Le Lifter, une expérience de haut vol !

Il y a quelques années, j’ai découvert sur Internet le lifter (ou ionocraft), un « condensateur asymétrique » capable de voler (ou léviter) lorsqu’il est parcouru par un courant éléctrique, grâce à un phénomène dénommé effet Biefeld-Brown. Sur Internet, un expérimentateur indépendant est rapidement devenu la référence en la matière dans les années 2000 : Jean-Louis Naudin,  qui partage ses expériences et ses plans sur son site Web, il existe également une version officielle  francophone de ces pages à cette adresse. A noter également les autres expériences de cet expérimentateur pas comme les autres et touche à tout.

Alors que j’avais en tête ce projet depuis plusieurs années, je me suis enfin décidé à construire mon propre lifter et à réaliser moi même cette expérience qui s’annonce passionnante. Je souhaite détailler ici mon expérience personnelle.

Le vol du lifter

En guise de mise en bouche, je vais tout d’abord vous présenter quelques photos et vidéo de mon lifter, suite à quoi je détaillerais mon expérience personnelle.

Vidéo du vol

3ieme vol (j’ai essayé de mettre en évidence le vent ionique produit par le lifter avec de la fumée lors du deuxième décollage, mais malheureusement, la fumée n’est pas vraiment visible sur la vidéo, vous pouvez toutefois l’apercevoir en regardant la vidéo en HD et en plein écran):

Comme vous pouvez le constater, le lifter décolle et le vol est stable dés l’établissement de la tension. Le vol produit un bruit faible, il me semble que ce bruit vient en fait uniquement de la vibration du fil fin.

2ieme vol :

1er vol :

Photos du vol

Avant décollage
Avant décollage
Décollage !
Décollage !
Lifter v1 en vol
Lifter v1 en vol
Vue plongeante
Vue plongeante
Lifter v1
Lifter v1
Allongement de la longueur des fils nylon de maintient
Allongement de la longueur des fils nylon de maintient
Vue latérale lifter v1
Vue latérale lifter v1

Lorsque le lifter vol, on peut distingue dans le noir le plasma qui se forme entre les 2 électrodes. On peut le voir sur la photo ci-dessous (photo réalisée en exposition longue (30 secondes), le lifter n’étant pas parfaitement stable, l’image est un peu floue, veuillez m’en excuser) :

Le plasma autours des électrodes du lifter
Le plasma autours des électrodes du lifter

Réalisation du lifter

Attention : la réalisation de l’expérience nécessite d’utiliser la Très Haute Tension (THT), avec des valeurs de l’ordre de 20 000 à 30 000 V (20 à 30 kV). L’intensité est très faible (en général moins d’1 mA), donc en principe pas mortelle pour une personne normalement constituée. Cependant, la manipulation de cette tension n’est pas anodine et il est donc impératif de s’entourer de toutes les précautions nécessaires pour réaliser cette expérience.

Je décline toute responsabilité quand aux dommages physiques et/ou matériels que pourraient causer la reproduction de cette expérience.

La construction du lifter en lui-même représente un faible investissement, autant en temps qu’en argent. La liste du matériel est la suivante :

  • des baguettes de balsa 2×2 mm (on peut en trouver dans n’importe quel magasin de modélisme)
  • de la colle cyanoacrylate (« super glue« )
  • du papier d’aluminium ménager (le plus fin possible, on peut trouver du 12 μm)
  • un fil 1/10 de mm (dit fil corona) que l’on peut obtenir en dénudant un câble souple secteur
  • du fil nylon pour maintenir le lifter sur le plan d’expérience durant le vol

En terme de temps, la construction du lifter ne demande que quelques dizaines de minutes, bien que cela demande une certaine minutie. J’ai simplement suivi les plans du lifter v1 proposé par Jean Louis Naudin.

En terme de coût, le plus cher est la colle (compter par loin de 5€ pour 3 ml). On trouve des baguettes de balsa 2×2 mm de 1m pour moins d’un €. Je les ai payé pour ma part 40 cts pièce et il en faut 2 minimum (environ 150 cm) pour réaliser le lifter v1. Le papier d’alu est celui que j’ai trouvé dans ma cuisine et le fil 1/10 est issu d’un câble secteur de récupération.

