La matière que je vais vous présenter n'est pas une nouveauté, elle est utilisée déjà depuis bien des années comme isolant thermique dans l'industrie, pour les réfrigérateurs, congélateurs, toitures, faux-plafonds. Il s'agit de plaques rigides de mousse de polystyrène expansé obtenues par extrusion en continu. Ce matériau d'une densité d'environ 30 kg/m3 est un peu plus lourd que le polystyrène expansé blanc à grosses cellules employé couramment pour les emballages dont la densité est d'environ 20 kg/m3. La texture du Styrofoam est très serrée et ne s'égrenne pas, elle est formée de fines cellules rigoureusement fermées. La résistance de ce matériau est très supérieure à l'expansé d'emballage et il se travaille très facilement: résistance à la compression 2,5 kg/cm²; résistance à la flexion 4,2 kg/cm². De capillarité nulle, il ne retient pas l'eau, ne gonfle pas et surtout est insensible aux variations de température et d'hygrométrie de l'atmosphère, avantages très précieux pour nos modèles. Sa stabilité dimensionnelle est très grande, il ne rétrécit pas, ne se déforme pas et peut conserver indéfiniment le profil qu'on lui a donné par modelage. Le Styrofoam est un matériau qui se travaille facilement par sciage, tournage, fraisage, toupillage et même taillage à l'aide d'outils bien tranchants. Sa texture à grains très serrés permet par ponçage à sec au papier abrasif de grade de plus en plus fin d'obtenir des surfaces polies d'un fini impeccable. Cette finesse de grain permet également d'obtenir sans risque d'effritement des sections très fines. Il m'est arrivé fréquemment de réaliser des pièces d'une épaisseur inférieure au millimètre, et je n'ai pas hésité à réaliser des voilures de « Peanuts » et même des bords de fuite de « Coupe d'hiver ».
Le Styrofoam est reconnaissable à sa couleur bleu pâle. Il est produit par Dow Chemical, on peut le trouver sous forme de planches de 20, 30 et 40 mm d'épaisseur, de 1,250 m x 0,600 m chez les marchands de matériaux de construction et d'isolation pour le bâtiment. Le Styrofoam, certes ne remplace pas le balsa, mais il le complète très heureusement et pour un prix bien inférieur à ce dernier. J'ajouterais, malgré tout le bien que j'ai pu dire de cette matière; qu'il ne s'agit ni d'un banc d'essais ni d'une publicité rédactionnelle payée par le producteur, mais seulement de mon désir de faire bénéficier les autres modélistes des avantages apportés par cette matière qui m'a donné toute satisfaction.
Utilisation, mise en oeuvre, outillage
Je ne vous décrirais pas le procédé de découpage au fil chaud, qui a été plusieurs fois expliqué en détail dans les diverses revues consacrées au modèle réduit d'avion. Sachez que ce procédé présente de nombreux inconvénients dont le principal est de fondre la matière et donc de créer une surface glacée très dure qui se travaille difficilement et même s'arrache par fragments au ponçage. De grandes précautions sont à prendre pour que le fil chaud ne s'incurve pas et que les coupes soient droites. Si le fil chauffe trop le trait de coupe s'élargit et le respect du profil à découper en souffre. C'est donc pour vous le déconseiller que je vous ai parlé de ce procédé.
Le Partenavia « Victor» de l'auteur dont de nombreux éléments sont en Styrofoam.
Le Styrofoam se découpe facilement à la scie à denture très fine légèrement avoyée : scie à découper à main, scie Sterling, lame de scie à métaux, scies spéciales des trousses d'outillage modéliste. Évitez les lames de scie épaisse, sans voie à grosses dents. On peut le découper également à la scie circulaire à grande vitesse de rotation, ou à la scie à ruban toujours avec des dentures fines. Par contre, la scie électrique sauteuse n'ayant que très peu de course n'évacue pas la matière enlevée, celle-ci bourre et trace des sillons sur les faces de la coupe ce qui nécessite une légère reprise par ponçage. J'utilise quand même la sauteuse et obtiens de bons résultats en choisissant des lames de scie à dents espacées et en ébavurant soigneusement celle-ci à la pierre à huile. En se guidant le long d'une règle serrée sur la table de coupe, on peut faire des découpes bien rectilignes et obtenir baguettes et planchettes bien calibrées même de faible section.
