André Dessaint, Restaurateur d'objets industriels,
Musée des sciences et de la technologie du Canada

Introduction

En juin 1992, le Musée national des sciences et de la technologie (maintenant le MSTC) ouvrait une nouvelle exposition intitulée Le Canada dans l'espace. Cette exposition avait pour but de démontrer et d'illustrer la contribution canadienne dans l'exploration continue de l'espace et sa participation dans le système de communication globale.

Plusieurs des objets furent choisis pour leur signification dans l'étude de l'espace par des instituts canadiens. Un de ces objets était le lanceur de fusée NIKE, utilisé par le Conseil national de recherches du Canada (CNRC), pour lancer des fusées-sondes expérimentales de type Black Brant 3, pour explorer la haute atmosphère. Un prototype de ces fusées sera exposé sur la rampe de lancement.

Des fusées-sondes furent lancées pour étudier les changements de la haute atmosphère au cours des éclipses solaires totales et pour étudier les aurores boréales dans les années 1970.

Black Brant est le nom anglais de la bernache noire, une petite oie de l'Arctique au plumage sombre et au vol rapide.

Black Brant 3 - caractéristiques :

• diamètre : 26 centimètres
• longueur : 5,5 mètres
• poids : 269 kilogrammes
• poids de charge brute : 40-90 kilogrammes
• vitesse ascensionnelle maximum : 1880 mètres à la seconde
• altitude maximum : 163 kilomètres

Le projet de restauration a débuté au début de janvier 1992. Le but du projet était de remettre le lanceur à son état original lors de son utilisation, comme lanceur de fusée expérimentale, par le CNRC. À cette époque, le lanceur était jaune et quelques modifications avaient été faites durant sa transformation de lanceur de missile à lanceur de fusée-sonde expérimentale. Le CNRC avait malheureusement repeint le lanceur aux couleurs de la Société, soit bleu et blanc, pour une exposition de leurs installations pendant les années 1970. Il a été repeint bleu et blanc une autre fois avant que le Musée en prenne possession en 1986; cette fois là l'application n'avait été faite qu'au pinceau.

Il fallait donc déterminer le meilleur procédé pour peindre le lanceur et avoir le système hydraulique opérationnel de façon à pouvoir exposer le lanceur avec une fusée Black Brant 3 ® selon un angle adéquat. Il y avait peu d'information concernant le lanceur. Il était principalement construit d'acier, les rails de la rampe de lancement étaient en aluminium et la rampe pouvait être élevée de 0 à 90 par un système hydraulique opéré par un moteur électrique. L'acier avait été peint à maintes reprises et l'aluminium était oxydé.

Les défis

Moins de 5 mois pour préparer le lanceur pour l'exposition : cela comprenant rapport de condition, traitement proposé et traitement. La température pendant l'hiver au Canada est très froide, et une partie du traitement a eu lieu à l'extérieur; froid, intempéries, humidité, espace de travail affecteront le procédé.

Le projet m'avait été assigné officiellement le 2 janvier 1992; il fallait maintenant préparer le plan de travail. Premièrement, le lanceur a été transporté au laboratoire de restauration avec une remorque "Travel-Lift "®, spécialement conçu avec un système hydraulique pour déménager les bateaux de la collection du Musée. L'utilisation de cette remorque sera très pratique pendant le traitement, pour manipuler le lanceur qui est d'une dimension de plus de 7 m de long.

Restauration de l'objet

Condition générale :

En général le lanceur est en relativement bon état; Le lanceur et la rampe sont fabriqués en acier et les rails en aluminium; La rampe, amovible, est montée sur le lanceur à l'enversé ce qui sera corrigé pendant le traitement; La rampe de lancement peut être élevée par un cylindre hydraulique actionné par une pompe hydraulique présente sur le lanceur; La pompe est opérée par un moteur électrique de 230 volts, 1 phase; Le câble d'alimentation pour le moteur fut coupée; Les commandes pour actionner la rampe semblent en bon état; Le mécanisme pour élever la rampe peut être remis en état de fonctionner assez aisément, et devra l'être pour évaluer la condition exacte du mécanisme; Le réservoir d'huile hydraulique est pratiquement plein et l'huile est très propre;