L’assemblage du lifter en lui-même ne présente aucune difficulté, bien que la structure de balsa soit légère et fragile. L’opération la plus délicate pour moi fut le collage du papier d’aluminium, car il est réalisé à la cyanoacrylate, ce qui ne laisse (quasiment) aucune possibilité de correction car la prise est immédiate. Mes capacités et techniques apprises quand je faisais des maquettes (pré-assemblage ou pré-positionnement avant collage) prend ici ton son sens.

Concernant les plans fournis par JLN, quelques précisions :

  • J’ai découpé mes feuilles d’alu en gardant environ 5 mm de plus en hauteur que sur les plans (donc 45 mm au lieu de 40 mm) afin de pouvoir recouvrir le haut des baguettes de balsa comme indiqué.
  • Les feuilles d’aluminium font 21 cm de large alors que la structure de balsa en fait 20. Cela permet de réaliser les « contacts électriques » entre les panneaux. Pour ma part, j’ai donc collé mes feuilles de façon à laisser sur chaque coté dépasser les feuilles d’1 cm, qui est ensuite repliée sur le panneau voisin pour assurer l’alimentation. J’ai pour ma part validé que le contact se faisais bien au testeur de continuité, qui m’a montré que l’un des panneau n’était pas bien alimenté (résistance d’environ 200 Ω). L’un des panneaux refusais obstinément d’avoir un contact électrique satisfaisant. J’ai donc fini par faire un petit « pont » entre ce panneau et son voisin en scotchant entre les 2 panneau un petit morceau de fil 1/10.
  • J’ai éliminé les pieds de lifter, qui ne présentent pour moi pas d’intérêt, et alourdi l’ensemble, d’autant que certaines versions du lifter ne s’encombrent pas de ce raffinement.
La structure en balsa du lifter
La structure en balsa du lifter
Le lifter avec sa jupe d'aluminium et le fil corona
Le lifter avec sa jupe d'aluminium et le fil corona
Le lifter terminé
Le lifter terminé
Détail de la fixation du fil
Détail de la fixation du fil
Ma première expérience fut bien décevante : mon premier lifter (celui présenté sur les photos juste ci-dessus) ne décolla pas d’un mm, seuls quelques arcs électriques entre le fil fin et l’aluminium attestèrent que l’électricité arrivait bien jusqu’au lifter.
Vidéo de ce premier essai :
Je me suis donc décidé à construire une nouvelle version du lifter sur la base du Lifter v1, en allégeant au maximum. J’ai donc supprimé le cadre inférieur comme suggéré dans les plans de JLN. J’ai également opté pour une bande d’aluminium unique de 40 mm de large et de 620 mm de long, ce qui évite les problèmes de conductivité entre les panneaux que j’ai eu sur la première version et permet de gagner quelques cm² d’aluminium et quelques points de colle (toujours dans une optique de chasse au poids). De même, de nombreux points de colles sont évités en pliant simplement l’aluminium sur la partie supérieure du balsa, sans coller.
Cette version à fini par voler, c’est les images de cette version qui sont présentée en début d’article.

La construction de l’alimentation

La aussi, je me suis largement inspiré des informations données sur les page dédiée du site de JLN (et plus particulièrement cette page).

Je suis donc parti d’un moniteur PC couleur de récup (un Philips 105E). Par rapport aux conseils donné sur la page de JLN, j’ai fait quelques modifications :

  • N’ayant pas de fer à souder à disposition au moment de la réalisation de l’alimentation, j’ai serti un fil dans une cosse que j’ai simplement connecté sur l’une des nombreuses vis de masse de l’écran (la tresse qui entoure l’écran est reliée à la même masse que le châssis).
  • Pour les mêmes raison, j’ai simplement fixé mon câble sur la ventouse de l’alimentation THT du moniteur avec un domino d’électricien, bien isolé du reste grâce à du chatterton
  • Les fils sortent ensuite du moniteur via les trous de ventilation
  • L’alimentation est protégée contre les court-circuit grâce à une résistance 250 k Ω/2W (qui va donc « consommer » quelque chose comme 150V, ce qui est négligeable au vue des tensions en jeu).
  • Un domino est fixé de chaque coté pour connecter les sorties. Coté positif, j’ai donc une sortie avec ma résistance 250 k Ω (en fait deux résistance en série 150 + 100 kΩ), et coté terre, deux fils sortent du domino. L’un permet de connecter le lifter, et le second passe dans une résistance 10 k Ω et permet de vider la THT en fin d’expérience en faisant court-circuit sur le + après débranchement de l’alimentation.
  • J’ai utilisé des pinces crocodile pour connecter les fils 1/10 aux câbles d’alimentation (je me voyais mal en effet utiliser des dominos avec du fil d’1/10 de mm).
Quelques images de la construction de l’alimentation :
Connexion du fil de masse (fil blanc)
Connexion du fil de masse (fil blanc)
Connexion polarité positive avec un domino d’électricien sur la ventouse
Connexion polarité positive avec un domino d’électricien sur la ventouse
Isolation borne positive
Isolation borne positive
L'alimentation "terminée"
L'alimentation "terminée"