En faible épaisseur, on peut découper le Styrofoam à la lame de rasoir, au scalpel, au tranchet, le principal étant que la lame soit de faible épaisseur et bien affillée, lorsque l'outil ne coupe pas il arrache la matière par fragments.
Au tour ou sur une chignole tournant à grande vitesse, on peut tourner le Styrofoam avec des outils bien affûtés, ou à la rigueur après avoir dégrossis à la râpe, au papier abrasif de grain assez fort (le grain fin chauffe et ne coupe pas). La curiosité lorsque l'on tourne une pièce par exemple un capot Naca (Douglas DB 7, MRA 352-376-377) est que le frottement de l'outil sur la matière crée une charge d'électricité statique qui maintient en suspens la matière enlevée laquelle gravite tout autour de la pièce en un anneau comme la planète Saturne. Pour entraîner les pièces, il y a plusieurs solutions, la plus simple est de coller à la colle contact le bloc de Styrofoam préalablement dégrossi, sur un disque de contre-plaqué épais portant un axe métallique que l'on serre dans le mandrin.
Si la pièce est longue un autre disque de contre-plaqué collé à l'autre extrémité de la pièce présente un trou qui vient se centrer sur la contre pointe du tour. Si vous n'avez qu'une chignole, vous pouvez toujours remplacer la contre pointe par une équerre de bois avec un clou, serrée à la table par un petit serre-joint. Pour les toutes petites pièces tournées en l'air, on peut se faire un axe d'entraînement. Il s'agit d'une pointe cruciforme (pointe remplaçant les chevilles de bois utilisée en menuiserie dans les assemblages à tenons et mortaises) emboîtée et collée à l'araldite dans un tube métallique de diamètre approprié. Ceci permet de tourner en l'air, des cônes d'hélice, des petits capots Naca et même des cylindres factices à partir d'un morceau de Styrofoam dégrossi au scalpel et simplement piqué sur l'axe d'entraînement.
A la toupie avec des fers de forme finement affûtés à grande vitesse, on peut obtenir certains profilés tels que Jes bords d'attaque, mais il s'agit là d'un outillage industriel que ne possède pas le modéliste moyen. Pour creuser Jes pièces de Styrofoam, on utilise des petites fraises de forme portée par une mini perceuse tournant à grande vitesse. Attention, il faut que les fraises coupent bien car si ça ne coupe pas, ça chauffe, la matière fond, durcit et s'arrache par fragments. Il est possible lorsque l'on fait des pièces très fines et délicates pour les « Peanuts » par exemple de se faire des outils à l'aide de morceaux de lame de rasoir de sûreté pincés dans un tube d'aluminium. On contrôle l'épaisseur restante au compas d'épaisseur ou par transparence devant une source de lumière.
La finition extérieure tant pour l'obtention des formes définitives que pour l'état de surface se fait par ponçage à l'aide de papier abrasif utilisé à sec. Employez du papier abrasif Waterproff d'un grain assez fort: grade 80 à 120 sans descendre en-dessous de 240 pour le dernier ponçage. Frottez d'un geste rapide sans appuyer, il faut user la matière et non l'écraser. Pour les parties rectilignes, on peut utiliser une bande d'abrasif collée sur une planchette.
Pour certaines courbes, un ponçoir de forme peut être bien utile. Il peut être réalisé dans une chute de Styrofoam découpé à la courbure désirée. Un coup d'abrasif à gros grains au dos de la bande d'abrasif que vous désirez fixer en faciliterd le collage. Toutes ces opérations de modelage et de ponçage font des copeaux et de la poussihe chargée d'électricité statique qui va se coller au plus proche meuble ou objet métallique, Prenez donc quelques précautions pour ne pas avoir d'ennuis Loo Également, on en respire et ça pique la gorge, un masque de gaze fine peut être très utile quand on fait beaucoup de poussière. Les roues ne se tournent pas, on les détoure à la perceuse avec des fers de forme. Ces fers sont constitués d'une lame d'acier trempé (fragment de lame de scie à métaux) façonnée en forme et affûtée à l'aide d'une mini meule disque. Cette lame est soudée à l'étain sur un axe de laiton fendu. Serré dans le mandrin d'une perçeuse à colonne, le fer doit tourner à grande vitesse.
