qui ne disaient rien au visiteur, étant ainsi exposés à l'état inerte, avaient pour but de démontrer par les faits les avantages de l'attaque oblique des surfaces frappées par un courant d'air. On sait que ce principe de l'attaque oblique est fondamental en aviation et que c'est en l'appliquant qu'on a pu parvenir à construire les aéroplanes que nous admirons aujourd'hui.
Nous ne pouvons décrire tous ces petits appareils. Pour donner une idée de leur usage nous citerons un seul exemple.
Un bouchon de liège est traversé, suivant son axe, par une petite tige de bois dépassant des deux côtés et pouvant être tenue à la main, de manière qu'on puisse le faire pivoter comme une petite toupie. Sur le pourtour du bouchon, en quatre points également espacés sont enfilées des tiges de bois inclinées à environ 30 centimètres par rapport à la perpendiculaire à l'axe du bouchon. Ces tiges ont environ 12 centimètres de longueur ; vers l'extrémité de chacune d'elles est collée une petite surface rectangulaire en papier d'environ 6 centimètres dans le sens parallèle à la tige et 12 millimètres seulement dans le sens perpendiculaire. On constitue ainsi un appareil qui ressemble à une hélice à quatre branches dont les bras sont inclinés et dont le pas est nul, car on a soin de fixer les petites surfaces de papier de telle sorte qu'elles ne présentent aucune inclinaison dans le sens de leur petit côté.
Si l'on saisit cet appareil par l'extrémité du petit axe qui traverse le bouchon de part en part, de manière que la partie extérieure de chacune des petites ailes soit plus élevée que le point où la tige de cette aile est plantée sur le bouchon, et si on lâche cet appareil, il descendra avec une certaine vitesse jusqu'au sol. En raison de la position relevée donnée aux petites ailes, le mouvement descendant sera stable, car le centre de gravité sera notablement plus bas que le centre de figure des surfaces résistantes.
Si on reprend le même appareil, et si on lui imprime au moyen des doigts un mouvement de rotation comme à une toupie, et qu'on l'abandonne ensuite à lui-même, il tombera comme la première fois, mais plus lentement ; nous verrons tout à l'heure pourquoi.
L'expérience est beaucoup plus saisissante si l'on dispose de deux petits appareils semblables, qu'on en prenne un dans chaque main, qu'on imprime un mouvement de rotation à un seul d'entre eux, et qu'on les laisse ensuite tomber simultanément. Celui qui tourne arrivera à terre beaucoup plus tard que l'autre.
À quoi tient cette différence ? C'est que pendant sa chute les ailes de l'appareil qui ne tournent pas sont frappées à peu près perpendiculairement par le courant d'air. Pour l'appareil qui tourne, au contraire, l'incidence des filets d'air est due à la fois au mouvement de chute et au mouvement de rotation horizontal des ailettes ; celles-ci sont donc rencontrées suivant une direction oblique par rapport à leur surface, d'autant plus oblique que le mouvement de rotation imprimé a été plus rapide. L'attaque oblique étant plus efficace que l'attaque perpendiculaire, il en résulte que l'appareil frappé obliquement est mieux soutenu pour une surface égale que celui qui agit perpendiculairement. C'est, on le voit, un moyen extrêmement simple et que tout le monde peut répéter, de prouver à tous les yeux, sans aucun raisonnement, l'efficacité de l'attaque oblique.
Les autres appareils exposés dans cette catégorie étaient conçus d'après des idées analogues et tendaient par d'autres moyens au même résultat.
III. - Appareils d'aviation proprement dits.
Le colonel Renard n'a pas eu le temps, avant sa mort, de réaliser d'appareils d'aviation susceptibles d'enlever un homme. Il n'est pas douteux que s'il vivait encore il aurait construit des aéroplanes ou des hélicoptères ou peut-être une combinaison des deux systèmes.
J'ai dit déjà que, contrairement à une légende admise, il s'était intéressé dès longtemps à ces questions ; on en avait la preuve matérielle dans un des appareils exposés au Grand Palais en décembre 1908. C'était un corps fusiforme, en cuivre mince, surmonté d'une tige verticale passant en son milieu. À cette tige étaient fixées, dans une direction perpendiculaire à l'axe de l'appareil, 10 surfaces planes horizontales superposées, de grande envergure. Cet appareil avait été construit à Arras en 1873, alors que l'éminent officier était simple lieutenant. Il l'avait appelé parachute dirigeable ; en réalité c'était un véritable aéroplane sans moteur ; il était donc propre à des glissades analogues à celles que Lilienthal, Chanute, les frères Wright, les frères Voisin, et bien d'autres, ont exécutées depuis. C'était un appareil de petite dimension, non monté, un simple modèle réduit ; mais, tel qu'il était, cet appareil fut essayé aux environs d'Arras ; il fut lancé du haut des tours Saint-Éloi, reste d'une ancienne abbaye, et, conformément aux prévisions de son auteur il descendit non pas verticalement, mais suivant une pente douce, ainsi que doit faire tout aéroplane sans moteur ou dont le moteur a été arrêté.
Ces expériences n'eurent pas de lendemain ; la question n'était pas mûre, alors.
Mais un certain nombre de points de détail, notamment celui de l'équilibre longitudinal, avaient été bien étudiés. On remarquera aussi que tandis qu'on discute, aujourd'hui, pour savoir lequel est préférable du monoplan et du biplan et que quelques aviateurs parlent du triplan, le lieutenant Charles Renard avait commencé par réaliser un décaplan.
Nous en avons dit assez pour prouver l'intérêt réel que présentait cette exposition et à quel point le commissaire général avait été bien inspiré en faisant figurer au premier Salon de l'Aéronautique les appareils ayant servi aux travaux du colonel Renard.
Tout le monde sait ce que l'aérostation doit au savant officier, mais personne ne connaissait l'intérêt qu'il portait à l'aviation et ce qu'iI avait fait pour en favoriser les progrès et en hâter l'avènement. C'est en toute vérité qu'on peut affirmer que sous toutes ses formes la navigation aérienne fut l'objet constant de ses recherches, et que s'il s'est plus particulièrement consacré à l'aérostation, c'est en raison des circonstances et de l'état de la science et de l'industrie à l'époque où il a vécu et travaillé, plutôt que par suite d'une préférence personnelle, et d'une opposition systématique aux appareils plus lourds que l'air.
Commandant Paul Renard.
(NDLR : Frère de Charles Renard)