Le blog des scientastiques

Après avoir fait mes premières armes (pendant plus de 2 ans quand même) sur une Artillery Hornet rustique mais efficace, et étant un peu lassé par les réglages fréquents que son utilisation demandait, je me suis laissé tenter par l’Artillery SW X4 Pro.

Tout d’abord parce que vu mon expérience avec la Hornet j’ai plutôt eu tendance à faire confiance à Artillery.

Deuxièmement, le modèle X4 Pro présente de très nombreuses améliorations par rapport à la Hornet (et aux X1, X2 et X3) : nivellement automatique, vitesse accrue, plateau magnétique amovible, écran tactile déporté, firmware Klipper, etc.

Troisièmement, le vendeur (Bangood) faisait fin décembre une promo pour le lancement de ce modèle : 279 € pour une X4 Pro avec 5 bobines d’1 kg de PLA. Vendu !

Le modèle est disponible en principe à l’entrepôt tchèque, mais par manque de chance, vu les incidents en Mer Rouge, les porte-conteneurs doivent rallonger leur trajet par le cap de Bonne Espérance et je dois patienter jusqu’à fin janvier pour être livré. Pas grave : à cette date-là les distributeurs français ne l’ont encore qu’en pré-commande.

Le montage est simplissime, la notice (en anglais et en allemand *) est plutôt bien faite, et moins d’une demi-heure plus tard la machine est prête à fonctionner. Vérifications : pas de jeu excessif, les courroies sont bien tendues, le portique est rigidifié par des haubans et l’ensemble inspire confiance.

* J’ai traduit la notice en français, on peut la visualiser ici

J’ai d’abord lu puis suivi scrupuleusement les indications de la notice : réglage du Zoffset, mise à niveau manuelle du plateau avec les 4 vis dédiées **, puis nivellement automatique (en 81 points!). À ce stade, je n’ai constaté aucun problème, les réglages de base étaient tous satisfaisants.

Je rajoute systématiquement des flèches sur le châssis pour me souvenir du sens de montée ou de descente
du plateau en utilisant les vis de réglage.

La suite n’a été que pure formalité et l’impression du premier Benchy s’est parfaitement déroulée : adhérence parfaite du plateau (souvent problématique avec la Hornet), finesse parfaite et vitesse « supersonique » (*).

 Une finition parfaite pour cette première impression.

(*) Une très courte vidéo ici pour juger de la rapidité. La vidéo est en vitesse réelle! L'impression concerne un élément de panneau d'outillage qui nécessite l'exploitation de toute la surface de la table.

La X4 n’a pas beaucoup chômé que ce soit pour imprimer des objets utilitaires ou des figurines dont mon petit-fils est friand.

Au cours de toutes ces impressions je n’ai constaté aucun problème particulier et je n’ai procédé qu’à quelques nivellements automatiques. Et les résultats sont à mon avis très corrects

La X4 est en capacité de satisfaire nombre d’utilisateurs.

Bien que je ne sois encore qu’un « printer » guère plus que débutant, et bien que j’aie conscience de ne pas avoir poussé la X4 dans ses derniers retranchements, je me permettrai quelques conseils :

- Revérifier régulièrement le nivellement du plateau ainsi que l’écart entre la buse et celui-ci (Artillery vous fournit même la petite feuille de papier qui va bien pour réaliser cela!) ;

- Pour les premières impressions, j’ai utilisé les G-codes fournis sur la clé USB, puis j’ai réutilisé des G-codes créés précédemment avec Cura. Ensuite j’ai fait appel au logiciel de tranchage fourni par Artillery ( Artillery Slicer, en fait Prusa Slicer contenant un profil pour la X4). Maintenant, et en suivant les conseils de MrMagounet  j’utilise Orca Slicer avec le profil créé par MrMagounet et le start G-code qui va bien **.

- Je ne cherche pas à profiter systématiquement de la grande vitesse de déplacement (annoncée à 500 mm/s). Je me contente de 250 à 300 mm/s car je ne suis pas sûr que les très fortes accélérations n’affectent pas les différents réglages.

