Détails géométriques.--Calcul de la capacité du ballon. L’aérostat
double.--L'enveloppe.--La nacelle.--L’appareil mystérieux.--Les
vivres.--L'addition finale.
Le docteur Fergusson s'était préoccupé depuis longtemps des détails de
son expédition. On comprend que le ballon, ce merveilleux véhicule
destiné à le transporter par air, fut l'objet de sa constante
sollicitude.
Tout d'abord, et pour ne pas donner de trop grandes dimensions à
l'aérostat, il résolut de le gonfler avec du gaz hydrogène, qui est
quatorze fois et demie plus léger que l'air. La production de ce gaz
est facile, et c'est celui qui a donné les meilleurs résultats dans les
expériences aérostatiques.
Le docteur, d'après des calculs très-exacts, trouva que, pour les
objets indispensables à son voyage et pour son appareil, il devait
emporter un poids de quatre mille livres; il fallut donc rechercher
quelle serait la force ascensionnelle capable d'enlever ce poids, et,
par conséquent, quelle en serait la capacité.
Un poids de quatre mille livres est représenté par un déplacement d'air
de quarante-quatre mille huit cent quarante-sept pieds cubes [1,661
mètres cubes.], ce qui revient à dire que quarante-quatre mille huit
cent quarante-sept pieds cubes d'air pèsent quatre mille livres
environ.
En donnant au ballon cette capacité de quarante-quatre mille huit cent
quarante-sept pieds cubes et en le remplissant, au lieu d'air, de gaz
hydrogène, qui, quatorze fois et demie plus léger, ne pèse que deux
cent soixante seize livres, il reste une rupture d'équilibre, soit une
différence de trois mille sept cent vingt-quatre livrés. C'est cette
différence entre le poids du gaz contenu dans le ballon et le poids de
l'air environnant qui constitue la force ascensionnelle de l'aérostat.
Toutefois, si l'on introduisait dans le ballon les quarante-quatre
mille huit cent quarante pieds cubes de gaz dont nous parlons, il
serait entièrement rempli; or cela ne doit pas être, car à mesure que
le ballon monte dans les couches moins denses de l'air, le gaz qu'il
renferme tend à se dilater et ne tarderait pas à crever l'enveloppe. On
ne remplit donc généralement les ballons qu'aux deux tiers.
Mais le docteur, par suite de certain projet connu de lui seul, résolut
de ne remplir son aérostat qu'à moitié, et puisqu'il lui fallait
emporter quarante-quatre mille huit cent quarante-sept pieds cubes
d’hydrogène, de donner à son ballon une capacité à peu près double.
Il le disposa suivant cette forme allongée que l'on sait être
préférable; le diamètre horizontal fut de cinquante pieds et le
diamètre vertical de soixante-quinze [Cette dimension n'a rien
d'extraordinaire: en 1784, à Lyon, M. Montgolfier construisit un
aérostat dont la capacité était de 340,000 pieds cubes, ou 20,000
mètres cubes, et il pouvait enlever un poids de 20 tonnes, soit 20,000
kilogrammes]; il obtint ainsi un sphéroïde dont la capacité s'élevait
en chiffres ronds à quatre-vingt-dix mille pieds cubes.
Si le docteur Fergusson avait pu employer deux ballons, ses chances de
réussite se seraient accrues; en effet, au cas où l'un vient à se
rompre dans l'air, on peut en jetant du lest se soutenir au moyen de
l'autre. Mais la manœuvre de deux aérostats devient fort difficile,
lorsqu'il s'agit de leur conserver une force d'ascension égale.
Après avoir longuement réfléchi, Fergusson, par une disposition
ingénieuse, réunit les avantages de deux ballons sans en avoir les
inconvénients; il en construisit deux d'inégale grandeur et les
renferma l'un dans l’autre. Son ballon extérieur, auquel il conserva
les dimensions que nous avons données plus haut, en contint un plus
petit, de même forme, qui n’eût que quarante-cinq pieds de diamètre
horizontal et soixante-huit pieds de diamètre vertical. La capacité de
ce ballon intérieur n’était donc que de soixante-sept mille pieds
cubes; il devait nager dans le fluide qui l’entourait; une soupape
s'ouvrait d'un ballon à l'autre et permettait au besoin de les faire
communiquer entre eux.
Cette disposition présentait cet avantage que, s'il fallait donner
issue au gaz pour descendre, on laisserait échapper d'abord celui du
grand ballon; dût-on même le vider entièrement, le petit resterait
intact; on pouvait alors se débarrasser de l'enveloppe extérieure,
comme d'un poids incommode, et le second aérostat, demeuré seul,
n'offrait pas au vent la prise que donnent les ballons à demi
dégonflés.