Circuit électrique :

Les interrupteurs et disjoncteurs sont en état opérationnel; Le système électrique présent est une adaptation pour répondre aux besoins de la nouvelle utilisation du lanceur et devra être réactivé; La rampe, amovible, est montée sur le lanceur à l'enversé ce qui sera corrigé pendant le traitement; Le système électrique original n'est pas opérationnel Toutes les connexions semblent être en bon état, mais devront être inspectées lors de la réactivation; Le câble d'alimentation pour le moteur de la pompe hydraulique est coupée; nous avons donc connecté un câble d'alimentation avec fiche pour prise 230 volt, 1 phase; Nous avons ensuite vérifié les connexions du moteur et elles étaient toutes en bon état.

Système hydraulique :

Le niveau d'huile dans le système est acceptable et l'huile propre; Tous les boyaux semblent en bon état; La pompe tourne librement et son fonctionnement devra être vérifié, ainsi que le système électrique;

Il était difficile d'évaluer l'état exact des systèmes électrique et hydraulique sans tout d'abord les faire fonctionner. La première partie du traitement consistait à brancher et à vérifier l'opération des deux systèmes. Ceci fut donc les effectué avec succès en collaboration avec le Département d'électricité du Musée. Le moteur et la pompe hydraulique fonctionnaient bien; nous avons ensuite vérifié le fonctionnement de la rampe. La vérification fut très satisfaisante; les commandes et la pompe étaient en bon état. Le cylindre hydraulique de la rampe effectuait le plein mouvement requis, soit de 0 à 90 . Les cadrans indicateurs de pression fonctionnaient proprement. Les seuls problèmes ont été deux fuites observées aux joints à la valve de commande. Les joints ont été serrés et le problème a été réglé.

Système mécanique :

Une cheville d'assemblage manque à une barre latérale du chôssis. Une copie sera donc nécessaire pour remplacer cette cheville; Les deux crics stabilisateurs installés au bout de chaque patte des supports arrière du lanceur fonctionnent proprement, mais n'ont pas de manivelle. Il faudra donc les ajuster avec une clé. Le support/cric pivot situé à l'avant n'est plus réglable en hauteur car certaines parties manquent et la hauteur a été ajustée en permanence.

Rampe de lancement

La rampe est construite en acier et peinte en blanc. Le mécanisme pour installer la rampe sur son support est couvert de peinture et cela nuit au verrouillage de la rampe. Les rails sur lesquels étaient installées les fusées-sondes sont fabriqués en aluminium et attachés à la rampe avec des supports en "U" faits d'acier. L'aluminium est oxydé et devra être traité. La rampe de lancement est amovible et sera donc traitée séparément. Elle est installée sur le support de rampe dont l'inclinaison est réglable grâce au système hydraulique.

Peinture

Le lanceur fut d'abord peint en vert militaire lors de son assemblage pour l'armée américaine. Par la suite, lors de son utilisation comme lanceur de fusée expérimentale par le CNRC dans le nord du Manitoba, il a été peint en jaune chrome, couleur que nous voulions reproduire pour l'exposition. Lors de l'acquisition du lanceur par le MSTC, il a étant peint en bleu et blanc. Il semblait y avoir eu deux différentes applications, la première par aérosol et la deuxième au pinceau avec une mauvaise préparation.

Au début du traitement, des échantillons de peinture ont été prélevés à différents endroits sur le lanceur. Les meilleurs échantillons ont été montés dans des moules de résine afin d'être examinés sous un microscope en coupe transversale. Cela avait pour but de confirmer l'ordre chronologique des différentes applications de peinture.

Après avoir examiné les échantillons, nous avons confirmé les différentes applications de peintures comme étant : 1. vert militaire, 2. jaune, 3. bleu ou blanc selon l'endroit.

Choix de méthode de préparation

Il fallait donc décider de la préparation du lanceur avant de le repeindre en jaune. Quelques méthodes ont été considérées selon les matériaux accessibles par le laboratoire; en voici les descriptions et les résultats.

