Construire un Bateau Pop Pop : Modèle de Base

Catégorie : Bricolage, Science amusante

15 jan

Bateau Pop Pop avec serpentin de cuivre

Dans son film Ponyo sur la falaise, le réalisateur Hayao Miyazaki met en scène un jouet fascinant, à la manière d’un trait d’union entre deux mondes, le terrestre et le maritime ; et entre deux personnages issus de ces mondes, Sosukê un garçon de 5 ans et Ponyo une petite fille poisson.

Ce jouet, c’est un Bateau Pop Pop ; et la fascination devient plus grande encore lorsque pour les besoins du récit, le bateau se trouve agrandi par la magie de Ponyo et embarque les deux personnages à son bord.

Il s’agit d’un bateau à vapeur dont le principe de propulsion a été sujet à controverse. Nous avons tenté d’en comprendre davantage en réalisant nos propres modèles.

principe de fonctionnement

Le moteur du Bateau Pop Pop est constitué d’une poche en métal faisant office de chaudière de laquelle sortent deux tuyères qui viennent s’immerger à l’arrière du bateau. Lorsque le circuit est rempli d’eau, une bougie porte le liquide à ébullition et le transforme en vapeur et provoque une réaction propulsive. La dépression créée par l’expulsion de ce tube d’eau engendre une réaspiration d’eau dans la tuyère, ce qui maintient le niveau d’eau dans le circuit. Le cycle se reproduisant ainsi jusqu’à épuisement de la bougie. Le « Pop Pop » du moteur est produit par la dilatation et la condensation d’une des surfaces de la chaudière faite d’une lamelle souple. Pour les modèles à simple serpentin de cuivre, il n’y a pas de « Pop Pop »…

Ce que nous allons réaliser

Nous allons commencer par construire un modèle à serpentin de cuivre. Ce modèle ne produit pas le caractéristique « Pop Pop », mais il constitue un bel objet d’expérimentation avant d’évoluer vers des versions plus élaborées.

ce qu'il nous faut

- Une coque de bateau (récupérer un jouet de plage ou une barque « Playmobil »)
- Un tuyau de cuivre de 3 ou 4mm de diamètre et 30cm de long (selon la taille du bateau)
- Une bougie Chauffe-plat
- Une boîte d’allumettes
- De la colle à deux composants
- Du sable fin

les étapes de fabrication

1. Réalisation du Serpentin de Cuivre

Comment plier un tuyau de cuivre?

Comment plier un tuyau de cuivre?

C’est la partie la plus délicate : il s’agit d’enrouler le tube de cuivre sur lui-même de manière à réaliser le reservoir d’eau qui sera porté à ébullition. Un tube de cuivre de telle section casse très facilement. Le petit « truc » consiste à le remplir de sable fin pour le densifier avant de réaliser le pliage.

Aspirer le sable dans le tuyau de cuivre

Aspirer le sable dans le tuyau de cuivre

Lorsque nous avons bien rempli notre tuyau de sable, nous allons pincer les extrémités du tuyau pour maintenir le sable à l’intérieur afin d’effectuer le pliage.

Emprisonner le sable dans le tuyau en pinçant les extrémités

Emprisonner le sable dans le tuyau en pinçant les extrémités

Il va falloir déterminer où commencer le pliage, ce qui dépendra de la distance entre le zone de chauffage et la poupe du bateau. Prévoir 5mm de plus pour l’immersion des tuyères. Saisir le tuyau de cuivre avec une pince plate et plier délicatement tous les 2mm suivant un angle de de 10 à 15 degrés environ afin de créér une première boucle.

Réaliser une première boucle avec le tube de cuivre

Réaliser une première boucle avec le tube de cuivre

Il n’est pas nécessaire de faire plusieurs boucles ; il s’agit simplement de créer une zone de concentration de l’eau qui sera exposée à la bougie. Enfin, plier les sorties des tuyères de sortes qu’elles soient parallèles. Le parallélisme est important car il déterminera la course du bateau. Si notre bateau tourne en rond, c’est que les tuyères ne sont pas parallèles.

Et voilà le travail!

Et voilà le travail!

2. Installation du dispositif sur la coque

Ensuite, nous allons scier les extrémités de nos tuyères pour libérer le sable et monter notre dispositif sur le bateau. Le diamètre de nos tuyères étant de 4mm, nous allons percer 2 trous de 4,5mm à l’arrière du bateau comme deux voies d’échappement. Au moment de percer, appliquer un certain angle à la perceuse de sorte que les tuyères plongent en dessous du niveau de flottaison.

Installer le dispositif.

Installer le dispositif

Il ne reste plus qu’à obstuer le passge des tuyères pour rendre à la coque son étanchéité. Pour cela, on pourra faire couler de la colle à deux composants sur la zone ou les tuyères sortent de la coque. Mettre une cale pendant le sechage pour maintenir l’inclinaison du dispositif ; notamment pour prévoir de glisser la bougie chauffe-plat sous le serpentin.

Étanchéifier la coque du bateau

Étanchéifier la coque du bateau

Voilà! une fois le sechage complet, nous allons faire naviguer notre petit bateau.

