cerf-volant

---

Contexte

Un cerf-volant est un appareil volant non motorisé, plus lourd que l'air, maintenu à la terre par une ligne. Le cerf-volant vole parce que la résistance au vent fait que la pression d'air sous le cerf-volant est supérieure à la pression d'air au-dessus du cerf-volant, faisant monter le cerf-volant. Le mot cerf-volant est dérivé du nom d'un type d'oiseau appartenant à la famille des faucons qui est connu pour son vol gracieux et planant.

Un cerf-volant se compose de trois parties de base :le corps, la ligne et la bride qui attache la ligne au corps. Pour permettre à l'utilisateur de contrôler le mouvement du cerf-volant, la bride doit être fixée au corps du cerf-volant à au moins deux endroits.

Historique

Les cerfs-volants ont d'abord été développés dans la Chine ancienne. Les références écrites aux cerfs-volants en Chine remontent à 200 BC. , mais ils ont probablement été inventés à une époque beaucoup plus ancienne. Les cerfs-volants étaient probablement dérivés de bannières en tissu, similaires aux drapeaux modernes, qui flottaient dans le vent tout en étant attachés à des cordes ou à des tiges de bois flexibles. La première utilisation des cerfs-volants était probablement pour la signalisation à distance. Les Chinois ont ensuite utilisé des cerfs-volants à de nombreuses fins, allant des cérémonies religieuses à la guerre. Les premiers cerfs-volants étaient construits en bois et en tissu. Le papier a été inventé vers l'an 100 A.D. et fut bientôt adapté pour être utilisé dans les cerfs-volants.

Le cerf-volant s'est rapidement répandu de la Chine au Japon, en Corée, en Birmanie (aujourd'hui Myanmar) et en Malaisie, des régions où le cerf-volant est toujours une partie importante de la culture locale. De là, il s'est propagé à l'Indonésie, l'Inde et les îles du Pacifique. Finalement, la technologie de fabrication de cerfs-volants a été adaptée par les Arabes, qui à leur tour l'ont apportée en Afrique du Nord et en Europe.

Les références écrites à la fabrication de cerfs-volants en Europe remontent à 1430 A.D. Les premiers cerfs-volants européens étaient faits de tissu ou de parchemin et avaient parfois une longue fente avec un morceau de soie cousu dedans pour aider le cerf-volant à monter en flèche. Une paire de bâtons diagonaux était attachée au tissu pour le maintenir en place. Une corde était attachée au cerf-volant par un anneau cousu dans le tissu.

La première description de la fabrication de cerfs-volants en anglais est apparue en 1654 dans un livre de John Bate intitulé Mysteries of Nature and Art. Ses instructions ne sont pas sans rappeler les méthodes encore utilisées aujourd'hui pour fabriquer des cerfs-volants faits maison. « Vous devez prendre un morceau de toile de lin d'un mètre ou plus de longueur ; il doit être coupé à la forme d'un panneau de verre ; attacher deux bâtons légers traversant le même, pour le faire tenir en largeur ; puis l'enduire de l'huile de lin et le vernis liquide trempés ensemble… puis attachez une petite corde d'une longueur suffisante pour l'élever à la hauteur que vous désirez."

Les cerfs-volants européens existaient sous diverses formes, allant des losanges aux rectangles. Ils avaient tous besoin de queues pour la stabilité, et de nombreux cerfs-volants faits maison ont encore de telles queues. Les cerfs-volants commerciaux sont généralement fabriqués de telle manière qu'aucune queue n'est requise.

Les cerfs-volants ont été utilisés en météorologie dès le XVIIIe siècle, lorsque deux étudiants de l'Université de Glasgow, nommés Alexander Wilson et Thomas Melville, ont attaché des thermomètres aux cerfs-volants pour étudier la température de l'air. Les cerfs-volants ont été largement utilisés pour étudier la météo dans les années 1830 et 1840, et ont continué à être utilisés à cette fin jusqu'au milieu du XXe siècle, lorsqu'ils ont été remplacés par des ballons météorologiques et plus tard par des satellites météorologiques.

Les innovations dans la conception de cerfs-volants ont commencé à apparaître à la fin du XIXe siècle. En 1891, William A. Eddy, inspiré d'un dessin japonais, inventa un cerf-volant en forme de losange, qui n'avait pas besoin de queue. En 1893, Lawrence Hargrave a inventé le cerf-volant en boîte, ressemblant à deux ou plusieurs boîtes ouvertes reliées à un cadre en bois. Comme le cerf-volant en diamant, le cerf-volant en boîte volait bien sans queue. Les deux modèles sont encore couramment utilisés par les kitemakers aujourd'hui. Le cerf-volant boîte a également influencé la conception des premiers avions, y compris l'avion inventé par Orville et Wilbur Wright en 1903.