1. La première approche consistait à préparer le lanceur en sablant toutes les surfaces afin de pouvoir peindre directement sur les couches existantes, mais la dernière application de peinture avait été tellement mal faite qu'il fallait la retirer. À cause de la construction complexe de l'objet, cette technique était inadéquate.
2. Différents essais ont été faits avec des décapants chimiques. Ce procédé s'avérait hasardeux à cause des gaz dégagés par les décapants chimiques, et coûteux parce qu'il fallait aussi récupérer et jeter les résidus du traitement par l' intermédiaire d'une firme spécialisée.
3. L'autre procédé consistait à utiliser un système abrasif à jet, utilisant de la coquille de noix en poudre, SHELBLAST AD6B® à grain moyen, qui semblait plus appropriéé étant donné l'utilisation de produits non toxiques et la disponibilité d'un système pour effectuer cette têche. Il a donc été décidé de décaper l'objet avec ce dernier procédé.

Voici une brève description du système abrasif à jet utilisé pendant la restauration du lanceur de fusée.

Nous avons à notre disposition un système stationnaire que nous avons monté sur une plate-forme pour le rendre portatif. Nous sommes aussi équipés de casques protecteurs avec mode respiratoire pour l'opération.

L'équipement est de marque Clemco® distribué par ZERO Manufacturing Co. ®.

Nous avons 2 différentes buses pour le pistolet à jet, soit de 5 mm et de 10 mm.

Le système est aussi équipé d'un mécanisme de récupération et de filtration à sec, ce qui permet de réutiliser notre matériau. Le tuyau de retour fut utilisé comme aspirateur pour la récupération. Avec environ 130 kilogrammes de matériau en réserve, il était possible de travailler environ 20 minutes.

Le système de respirateur/protecteur facial consiste en un filtre à air, deux casques protecteurs avec contrôles climatiques, capes protectrices avec 10 mètres de tuyau. Le tout est connecté à l'air comprimé.

Installation de l'abri temporaire pour traitement avec système abrasif à jet

Après avoir déterminé le procédé exact pour décaper le lanceur, il nous fallait une chambre isolée, bien aérée et suffisamment éclairée pour procéder au traitement. À cause de la dimension du lanceur qui faisait plus de 7 m de long, ce genre d'installation n'existait pas au Musée; il a fallu improviser. Nous avons donc bâti un abris temporaire à l'extérieur du laboratoire juste devant une des portes d'accès.

L'abri a été construit avec des sections d'étagères, du contre-plaqué et des bâches de polyéthylène récupérées. Sa dimension était de 7,3 m de long x 3 m de large x 3,65 m de haut.

Nous étions maintenant prêts à commencer le traitement de décapage du lanceur. Étant installés à l'extérieur pour ce traitement, nous avons dû sortir le lanceur de fusée et l'équipement nécessaire sur une base quotidienne et à la fin de la journée les remettre à l'intérieur pour éviter tout vandalisme. Ce procédé prenait pratiquement 3 heures. Il ne restait donc qu'environ 4 heures de travail par jour. Le lanceur était déplacé avec la remorque Trail Lift. Le système abrasif était installé près de la porte de l'atelier et de l'abri, là o- l'électricité et l'air comprimé pouvaient être connectés.

Décapage de l'objet

Le décapage a commencé le 17 février. Il était préférable de travailler à des températures plus froides que -10 C ; de cette façon la neige sur le toit et la glace sur le plancher de l'abri ne fondent pas. Ce procédé réglait le problème d'humidité qui nuisait considérablement au bon fonctionnement de l'équipement, car le matériau abrasif humide bloque le système. L'inconvénient le plus évident est d'attendre les journées oûle mercure baisse à près de -10 C. À l'occasion, quand la neige sur le toit et autour de l'abri avait fondu, nous avions la chance de travailler à des températures quelquefois supérieures à 0 C! Étant donné les circonstances, cela a duré jusqu'au mois d'avril. Par exemple la première semaine, nous n'avons pu travaillé que 10 heures.

La première semaine, nous avons surtout fait des expériences avec la pression du jet et différentes grosseurs de buse pour le pistolet, soit 5 mm et 10 mm. Après quelques tentatives, il semblait que la plus grossse buse répondait mieux à la tâche avec des pressions variant de 275 à 550 kPa (de 3 à 6 bars). La buse de 10 mm a donc été utilisé pour la majorité du traitement.