Règles de sécurité

Pour tous mes vols de lifter, je m’astreint à respecter les réglés suivantes :

  • Etre chaussé
  • Pas de bijoux ou autres accessoires inutiles et encore moins métalliques (exit chaines de cou, gourmettes, bagues…)
  • Pas d’animaux dans la pièce de l’expérience
  • Éventuels observateurs en retrait
  • Réaliser l’expérience sur une surface  isolante et non humide
  • Réalisation des connexions électriques entre le lifter et l’alimentation avec l’alimentation impérativement débranchée du secteur (et déconnexion du secteur avant de débrancher le lifter en fin d’expérience)
  • Utilisation d’une rallonge avec interrupteur pour allumer et éteindre « à distance » l’alimentation haute tension
  • Ne JAMAIS toucher le lifter tant que l’alimentation est connectée au secteur.
  • Décharger impérativement l’alimentation en faisant court-circuit entre le + et le – avant de toucher le lifter
  • Décharger le lifter en faisant contact entre la jupe et le fil fin avant de le toucher (ce contact se fait avec un morceau de fil électrique dénudé sur quelques millimètres à ses extrémités. Il va de soit que cette opération ne se fait pas avec un fil de fer « nu »). Cette opération est redondante avec la précédente, mais comme on dit, deux précautions valent mieux qu’une. N’oubliez pas que le lifter est un condensateur : il stocke de l’énergie et peut donc contenir une certaine  quantité d’énergie même plusieurs minutes après la coupure de l’alimentation. Cette énergie se videra dans votre corps si vous ne pensez pas à le décharger avant de toucher le lifter (ce qui n’est jamais bon même si la quantité d’énergie stockée est très faible).
  • Débrancher le lifter en commençant par la masse (polarité -) puis en débranchant le +. Pour ma part, je connecte ensuite les 2 prises crocodile (+ et -) ensemble afin de les mettre en court-circuit.
  • Enfin, n’oubliez pas que lorsque l’on travail avec de la haute tension, certaines des règles communément admises en électricité ne sont plus valables ! Je voulais notamment attirer votre attention sur le fait qu’avec ces tensions, l’air n’est plus forcément un isolant, et l’électricité peut faire des « bonds » de quelques centimètres à travers l’air pour rejoindre une masse (voir la vidéo de mon premier lifter ou des arcs électriques sont produits alors que les électrodes sont séparées par un peu moins de 30 mm d’air).
Pour ma part, j’ai réalisé une check-list dans l’esprit de celles utilisées en aviation. Le but est d’organiser les choses de façon à ne rien oublier d’important. Voici mon model de check-list.

Informations supplémentaires

Principe du vol

On est en droit de se demander « Qu’es-ce qui peut bien faire voler les lifter ? ». La haute tension provoque un « vent ionique« , dirigé vers le bas (en fait dirigé dans le sens « conducteur fin » vers « conducteur large », la polarité n’intervient pas à priori). Ce « vent » est suffisamment rapide et dense pour provoquer une poussée capable de compenser la masse du lifter (+ une éventuelle charge utile), et donc de faire le léviter comme par magie, et cela sans aucuns bruit.

Cette propulsion par ion à donné son nom anglais au lifter : ionocraft.

Antigravité ?

Sur Internet, on lit parfois que les lifter produisent de l' »antigravité« . Le lifter ne génère aucune antigravité, d’ailleurs, il doit impérativement évoluer dans l’air pour fonctionner (les lifter ne fonctionnent pas dans le vide comme de nombreuses expériences l’ont démonté). Les lifter génère donc une poussée, comme le font, par des principes différents, une montgolfière ou un avion, mais aucune antigravité. Cette thèse à même fait l’objet d’un épisode de mythbuster, ou les expérimentateurs reproduisent un lifter et le testent dans une chambre à vide puis même avec un gravimètre (appareil destiné à mesurer un champ de gravité).

Voici l’émission (en anglais) :

Partie 1 :

Partie 2 :

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