** En particulier ce start G-code inclut un très court cycle de nettoyage de la buse sur une petite brosse dédiée située à l’arrière de plateau, un de ces petits plus qui font la différence.

Qualités :

- Machine bien pensée et (pour ce qui me concerne) bien réalisée ;

- Machine bien emballée et facile à monter ;

- Machine rapide ;

- Bonne à très bonne qualité d’impression pour peu qu’on se donne la peine de prendre le temps de la régler ;

- Très bon rapport qualité-prix ;

- Très bonne machine pour les « débutants-plus ».

Défauts :

- Pas de notice en français (défaut corrigé par mes soins, voir ci-dessus) ;

- Machine à la ventilation bruyante.

La destruction d’un appareil auquel il tient est toujours dure à vivre pour un aéromodéliste, principalement lorsqu’il n’en connaît pas les causes. Cette connaissance des causes est d’autant plus importante qu’elle peut permettre d’éviter des accidents futurs, pour soi-même ou pour les autres.

D’où la tentation d’appliquer à un crash de modèle réduit une méthode utilisée en aéronautique grandeur : la « Méthode du fromage suisse » (« Swiss Cheese Model » dans sa version originale).

Le Swiss Cheese Model, malgré sa dénomination qui peut sembler farfelue, est au contraire une méthode de gestion des risques très sérieuse, bien éloignée de la fameuse « Loi de l’emm... maximum » qui fait florès chez les modélistes.

Cette méthode a été imaginée au début des années 1990 par James REASON, docteur en psychologie de l’université de Manchester pour aider à comprendre pourquoi les accidents surviennent et pour mettre l’accent sur les relations de cause à effet. C’est une méthode qui ne s’attache pas uniquement aux circonstance d’un accident, mais qui va examiner précisément les causes de celui-ci pour permettre d’éviter les accidents futurs ou au moins d’en atténuer les effets.

Pour illustrer sa méthode, Reason compare les « niveaux de défense » (barrières, sécurités, …) à des « tranches » d’emmenthal où les « trous » représentent les failles.

Les niveaux de défense peuvent être variables selon les disciplines envisagées (aéronautique, nucléaire, santé, etc.), avec cependant des « tranches d’emmenthal » communes :

- défenses technologiques ;

- sécurités liées aux acteurs ;

- barrières liées aux procédures ;

- etc.

Cela peut se traduire par le schéma ci-dessous :

L’idée de Reason, c’est que si l’ensemble des tranches de fromage (les niveaux de défense) présentent des trous alignés (les failles), alors on n’échappe pas à l’accident.

Pratiquement, et pour ce qui concerne l’aéromodélisme, on peut schématiser le modèle suivant :

Il s’agit là d’une version volontairement très simplifiée du SCM, néanmoins suffisante pour s’adapter à notre discipline.

Une application pratique : le crash du SMARAGD (avion de F3A)

Entraînement voltige d’un pilote confirmé. Suite à un déclenché, rupture de l’aile en vol.

Le SCM va nous permettre d’analyser le crash du SMARAGD et d’en tirer des conclusions pour envisager les avions futurs et leurs évolution avec sérénité.

Commençons par lister les facteurs possibles concernant les barrières de défense (la liste n’est pas exhaustive et ne prend en compte que les informations contenues dans les posts précédents) :

- Le SMARAGD victime du crash était un modèle « âgé » (16 ans) et donc dont les matériaux ont vieilli, en particulier les différentes colles et résines ;

- Il s’agissait d’un modèle de voltige dont la structure a été fortement sollicitée (et à de nombreuses reprises) au cours de sa période d’utilisation ;

- Le SMARAGD est un modèle à aile démontable en deux parties, clé d’aile en tube carbone, fourreaux collés directement dans le polystyrène ;

- Les modèles réduits sont souvent (mais de moins en moins) conçus de manière empirique si on les compare avec des modèles « grandeur » ;

- …

- Vol sur la piste du club (piste en dur) ;

- Vol le samedi 2 janvier 2021, température froide (maxi 5°C à 16h00), air sec (humidité 62 % à 16h00) ;

- Lorsque la température est basse, certaines colles ou résines deviennent cassantes ;

- ...