Au début, nous pensions n'enlever que la peinture instable de la surface, mais en ajustant la pression à 550 kPa, il n'était pas plus difficile d'enlever toutes les couches de peinture jusqu'au métal. Il a donc été décidé d'enlever complètement la vieille peinture et ensuite d'appliquer la nouvelle proprement. La majorité du lanceur a donc été traité avec le pistolet équipé de la buse de 10 mm à une pression de 550 kPa. Le jet était projeté à un angle de 70 à 90 , ce qui donnait le meilleur rendement.

Dès le début du traitement, il fallait localiser les inscriptions d'identification peintes sur les pattes, le couvercle de contrôle et la rampe. En utilisant le système abrasif avec un jet de 275 kPa à un angle de 30 à 45 et éloigné d'à peu près 50 cm, nous n'enlevions que peu de peinture à la fois, ce qui nous permis de localiser l'inscription no3 sur le couvercle de la boête de contrôle. Malheureusement, nous n'avons pas pu localiser les autres inscriptions sur les pattes et la rampe. Utilisant le modèle trouvé sur la porte de contrôle, nous avons pu reproduire un stencil pour le chiffre 3. Après avoir enregistré l'information requise pour les inscriptions, nous sommes revenus à la pression régulière de 550 kPa pour continuer le procédé.

Pendant l'opération, il a fallu démonter certaines parties qui gênaient le décapage. Quand on a enlevé les deux pattes latérales, le reste de l'objet devenait beaucoup plus accessible. Quelques barres latérales du châssis, qui étaient amovibles, ont aussi été enlevées. Elles ont été décapées, préparées et peintes indépendamment. Lorsque ces pièces ont été enlevées, certaines des chevilles d'assemblage ont été détruites. Des reproductions ont été faites par le machiniste de l'atelier d'usinage du Musée.

Pour la partie principale du lanceur, nous avons mis environ une quinzaine de jours pour le décapage. À cause de l'influence de la température, ces 15 jours se situèrent entre le 17 février et le 6 avril. Les pièces démontées et relativement petites furent traitées avec un système abrasif à jet d'air en cabinet. Pour finir le traitement de décapage de la pièce principale, surtout dans des endroits qui n'étaient pas facile d'accès avec le pistolet et la buse utilisée, nous avons adapté un plus petit tuyau de 3,65 m de long au pistolet original. Le nouveau tuyau utilisait une buse en céramique de 6 mm de système beaucoup plus compact. La pression était légèrement réduite à 380 KPa. Cette adaptation a très bien fonctionné. Il fallait par contre bloquer la gâchette du pistolet principal en position de marche et la rejoindre chaque fois qu'il fallait arrêter ou démarrer l'opération. Le résultat a été très satisfaisant et plusieurs endroits inaccessibles ont pu être rejoints grâce à cette adaptation.

Pendant que le lanceur était préparé pour la peinture et peint, le traitement de la rampe de lancement fut entrepris. La rampe a reçu principalement le même traitement que le lanceur. La rampe de lancement était beaucoup moins fragile que le lanceur, il a donc été décidé de laisser la rampe dans l'abri pour la durée complète du décapage, ce qui économisa quelques heures d'installation par jour. Il fallut environ 6 jours pour décaper la rampe. La majorité fut traitée avec le système abrasif original et les endroits difficiles d'accès furent traités avec le plus petit pistolet/buse qui avait été adapté au système.

La coquille de noix était repassée dans le système abrasif environ 4 à 5 fois avant d'être changée à cause de l'usure des granules. Environ 360 kg ont été utilisés pour le traitement au complet.

Traitement des rails d'aluminium

Les rails d'aluminium ont été démontés pour être nettoyés. Ils ont d'abord été nettoyés avec du solvant Stoddard, une brosse à poils de nylon semi-rigide et des chiffons. Après le nettoyage, l'aluminium a été poli avec un poli à métal AutoSol® (hydrocarbure aliphatique, agent polisseur) et des tampons très fins Scotch Brite de 3M® . Les rails ont par la suite été bien essuyés avec des chiffons secs. Ce traitement a retiré les traces d'oxydation et rendu les rails lisses afin d'assurer le glissement de la fusée.