De plus, dans le cas d'un accident, d'une déchirure arrivée au ballon
extérieur, l'autre avait l'avantage d'être préservé.
Les deux aérostats furent construits avec un taffetas croisé de Lyon
enduit de: gutta-percha. Cette substance gommo-résineuse jouit d'une
imperméabilité absolue; elle est entièrement inattaquable aux acides et
aux gaz. Le taffetas fut juxtaposé en double au pôle supérieur du
globe, où se fait presque tout l'effort.
Cette enveloppe pouvait retenir le fluide pendant un temps illimité.
Elle pesait une demi-livre par neuf pieds carrés. Or, la surface du
ballon extérieur étant d'environ onze mille six cents pieds carrés, son
enveloppe pesa six cent cinquante livres. L’enveloppe du second ayant
neuf mille deux cents pieds carrés de surface ne pesait que cinq cent
dix livres: soit donc, en tout, onze cent soixante livres.
Le filet destiné à supporter la nacelle fut fait en corde de chanvre
d'une très grande solidité; les deux soupapes devinrent l'objet de
soins minutieux, comme l'eut été le gouvernail d'un navire.
La nacelle, de forme circulaire et d'un diamètre de quinze pieds, était
construite en osier, renforcée par une légère armure de fer, et revêtue
à la partie inférieure de ressorts élastiques destinés à amortir les
chocs. Son poids et celui du filet ne dépassaient pas deux cent quatre
vingt livres.
Le docteur fit construire, en outre, quatre caisses de tôle de deux
lignes d'épaisseur; elles étaient réunies entre elles par des tuyaux
munis de robinets; il y joignit un serpentin de deux pouces de diamètre
environ qui se terminait par deux branches droites d'inégale longueur,
mais dont la plus grande mesurait vingt-cinq pieds de haut, et la plus
courte quinze pieds seulement.
Les caisses de tôle s'emboîtaient dans la nacelle de façon à occuper le
moins d'espace possible; le serpentin, qui ne devait s'ajuster que plus
tard, fut emballé séparément, ainsi qu'une très forte pile électrique
de Buntzen. Cet appareil avait été si ingénieusement combiné qu'il ne
pesait pas plus de sept cents livres, en y comprenant même vingt-cinq
gallons d'eau contenus dans une caisse spéciale.
Les instruments destinés au voyage consistèrent en deux baromètres,
deux thermomètres, deux boussoles, un sextant, deux chronomètres, un
horizon artificiel et un altazimuth pour relever les objets lointains
et inaccessibles. L'Observatoire de Greenwich s'était mis à la
disposition du docteur. Celui-ci d'ailleurs ne se proposait pas de
faire des expériences de physique; il voulait seulement reconnaître sa
direction, et déterminer la position des principales rivières,
montagnes et villes.
Il se munit de trois ancres en fer bien éprouvées, ainsi que d'une
échelle de soie légère et résistante, longue d'une cinquantaine de
pieds.
Il calcula également le poids exact de ses vivres; ils consistèrent en
thé, en café, en biscuits, en viande salée et en pemmican, préparation
qui, sous un mince volume, renferme beaucoup d'éléments nutritifs.
Indépendamment d'une suffisante réserve d'eau-de-vie, il disposa deux
caisses à eau qui contenaient chacune vingt-deux gallons [Cent litres à
peu près. Le gallon, qui contient 8 pintes, vaut 4 litres 453].
La consommation de ces divers aliments devait peu à peu diminuer le
poids enlevé par l’aérostat. Car il faut savoir que l'équilibre d'un
ballon dans l'atmosphère est d'une extrême sensibilité. La perte d'un
poids presque insignifiant suffit pour produire un déplacement très
appréciable.
Le docteur n'oublia ni une tente qui devait recouvrir une partie de la
nacelle, ni les couvertures qui composaient toute la literie de voyage,
ni les fusils du chasseur, ni ses provisions de poudre et de balles.
Voici le résumé de ses différents calculs:
Fergusson. 135 livres. Kennedy... 153
-- Joe 120 -- Poids du premier ballon... 650 --
Poids du second ballon 510 -- Nacelle et filet. 280 --
Ancres, instruments, Fusils, couvertures, 190 -- Tente,
ustensiles divers, Viande, pemmican, Biscuits, thé, 386 --
Café, eau-de-vie, Eau... 400 -- Appareil
700 -- Poids de l'hydrogène. 276 -- Lest
200 -- ------------- Total. 4000 livres
Tel était le décompte des quatre mille livres que le docteur Fergusson
se proposait d'enlever; il n'emportait que deux cents livres de lest,
pour « les cas imprévus seulement, » disait-il, car il comptait bien
n'en pas user, grâce à son appareil.