- Visite prévol effectuée (pas d’anomalie visuellement détectée) ;

- A contrario des aéronefs « grandeur », les aéromodèles ne subissent pas des visites de sécurité régulières (imaginez une « grande visite » sur un aéromodèle avec démontage complet et désentoilage!) ;

- Procédure de vol et évolutions dans l’espace réservé respectés à la lettre ;

- Le programme voltige exécuté comportait un déclenché ;

- Les tonneaux déclenchés sont des figures fatigantes pour le pilote et surtout pour la machine. Des facteurs de charges locaux élevés peuvent être atteints. Les déclenchés induisent des efforts importants en torsion du fuselage comme de l’aile, laquelle est de surcroît particulièrement sollicitée au niveau de l’emplanture. Le fait que l’air soit froid et donc plus dense ne fait qu’accentuer les contraintes sur l’aile. Il faut rappeler que, dans l'histoire de l'aviation, de nombreux appareils (grandeur ou modèles réduits) ont été détruits ou endommagés en vol en exécutant des déclenchés.

- …

Le Dr Reason admet comme préalable que les erreurs humaines sont inévitables (même si on peut les réduire par la formation, l’éducation, l’expérience). Il est cependant évident que le pilote expérimenté est plus « fiable » que le pilote inexpérimenté. En l’occurrence, le pilote est très expérimenté. Il reste cependant possible qu’il puisse commettre une erreur, ne serait-ce qu’au niveau de la prise de décision :

D’après l’analyse (sommaire, je vous le concède) qui précède, le crash était donc « inévitable ». Il aurait suffi qu’un seul facteur de risque soit éliminé pour qu’il ne se produise pas. Il est probable qu’un vol par temps moins froid n’aurait pas abouti à l’accident. Id. Pour un vol sans déclenché, une conception de l’aile différente, etc.

À noter également que le strict respect des règles de sécurité concernant la police du vol a permis d’éliminer tout risque de « suraccident ».

Voici donc le résultat de mes élucubrations aéromodélistes qui pourra peut-être nous permettre d’améliorer un peu plus la conception de nos modèles et la prévention des accidents.

Mais alors, en quoi la pandémie de COVID 19 est-elle concernée par la "Méthode du fromage suisse" ?

Le SCM, comme je l’ai indiqué plus haut, est avec bonheur utilisé dans d’autres domaines, dont celui de la santé.

C’est dans ce cadre que le Pr Ian McKAY, néozélandais enseignant à l’université de Queensland en Australie a proposé le modèle illustré ci-dessous, SCM appliqué à la pandémie de Covid :

Ce schéma se suffit à lui-même pour nous convaincre d’adapter notre comportement à la situation, c’est-à-dire de respecter les gestes barrières,de respecter les consignes, de nous faire vacciner et… de ne pas céder aux chants des sirènes...

Pour ceux que cela intéresse, voici le lien vers une étude sur le modèle du fromage suisse effectuée par deux élèves de l’École des Mines de Paris :

https://hal-mines-paristech.archives-ouvertes.fr/hal-01097470/document

… et un autre vers le site du Bureau d’Enquêtes et d’Analyses de la DGAC qui utilise cette méthode :

https://www.bea.aero/

(La lecture du rapport final consacré à chaque incident ou accident montre le sérieux des procédures utilisées et des analyses qui les concluent)

Nous sommes certainement nombreux en ces temps de confinement à profiter de notre temps disponible pour aller rechercher des informations relatives à notre loisir préféré.

Une source d’informations importante est constituée par les vidéos en ligne diffusées par YouTube.

Malheureusement pour bon nombre d’entre nous, une grande partie de ces vidéos est diffusée avec une bande sonore en anglais et il faut vraiment s’accrocher, si l’on n’est pas un bon praticien de cette langue, pour comprendre quoi que ce soit.