Peinture : sélection, préparation et application

Nous avons déterminé que la peinture utilisée par le CNRC pour peindre le lanceur à l'époque de son utilisation était vraisemblablement un émail industriel. Pour le repeindre, nous avons décidé, avec le conservateur, d'utiliser un émail acrylique pour carrosserie à séchage rapide. L'utilisation de ce produit nous permettait une application rapide, de très bonne qualité avec un fini pratiquement identique au fini originalement utilisé. Nous n'avions aucune information pour identifier la couleur exacte, excepté les photographies dont les couleurs sont souvent inexactes et la peinture jaune sur le lanceur. Le réservoir d'air comprimé pour le mécanisme de frein fut utilisé pour identifier le jaune nécessaire. Le décapage s'est fait beaucoup plus graduellement pour ne pas détruire l'information découverte. Le jaune a ensuite été comparé à la charte de couleurs MUNSELL et sélectionné avec l'aide du conservateur responsable. Un détaillant de peinture qui pouvait faire le mélange requis fut ensuite sélectionné. Après discussion avec le peintre et selon l'application, une peinture d'émail acrylique pour automobile avec durcisseur et diluant a été sélectionnée. La peinture sélectionnée était un peu trop luisante d'après les endroits vérifiés sur le lanceur, nous avons donc ajouté un additif pour rendre la peinture légèrement plus mate : Concentré liquide mat 850 universel pour laque, acrylique et émail par INMONT RM ® BASF.

Après le traitement de décapage, le lanceur a été nettoyé à l'air comprimé. Ensuite 2 applications d'acide tannique diluée à 3,5% ont été faites avec une brosse de nylon avec poils semi-rigides. Après séchage, l'excès a été retiré et l'objet a été nettoyé et dégraissé à l'hydrate méthylique. L'intérieur de la poutre support de rampe a été inspecté par les petites portes d'inspection, un nid de souris fut découvert à l'extrémité avant. L'infestation fut retirée et l'intérieur nettoyé avec un aspirateur. Là oùse trouvait le nid, la poutre était rouillée; après le nettoyage, un traitement d'acide tannique fut appliqué.

Après l'inspection, le lanceur fut peint à l'atelier de peinture du Musée. La première couche fut un apprêt pour métal à séchage rapide à base de laque compatible à la couche de finition, suivi d'un sablage et de deux applications de peinture émail acrylique jaune. La peinture fut appliquée avec un pistolet pulvérisateur.

Les inscriptions "3" sur le lanceur et sur la rampe furent principalement localisées à l'aide de photographies prises sur le terrain pendant l'utilisation du lanceur. La seule inscription localisée sur le lanceur pendant le décapage fut sur la porte du panneau de contrôle. Ces inscriptions furent peintes avec un stencil fait de plastique, avec de la peinture noire lustre en aérosol, après l'installation du lanceur sur le plancher d'exposition. Assemblage et installation du lanceur dans l'exposition Après avoir été peintes, les pièces du lanceur furent déménagées dans le laboratoire de conservation, qui a directement accès au plancher d'exposition.

Il fallait installer le lanceur près de son emplacement final pendant la construction de l'exposition, car des murs devaient être montés tout près et ceux-ci gêneraient l'installation plus tard.

Les pièces peintes ont été réassemblées. Le lanceur fut ensuite transporté près de son emplacement. Les rails furent installés sur la rampe en utilisant les boulons originaux dans l'atelier de conservation avant de déménager celle-ci vers le lanceur et de l'installer avec un chariot élévateur. Une fusée du type Black Brant 3, sans combustible, charge ou moteur fut par la suite montée sur la rampe pour l'exposition. Le lanceur fut ensuite connecté pour pouvoir élever la rampe à l'angle désiré. Après avoir déterminé l'angle, un support de métal, peint jaune, a été fabriqué pour maintenir cet angle pour la durée de l'exposition. Le lanceur a par la suite été couvert jusqu'à la fin des travaux de construction. Les travaux terminés, le lanceur a été installé dans sa position finale et ancré au plancher. La rampe fut élevée a l'angle déterminé et le support installé. Le lanceur était maintenant installé en permanence pour l'exposition "Le Canada dans l'espace"

Conclusion