En novembre 1948, Gertrude et Francis Rogallo ont déposé une demande de brevet pour un nouveau type de cerf-volant révolutionnaire. Le brevet a été délivré en mars 1951 pour le « cerf-volant flexible », maintenant généralement connu sous le nom de para-aile. Ce cerf-volant apparemment simple se compose d'un carré de matériau léger (tissu au début, maintenant généralement en plastique) sans aucun bâton ni autre pièce pour le maintenir en place. La bonne longueur et le bon placement des cordes qui composent la bride permettent au para-wing de voler avec une grande stabilité malgré la mollesse de son corps. Des conceptions similaires au para-wing ont été utilisées dans les parachutes et les deltaplanes. Des expériences militaires ont montré que de grandes versions de cette conception pouvaient être utilisées pour transporter des armes ou des véhicules sur un terrain autrement impraticable. Une para-aile de 4 000 pieds carrés (372 mètres carrés) a été utilisée pour soulever une charge de 6 000 lb (2 724 kg).

Matières premières

Les cerfs-volants faits maison sont généralement faits de bois et de papier ou de tissu. Les cerfs-volants para-wing faits maison sont généralement fabriqués en Mylar, un nom commercial pour les feuilles minces d'un plastique connu sous le nom de polyéthylène téréphtalate. Ce matériau est extrêmement solide et très léger. Les matières premières utilisées pour fabriquer le polyéthylène téréphtalate sont les composés chimiques glycol et diméthyl téréphtalate.

Les cerfs-volants commerciaux sont généralement faits d'un plastique solide et léger comme le nylon. Le nylon est le nom commun de certains types de plastique appelés polyamides. Les polyamides peuvent être fabriqués à partir de divers composés chimiques. Le nylon-6,6 est la forme la plus courante de nylon et est fabriqué à partir des composés chimiques acide adipique et hexaméthylènediamine. Un autre type courant de nylon est connu sous le nom de nylon-6 et est fabriqué à partir du composé chimique caprolactame.

Les lignes attachées au corps du cerf-volant sont généralement en nylon ou en coton. Pour certains grands cerfs-volants, la ligne est maintenue sur un moulinet de pêche en acier.

Le processus de fabrication

Faire du nylon

• 1 Les produits chimiques utilisés pour fabriquer les diverses formes de nylon proviennent de diverses sources. La source la plus courante de ces produits chimiques est le pétrole. Le pétrole brut (pétrole non traité) est obtenu à partir de puits de pétrole. Le pétrole brut contient un mélange de nombreuses substances différentes appelées hydrocarbures. Le pétrole brut est pompé dans des réservoirs transportés par des camions ou des trains et expédié aux raffineries.
• 2 La fonction d'une raffinerie est de séparer le pétrole brut en ses divers composants. Au cours de ce processus connu sous le nom de distillation fractionnée, le pétrole brut est pompé dans un haut fourneau en acier en forme de cylindre. Le four est chauffé au fond à une température comprise entre 600-700°F (315-370°C). Le pétrole brut chauffé se transforme en vapeur. Tout résidu non vaporisé restant est retiré du fond du four sous forme liquide.
• 3 Au fur et à mesure que la vapeur monte à travers le four, elle devient de plus en plus froide. Les différents hydrocarbures qui composent la vapeur se refroidissent en liquides à différentes températures. En raison de cette différence de points d'ébullition, chaque hydrocarbure peut être retiré sous forme liquide d'une position différente à l'intérieur du four. Toute vapeur restante qui ne refroidit pas en un liquide est retirée du haut du four sous forme de gaz.
• 4 Certains hydrocarbures sont bien plus utiles que d'autres. Afin de maximiser l'efficacité du raffinage du pétrole brut, les hydrocarbures moins utiles sont chimiquement transformés en hydrocarbures plus utiles. Ce processus est connu sous le nom de craquage. Auparavant, le craquage était réalisé en chauffant le Le cerf-volant para-wing est un cerf-volant apparemment simple, composé d'un carré de matériau léger (tissu au début, maintenant généralement en plastique) sans aucun bâton ou autre pièce pour le maintenir en place. La bonne longueur et le bon placement des cordes qui composent la bride permettent au para-wing de voler avec une grande stabilité malgré la mollesse de son corps. hydrocarbures à très haute température sous très haute pression. La technologie moderne de craquage utilise des catalyseurs. Un catalyseur est une substance qui accélère la vitesse d'une réaction chimique sans y participer. Des catalyseurs tels que les argiles naturelles et artificielles permettent au craquage d'avoir lieu à une température et une pression beaucoup plus basses. Une fois le craquage terminé, le résultat est un mélange de divers hydrocarbures. Ces hydrocarbures sont séparés en appliquant à nouveau la technique de la distillation fractionnée.
• 5 Les hydrocarbures sont expédiés de la raffinerie au fabricant de plastique. L'hydrocarbure nécessaire à la fabrication du nylon-6,6 est connu sous le nom de cyclohexane. Le cyclohexane est converti à la fois en acide adipique et en hexaméthylènediamine en le soumettant à diverses réactions chimiques.
• 6 L'acide adipique et l'hexaméthylènediamine (ou d'autres composés chimiques nécessaires pour produire d'autres formes de nylon) sont transformés en nylon-6,6 par un processus connu sous le nom de polymérisation. Ce terme fait référence à tout processus par lequel des centaines ou des milliers de petites molécules sont liées entre elles pour former une longue chaîne. La polymérisation du nylon combine de nombreuses molécules d'un acide organique (comme l'acide adipique) avec de nombreuses molécules d'une amine organique (comme l'hexaméthylènediamine). Pour certains types de nylon, de nombreuses molécules d'un même produit chimique, qui contient à la fois un groupe acide et un groupe amine, sont polymérisées. Ce type de produit chimique (tel que le caprolactame, qui est polymérisé en nylon-6) est connu sous le nom d'acide aminé. La polymérisation se produit en soumettant l'acide et l'aminé ou l'acide aminé à la chaleur et à la pression.
• 7 Le nylon liquide chaud résultant est pulvérisé sur un tambour métallique rotatif froid. Cela transforme le nylon en une feuille mince et solide. La feuille est coupée par des couteaux métalliques tranchants en petits copeaux. Les puces peuvent ensuite être traitées sous de nombreuses formes différentes.