Au dessous, fixée sur l'étau de la perceuse une pièce de bois portant un axe (pointe ou épingle sans tête) bien centré sur l'axe du mandrin. On a préparé une planchette de Styrofoam de l'épaisseur de la roue que l'on désire faire, on la pique sur la pointe et on descend le fer tournant à grande vitesse qui grave son empreinte dans la planchette. Régler la butée de la perceuse à mi-épaisseur. Aprés avoir remonté le fer et arrêté la perceuse, il reste à retourner la planchette de Styrofoam, et à recentrer bien exactement le pointe dans le trou précédent, Un deuxième coup de lame et la roue est détachée ou presque. Un léger ponçage au papier abrasif sur la prériphérie et il ne restera plus qu'à renforcer le trou d'un tube de cellulo ou de papier collé.
Après la coupe et le façonnage des pièces de Styrofoam vient l'assemblage. Quelles colles, enduits, peintures employer? Il y a deux cas à considérer: 1°) Styrofoam sur Styrofoam ; 2°) Styrofoam sur bois (balsa ou autre). De toute façon les colles cellulosiques, contact au néoprène, sont prohibées, elles fondent instantanément le Styrofoam. (11 existe bien une matière de couleur blanche de densité et de texture sensiblement identique au Styrofoam, et résistant aux colles cellulosiques et néoprène: le Rohacell mais son prix la fait réserver à des cas d'exception), le collage à la colle vinylique peut convenir pour les petites surfaces. Pour les grandes pièces, la non absorption d'humidité par le Styrofoam entraîne un temps de séchage à coeur excessivement long et incertain. Dans le cas de Styrofoam sur bois, l'élimination de l'humidité se faisant au travers du bois, le séchage est rapide et complet. ApparaÎt un autre phénomène: le bois dilaté par l'humidité se retreint au séchage et l'assemblage se déforme. Reste les colles contact spécialement étudiées pour le polystyrène expansé qui conviennent parfaitement: la Uhu Por ou la Seccotine 2000. Cette dernière étant plus claire et plus fluide permet des assemblages plus propres. La colle araldite rapide blanche ou transparente peut également être utilisée avec succès dans certains cas précis, car elle est plus lourde, les résines polyester sont à éviter, elles contiennent des solvants (Toluène trichloréthane) qui agressent le Styrofoam. Pour les enduits et peintures également méfiance, procédez toujours à un essai sur une chute de Styrofoam. Testez également les solvants, car une peinture peut être neutre et devenir agressive dès qu'on l'allonge de quelques gouttes de solvant.
Il existe un enduit nitrocellulosique de tension distribué par un grossiste parisien (je n'en connais pas le fabricant ni la composition exacte) qui n'attaque pas, ou très superficiellement, le Styrofoam. Il permet de coller le papier japon sur cette matière. Les peintures glycérophtaliques spéciales vendues en petits pots pour les maquettes de vitrine en plastique peuvent très bien être appliquées directement sur le Styrofoam. Ne les allonger qu'à l'aide dee White Spirit pur exclusivement. Les surfaces même très finement poncées ont toujours un aspect poreux et la peinture reste mate. Si vous désirez combler cette porosité superficielle pour obtenir une belle peinture, il suffit de passer une ou plusieurs couches de peinture vinylique (blanc à plafond) le résultat est certain mais attention au poids, cette pratique ne peut être envisagée sur un « Peanut ». Le Styrofoam peut également être recouvert d'un film plastique thermorétractable genre Solar ou autre, il suffit de ne pas trop chauffer. Une température de 70°C peut causer des dégâts et le thermostat du fer devra être réglé entre soie et rayonne, dans le doute faire un essai. Nous avons passé en revue le façonnage, le collage, la peinture, le recouvrement du Styrofoam, vous vous posez une question que peut-on faire dans cette matière?
