Bateaux Pop pop

Comment ça marche ?

On peut considérer que le moteur pop-pop est une sorte de petite chaudière à vapeur dont la dilatation expulse l'eau
d'une conduite et que sa condensation sert à aspirer l'eau, par la dépression créée, dans la même conduite.
Le résultat de l'opération d'un cycle est que le bateau avance. Pourquoi ? Les avis diffèrent. Certains vont
même jusqu'à avancer que c'est uniquement parce que, le bateau étant pointu devant et large à l'arrière,
la différence de pénétration dans l'eau entre la marche-avant et la marche-arrière explique que le bateau avance.
Mais ceux qui ont vu une boite de thon en conserve transformée en bateau à moteur pop-pop avancer, pourront
témoigner que cette explication ne peut pas être scientifiquement correcte, puisqu'invalidée par l'expérience.

L'inventeur initial se nomme Désiré Thomas Piot, qui, alors qu'il était londonien, déposa deux brevets(en 1891) et
(en 1897). Cet ingénieur français, spécialiste en génératrices électriques, s'est illustré au concours Lépine, et sa
première action notoire en "technologie pop-pop" est une demande de brevet sur un perfectionnement des
chaudières à vapeur. Il semble cependant si peu convaincu par son invention qu'il mentionne que son moteur
pourrait être utilisé à la propulsion de jouets.
En 1924, C.J. Mc Hugh prit en Amérique le brevet n° 1,598,934 (Juin 1924). Il consistait à améliorer l'invention de l'ingénieur Piot, en créant une chambre d'évaporation munie d'une membrane flexible à sa partie supérieure.
Même si certains spécialistes de la technologie pop-pop dénigrent cet artifice qui diminuerait d'après eux le
rendement de la machine, il est important de noter que le bruit généré par cette capsule flexible est à l'origine
du nom de pop-pop, le moteur Piot étant quasiment silencieux.

Moteur Pop pop

Principe de fonctionnement du Pop pop expliqué par Guy Eslier téléchargeable au format pdf en cliquant ici
Nous venons de poser le bateau sur l’eau. Le moteur est rempli par aspiration à l’aide d’un tuyau souple emboîté sur l’un des deux tubes. Soit « H » la hauteur de dénivellation entre la surface de l’eau du plan d’eau ou flotte le bateau et la surface de l’eau dans la chaudière. La pression « Pse » dans la chaudière à la surface de l’eau est la suivante. La pression « Pa » s’appliquant sur la surface du plan d’eau est la pression atmosphérique. La pression « Pse » est inférieure à la pression atmosphérique. Elle égale à : Pa- la hauteur de colonne d’eau H. Soit : Pse = Pa - (H x r x g) H: hauteur en m ;soit 0,03 m (3cm) r: Masse volumique de l’eau en kg/m3 ; 1000 kg/m3 g: pesanteur ; 9,81 N/m Pse = Pa - (0,03 x 1000 x 9,81) = Pa - 294,3 pascals En pression relative, en négligeant Pa ; Pse = - 294,3 pascals ou -3cm de colonne d’eau. En chauffe il faut d’abord vaincre l’inertie thermique de la chaudière et celle de l’eau. Il y a élévation de la température de l’eau de 10 à 100°c. Il y a ensuite vaporisation c’est là que la pression va augmenter brutalement .
En effet un volume d’eau passant de l’état liquide à l’état vapeur augmente de 1600 fois ( à la pression atmosphérique). Autrement dit il se produit dans la chaudière une petite explosion qui provoque les pops entendus pendant le fonctionnement. L’augmentation subite de la pression dans la chaudière ne peut s’évacuer que par l’un des tubes en chassant l’eau qu’il contient et pop!. La vitesse de l’eau chassée du tube engendre de l’énergie cinétique et provoque une pression négative dans la chaudière compensée l’instant suivant par la remontée de l’eau dans le tube. Il y a à nouveau de l’eau dans la chaudière et un nouveau cycle recommence; La temporisation entre deux pops est due à l’inertie thermique de l’eau qui doit être réchauffée avant d’absorber encore de la chaleur pour vaporiser etc. A titre indicatif 1kg d’eau pour augmenter sa température de 90°C (de 10 à 100°C) absorbe 90 Kilocalories. Et pour passer de l’état liquide à l’état vapeur sans changement de T°C il lui faut encore 550Kcal. En regardant attentivement la petite vidéo « pop-pop » on peut observer qu’il y a deux catégories de pops d’intensités différentes. Le plus faible, régulier, provoqué par l’échappement d’eau et vapeur du tube. Et le plus fort, irrégulier, provoqué par la déformation de la membrane. Lorsque la chaudière est constituée d’un serpentin on ne perçoit que le pop faible. Mais il est malgré tout audible alors que les vibrations du moteur sont moindres. La propulsion du bateau est donc due à l’énergie cinétique des produits chassés du tube (liquide et vapeur). L’énergie contraire, du fait du liquide aspiré dans l’un des tubes, n’est en rien comparable. Les produits expulsés (liquide et vapeur) sont dotés d’un volume important et d’une grande vitesse. Le produit aspiré ne comporte que du liquide doté d’un volume et d’une vitesse faibles. Compte tenu que l’énergie cinétique est proportionnelle au carré de la vitesse (e= u2/2g) on peut aisément concevoir qu’il ne résulte du système et de son fonctionnement que de l’énergie propulsive dirigée à l’inverse de l’échappement. La carène du bateau comportant un côté pointu ou non n’influe en rien sur la propulsion sinon sur la performance. P.S. J’ai éprouvé la nécessité de donner cette explication qui me semble plus pédagogique que celles que j’avais lu précédemment Guy Eslier

Shéma de principe

quelques images de divers modèles de bateaux Pop Pop

ce modèle mesure environ 1 mètre de long !