C’est le moment de rappeler deux fonctions méconnues de YouTube, l’une consistant à rajouter des sous-titres à une vidéo uniquement sonorisée, et l’autre permettant de traduire ces sous-titres anglais en sous-titres français ( ou en une autre langue d’ailleurs, pour le cas où vous parleriez couramment le swahili ou le frison occidental ).

Mais alors, comment faire ?

Tout d’abord, se connecter sur la vidéo souhaitée et se mettre en pause immédiatement ( ou alors revenir au début et mettre en pause ).

Dans la barre de fonctions, en bas à droite de la fenêtre YouTube, cliquer sur l’icône des sous-titres pour l’activer.

Lorsque la fonction « sous-titres » est activée, l’icône est soulignée de rouge :

Cliquer sur l’icône « Paramètres » pour dérouler le menu correspondant, puis sur la catégorie « Sous-titres ».

Dans la liste déroulante, choisir la langue souhaitée pour l’affichage des sous-titres.

Il ne vous reste plus qu’à lancer la vidéo pour bénéficier de sous-titres « lisibles ».

Ces quatre étapes sont à renouveler à chaque reconnexion à YouTube, les paramètres que nous venons de choisir n’étant pas enregistrés comme paramètres par défaut.

Pourquoi les traductions sont-elles parfois approximatives ?

Vous ne manquerez pas d’être parfois déçus par certaines traductions et vous devrez sans doute utiliser bien souvent la touche « Pause » pour interpréter les sous-titres qui seront affichés sous vos yeux.

Les nombreuses approximations tiennent à la technologie développée et aux outils mis en œuvre pour effectuer les opérations décrites ci-dessus.

Schématiquement, le processus est le suivant :

1 – Tout part de la bande son originale dont la qualité est plus ou moins bonne pour diverses raisons : mauvaise prise de son, bruits de fond, voix difficilement interprétable (accents régionaux, utilisation de barbarismes,… ). Voilà déjà une importante source d’erreurs (nous-mêmes avons déjà parfois du mal à bien entendre ce que nous dit un interlocuteur!).

2 – La voix est soumise à un logiciel d’analyse vocale. Celui-ci peut être de plus ou moins bonne qualité. En l’occurrence, celui qui est utilisé est celui de Google Docs ( Google étant propriétaire de YouTube ) et il est loin d’être le meilleur dans son domaine, cependant il est aussi l’un des plus rapides et nous verrons que cela a son importance. Deuxième source importante d’erreurs !

3 – Les sous-titres en anglais ainsi générés (non exempts de fautes d’orthographe et de syntaxe) sont ensuite passés à la moulinette d’un logiciel de traductions. Bien sûr, et pour les mêmes raisons que ci-dessus, c’est Google Translate qui a été retenu, et il est lui aussi loin d’être le meilleur (mais il est rapide). De nombreuses erreurs sont donc à en attendre.

4 – Les sous-titres peuvent alors être affichés dans la langue souhaitée avec là aussi des erreurs d’orthographe et de syntaxe.

Il est donc bien compréhensible que de nombreuses erreurs subsistent. Il ne faut toutefois pas oublier que toutes ces opérations se déroulent EN TEMPS RÉEL ce qui est déjà un exploit technologique.

Une amélioration du processus, dans l’état des techniques actuelles, induirait fatalement un décalage entre les paroles et le sous-titrage.

Quant à une réécriture des sous-titres, je ne suis pas sûr que le jeu en vaille la chandelle.

Alors, contentons nous de nous livrer individuellement à une adaptation de ce qui nous est proposé.

L’Élektro Pink restauré (voir dans un des posts précédents) a récemment vu sa carrière brièvement interrompue par un incident impromptu : au cours d’une montée sans histoires, j’ai entendu un claquement suspect suivi d’un décrochage brutal. Malgré un centrage devenu subitement très arrière, j’ai réussi sauvegarder l’essentiel et à le poser sans casse apparente.

Quoique ! Il n’a suffi que d’un seul coup d’œil pour constater que le moteur et l’hélice avaient disparu, d’où l’explication de tout ce qui précède.