3. Mise à l’eau et démarrage

Injecter de l'eau dans les tuyères

Injecter de l'eau dans les tuyères

Donc, il s’agit d’abord de remplir le serpentin d’eau en évitant les bulles d’air dans le circuit. Pour ce faire, on peut simplement souffler de l’eau par une des tuyères. Lorsque l’eau ressort par l’autre tuyère, boucher les orifices avec les pouces et déposer le bateau dans l’eau, en immergeant les tuyères. On peut également injecter l’eau avec une seringue.

Mise à feu du Bateau Pop Pop.... et ça navigue!

Mise à feu du Bateau Pop Pop.... et ça navigue!

Ensuite, installer la bougie chauffe-plat de sorte que la flamme soit au niveau des spirales du serpentin de cuivre. Attendre patiemment que l’eau monte à ébullition dans le circuit. Progressivement, notre bateau prendra son rythme de croisière. Pour faciliter le démarrage, on peut remplir le bassin de navigation avec de l’eau déja chaude. Le dispositif n’étant pas protégé du vent ou de l’eau, l’expérience sera plus concluante en intérieur.

pour aller plus loin

Le film de Hayao Miyazaki Ponyo sur la falaise met en scène le principe d’amorçage d’un bateau Pop Pop grandeur nature. Ce film est avant tout une très belle histoire d’enfants amoureux ou le réel est le fantastique sont indissociables. Une belle référence!

Voici quelques liens pour en savoir plus sur les Bateaux Pop Pop :

Wikipedia

Historique du Bateau Pop Pop

Eclectic Space

Captain Pop Pop

Droguerie de la Marine

Les Bateaux Pop Pop

8 commentaires ...

  1. Oui, j’ai essayé votre moteur, mais il s’arrête au bout de quelques minutes, car ce n’est pas un moteur « pop pop »… il faut une cuvette et une membrane qui vibre + un ou deux tubes diamètre 4 intérieur… j’en ai construit plusieurs, en abandonnant l’étain comme soudure d’apport, car ça fond très rapidement et j’ai opté pour un clinquant vissé sur une cuvette avec des cadres pour rigidifier l’ensemble (+ brûleur alcool à brûler)… ça ne s’arrête que par manque de carburant… les 2 tubes sont brasés au cupro-phosphore sur la cuvette en cuivre.

    Bon courage et bon bricolage

  2. Bonjour Patrick,

    Cet article présente un modèle de base qui permet d’introduire les moteurs à membrane et d’en comprendre le principe. Effectivement comme indiqué dans l’article, on n’aura pas le pop-pop caractéristique des modèles à membrane. L’efficacité du moteur réside également dans le rapport entre le volume d’eau à chauffer et la puissance de la flamme soumise aux conditions atmosphériques ou de l’environnement immédiat. Je recommanderai aujourd’hui d’utiliser des tubes de cuivres de 3mm pour réduire le volume d’eau contenu dans le serpentin. Je vous renvoie à notre article complémentaire : Construire un Bateau Pop Pop : Modèle Deluxe. Merci pour vos solutions. @+

  3. Pourriez vous m’indiquer comment se procurer du tube de cuivre de 3
    je ne trouve pas chez les fournisseurs de plomberie j’ai l’intention de réaliser avec mes classes de techno 15 bateaux
    Merci d’avance

  4. Bonjour Roger,

    Le mieux est d’orienter vos recherches vers les enseignes de modélisme. Vous trouverez les tubes de cuivre de 3mm chez PICO MODELES ou chez PB Modélisme. Bon bricolage à toute votre classe! @+

  5. Bonsoir

    Dans les magasins, tels que Bricomachin ou Leroymachin, ils vendent des tubes en laiton 4×0,5, ce qui fait 3 mm intérieur… le laiton se recuit comme le cuivre, pour le rendre malléable, puis on cintre facilement…

    Info un peu tardive… pas sur la tête

    Amicalement… Patrick

  6. Bonjour Patrick,

    Un Grand Merci pour ces infos très riches que tu nous livres. J’envisage prochainement de construire quelques modèles nouveaux et je vais tester certaines de tes propositions, notamment ces tubes en laiton! Merci et Merci encore pour ces partages. Je recommande chaudement ton site https://sites.google.com/site/moteurpoppopbalou/ pour les remarquables réalisations que tu y présentes! @++

  7. Bonjour Henri

    Question des tubes en laiton, on trouve facilement ces tubes dans les magasins de bricolage… diamètres 2 x 0,5 pour les évents des brûleurs, 4 x, 0,5 pour le passage des mèches, 6 x 0,5 pour les tubes moteurs… etc… ils se travaillent comme les tubes cuivre (cuivre rouge) et pour les cintrer il suffit de les chauffer au rouge sombre à l’endroit du cintrage. Comme le laiton (cuivre jaune) est un alliage (cuivre/zinc), ne pas oublier le décapant… affaire à suivre… je regarderai tes travaux.

    Bien cordialement

    Patrick

  8. Bonjour Patrick,

    Merci pour ces infos qui m’ont renvoyé sur ton site très riche. Il faudra que je prenne le temps de fabriquer un des ces beaux moteurs rectangulaires démontables!! @++

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