Fabrication de tissu en nylon

• 8 À certaines fins, le nylon peut être extrudé (forcé à travers des matrices sous pression) ou soumis à un moulage par injection (forcé dans des moules sous forme de liquide chaud et laissé refroidir en un solide). Pour fabriquer un cerf-volant, le nylon doit être transformé en tissu. Des copeaux de nylon solide sont chauffés jusqu'à ce qu'ils fondent en un liquide. Le nylon liquide est ensuite forcé sous haute pression à travers de nombreux petits trous dans un dispositif en acier connu sous le nom de filière. Au fur et à mesure que les jets de nylon liquide sortent de la filière, ils sont refroidis par un souffle d'air froid. Les nylons liquides refroidissent en filaments minces. Ces filaments sont torsadés ensemble en fibre. La fibre est tissée en tissu et expédiée au fabricant du cerf-volant.

Fabrication du cerf-volant

• 9 De gros morceaux de tissu en nylon arrivent à l'usine de cerfs-volants et sont inspectés à la recherche de défauts. Des couteaux tranchants et des rasoirs sont utilisés pour couper plusieurs couches de nylon à la fois afin de produire de nombreux morceaux de tissu qui ont tous la même forme.
• 10 Les morceaux de tissu en nylon coupés sont cousus ensemble à l'aide de machines à coudre ordinaires. Grâce à une coupe et une couture efficaces, seulement 3 % du tissu est gaspillé.
• 11 Afin de maintenir le corps souple en nylon du cerf-volant en place, le tissu est cousu autour d'un rebord solide, qui décrit la forme du cerf-volant. Cette jante est constituée de tubes légers et rigides en polyéthylène. Ces tubes sont fabriqués par un plasturgiste par moulage par injection. Le polyéthylène solide est chauffé jusqu'à ce qu'il fonde. Le polyéthylène liquide chaud est forcé dans des moules en forme de tubes et laissé refroidir en un solide. Les moules sont ouverts, les tubes en polyéthylène sont retirés, l'excès de polyéthylène est coupé et les tubes sont expédiés au fabricant du cerf-volant.
• 12 Les lignes de bride pour le cerf-volant sont coupées à la bonne longueur à partir de bobines de coton ou de fibre de nylon. Ils sont ensuite cousus au corps du cerf-volant aux endroits appropriés. Pour les grands cerfs-volants, la ligne est enroulée autour d'un moulinet de pêche en acier. L'industrie du cerf-volant est le plus grand utilisateur de moulinets de pêche autre que l'industrie de la pêche elle-même. Les cerfs-volants terminés sont emballés dans des boîtes en carton et expédiés au détaillant ou au consommateur.

Contrôle qualité

La première étape du contrôle qualité de la fabrication de cerfs-volants est l'inspection du tissu en nylon. Il doit être exempt de trous et de déchirures, ce qui endommagerait la capacité du cerf-volant à rester en l'air. Une fois coupé, le tissu est inspecté pour s'assurer que toutes les pièces ont été coupées à la bonne taille et à la bonne forme. Des opérateurs de machines à coudre expérimentés inspectent le cerf-volant à chaque étape du processus de couture pour s'assurer que chaque pièce est cousue correctement. La position des attaches des suspentes est particulièrement critique; s'ils ne sont pas correctement placés, le cerf-volant sera instable et volera de manière erratique. Chaque cerf-volant est soumis à une inspection visuelle finale avant d'être emballé.