Après quelques recherches infructueuses sur le terrain avec l’aide de l’ami Francis, j’en conclus provisoirement à la perte définitive, jusqu’à ce que quelques jours plus tard Wilfried et Julien retrouvent le moteur et l’hélice (moins une pale).

L’explication était claire : le moteur à kV important (1 750 t/V), associé à un pack d’accus 3S, avait provoqué une fréquence de rotation trop élevée pour mon hélice 8 x 4.5 (vieille de surcroît) d’où son explosion en vol, le déséquilibre faisant le reste.

Donc on efface tout, on réfléchit et on recherche la chaîne de motorisation la plus adaptée à l’usage voulu de l’Élektro Pink.

Quelques éléments de base :

- L’Élektro Pink tout équipé a une masse de 1.300 kg. Pour un taux de montée « pépère » on table sur une puissance moteur d’environ 150 W / kg. Pour des taux de montée supérieurs, 200 à 250 W sont admissibles.

- Pour une hélice repliable (« folding prop »), une fréquence de rotation maximum de 10 000 t/min est garante d’une sécurité optimale.

- Avec un accu LiPo, toujours par sécurité, on cherche à ne pas dépasser un courant de décharge de 15C, soit, pour un accu de 2 200 mAh (2,2 Ah) un courant de 33 A.

- Pour une hélice, le diamètre favorise la traction alors que le pas favorise la vitesse.

- Par choix, je limite mes dépenses de modélisme, donc je chercherai à rester dans le cadre d’un budget « modeste ».

Le choix du moteur :

- Je souhaite avoir la possibilité d’un taux de montée conséquent. Comme mon motoplaneur pèse 1,300 kg, je vais donc choisir une puissance moteur comprise entre 260 et 325 W.

- Pour une fréquence de rotation correcte, je vais choisir un moteur ayant un kV voisin de 1 000.

Après quelques recherches, mon choix se porte sur un Turnigy SK3 Aérodrive 2836/1040 dont les spécifications annoncent une consommation de 28A, une puissance de 335W, et un kV de 1 040. les accus conseillés sont des 2S et des 3S.

Le choix du contrôleur :

- Un contrôleur Turnigy Plush 40A tiré de la caisse fera largement l’affaire.

Le choix de l’hélice :

C’est là que mon banc de mesure maison entre en action (voir posts précédents).

J’ai effectué des tests avec des hélices repliables de 7 x 5 à 11 x 8 et une alimentation par accus 2S et 3S. Les hélices sont toutes des hélices basiques de chez Hobby King, sauf les deux dernières qui sont des Cam Prop Graupner.

Le tableau suivant montre le relevé des mesures. À noter que j’ai ajouté aux mesures brutes le calcul du ratio Traction / Puissance (rendement) ainsi que la fréquence calculée de la rotation de l’hélice (selon la formule de Franck Aguerre : Kv*0.85*0.85*Tension), car je ne dispose pas de compte-tours.

- Aucune des hélices essayées ne m’a permis d’approcher la puissance théorique maximum. Il faudrait sans doute pour cela une hélice de plus grand diamètre, mais le moteur serait sans doute rapidement en surchauffe, alors qu’au cours de mes essais la température est toujours restée raisonnable.

- Les meilleurs rendements sont indiqués en vert aux lignes 7, 9 et 17. Les moins bons sont en rouge aux lignes 4, 6, 16 et 18. Cela ne signifie pas nécessairement qu’il ne faut pas utiliser ces dernières configurations, car on peut très bien privilégier des montées « musclées » à des montées qui permettront une moindre consommation.

- Toutes les configurations permettent une fréquence de rotation inférieure à 10 000 t/min.

Essais sur le terrain :

Temps plutôt neutre, peu de vent, peu de (minuscules) pompettes. Idéal pour ce genre d’essais.

Deux configurations ont été testées, toutes deux avec l’hélice CamProp 11 x 8 :

● La première, avec un accu 2S-2200 mAh nécessite une masse de plomb pour obtenir un centrage correct.

La montée est sécurisante (pente d’environ 30°), même si je la trouve un peu pépère. Il faut environ 25 secondes pour arriver à une hauteur estimée à 150 m.