Dans le domaine des modèles réduits, on peut faire beaucoup de choses, cela dépend de la taille et de la destination du modèle que l'on projette de réaliser. Compte tenu de la bonne résistance à la fleclion du Styrofoam et suivant l'épaisseur du profilon doit pouvoir faire des ailes taillées dans la masse sans renfort jusqu'à SO à 70 cm d'envergure. J'ai réalisé plusieurs « Peanuts » entièrement en ce matériau y compris les roues, le pilote, avec volets de direction, profondeur gauchissement réglables: le Moeller Stomo (MRA 442) pour 12 g en ordre de vol et le morthrop Gamma pour le même poids (allourdis par la suite par un recouvrement de feuilles d'aluminium). Dans une réalisation plus importante, il est possible sur une structure de balsa de rapporter des parties galbées; dessus de cabine, profilage, carénages de capot moteur, capot Naca, raccordement aux voilures, etc. Partant d'une poutre carrée ou treillis de baguettes, on peut en l'habillant sur les quatre faces obtenir un fuselage cylindrique ou même de forme plus complexe. Il ne faut pas chercher à ajuster tant un dessus ou un côté de fuselage d'une seule pièce ce serait trop délicat et le Styrofoam ne peut pas être courbé. Il faut procéder par tronçons, tracer le contour à obtenir eux deux extrémités, dégrossir à la scie et au scalpel et creuser l'intérieur.
La finition extérieure est faite après collage de tous les tronçons en s'aidant pour le contrôle des formes de gabarits de carton. Tous les raccords Karman aile/fuselage sont possibles, toutes les formes de fuselage profilé peuvent être réalisées, avec une qualité de présentation correspondant à la construction métallique de l'original; et bien moins de travail qu'une construction monocoque en baguettes jointives. Les structures en baguettes entoilées qui ressemblaient à un cheval maigre, c'est fini.
Si l'aile taillée entièrement dans la masse est pensable pour les appareils de petite taille, cette solution de facilité n'est pas bonne pour un appareil plus important. Elle nécessiterait pour sa solidité en flexion un coffrage total de l'aile par un recouvrement travaillant, alors c'est très lourd, et ce n'est pas le renforcement des liaisons par du tissu de verre et des pots de Polyesters qui améliorent la situation. Une aile lourde c'est de l'inertie mal placée et bien génante pour la stabilité du modèle. On peut par contre faire une structure simplifiée: longeron en bois dur (peuplier Spruce pin.) mince de toute la hauteur du profil ayant ainsi un module d'inertie importante dans le sens de la portance. Sur ce longeron sera collé un bloc de Styrofoam formant caisson de bord d'attaque et évitant le flambage latéral du longeron. Ce bloc soigneusement profilé restitue la forme exacte du profil, les nervures et le longeron sont devenus des pièces très simples sans encoches à tailler et à ajuster. On peut également adopter la même disposition au bord de fuite.
Dans ce cas, le longeron arrière de bonne hauteur résiste bien mieux à la tension du recouvrement que ne le ferait un bord de fuite plus mince. Le bloc de bord de fuite en Styrofoam ne travaillera pas au soleil ni aux variations hygrométriques et sa relative fragilité est compensée par sa facilité de réparation. Une bande de papier Japon collée est suffisante pour renforcer l'arrête du bord de fuite. N'oubliez pas qu'un modèle réduit comme un avion grandeur doit résister aux efforts aérodynamiques et aux atterrissages normaux, inutile de les renforcer pour couper les arbres et creuser des trous il y a d'autres moyens pour cela. Je souhaite que ces quelques explications sans secret vous facilitent l'utilisation d'une matière qui m'a donné d'excellents résultats. Elle m'a permis d'envisager la réalisation de certains appareils qui m'avait rebutée jusqu'ici, leur structure métallique et galbée nécessitant en balsa un travail énorme et fastidieux. Cette matière vous permettra de développer votre goût pour la sculpture et le modelage et de réaliser rapidement et à peu de frais des belles formes et des jolies maquettes.