La consommation, comme attendu vu les essais statiques, est peu importante et après une dizaine de montées, la charge résiduelle de l’accu est voisine de 50 % (pour autant que la fiabilité de mon testeur d’accu soit bonne).

Une bonne configuration pour des vols sans stress, tranquillement assis sur son fauteuil de camping.

● La deuxième configuration, avec un accu 3S-2200 mAh, permet de se passer de plomb pour arriver au centrage optimal.

La montée est beaucoup plus musclée (pente d’environ 60°, voire davantage) et une compensation à la profondeur (5%) est nécessaire. La vitesse de montée nécessite une attention soutenue. Une durée de montée d’une dizaine de secondes permet déjà d’arriver à une hauteur très confortable (environ 150 m comme ci-dessus).

La consommation est bien plus importante qu’avec la configuration précédente (40 % après 7 montées), mais au bout du compte la durée de vol (y compris les phases de plané) est supérieure.

Cette configuration, pas forcément celle que l’on aurait choisie après la lecture du tableau des essais), convient mieux à ceux qui comme moi préfèrent des vols du type « durée précision ».

La canicule est là. Les autorités « compétentes » nous conseillent de nous ventiler. Une aubaine pour l’aéromodéliste qui souhaite en savoir un peu plus sur les performances des chaînes de motorisation qu’il utilise sur ses modèles.

S’il y a un thème sujet à toutes les approximations (et soumis aux lois pifométriques – voir article précédent), c’est bien celui-là.

Certes, il existe bien un certain nombre de « lois », basées principalement sur l’expérience certaine des plus moustachus d’entre nous, il existe aussi des préconisations et des listes de caractéristiques dues aux fabricants, mais il est parfois difficile de se faire une idée précise sur le sujet.

Alors, pourquoi ne pas essayer d’affiner tout cela en construisant un « banc de mesure » capable de délivrer, sinon des mesures extrêmement précises, du moins des éléments de comparaisons entre plusieurs solutions de motorisation.

Des modèles plus sophistiqués existent et je ne prétends pas innover dans ce domaine, cependant, comme d’habitude, nous resterons sur un mode de fabrication qui ne fait appel qu’à des composants facilement accessibles et abordables.

La photo ci-dessous permet de se soustraire à des commentaires inutiles :

Quelques légères précisions toutefois :

- La traction est mesurée par une simple balance de ménage. La pointe de touche (vis à frapper qui me restait d’un montage de terrasse en bois) permet d’adapter la plupart des balances.

- Le système fait appel au principe des leviers du deuxième genre (principe de la brouette). Dans le cas du système présenté, L1 = 3 x L2 (valeurs choisies par simple commodité), ce qui veut dire que la valeur de la traction sera égale à la valeur lue sur la balance divisée par 3. Exemple : je lis 1 200 g sur la balance, la valeur de la traction est de 1200 g / 3 = 400 g. Le résultat obtenu manquera évidemment de précision, mais ce qui nous importe, comme cela a été dit plus haut, c’est d’obtenir un élément de comparaison.

- Le support de moteur est en verre-époxy (plaque pour circuit imprimé) et est amovible ce qui permet de le remplacer par tout autre support adapté au moteur que l’on veut tester.

- Le wattmètre (origine HobbyKing), monté en série entre la source de courant (accu) et le contrôleur brushless permet de lire facilement l’intensité consommée (jusqu’à 180 A), la tension du courant (jusqu’à 60 V) et par conséquent la puissance absorbée. On peut obtenir d’autres paramètres dont on peut trouver le détail sur la notice que j’ai traduite et adaptée (avec l’aide de DeepL Translator) et que l’on peut trouver ici.

- L’ensemble est commandé par une radio HobbyKing 2,4GHz bas de gamme.

- Les équipements (contrôleur, récepteur, wattmètre, accu) sont fixés au velcro adhésif comme sur mes modèles réduits, ce qui permet de les transférer si besoin.

Rendez-vous dans un prochain article pour voir comment on utilise les données obtenues.