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Tutoriel : Fabriquer des ailes articulées

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Définir le besoin

Pour réaliser mon costume de Gardien des Rois, il me fallait des ailes ; et pour un effet plus saisissant, il FALLAIT qu’elles s’ouvrent.

La grosse priorité était de donner un effet imposant au costume, comme un paon qui montre sa parure. Pour cela, la course du mécanisme imite celle d’une vraie aile d’aigle, qui ressemble beaucoup à la représentation généralement admise d’un ange.

J’avais le choix de les automatiser pour qu’elles s’ouvrent toutes seules avec une commande, ou de créer un système pour les ouvrir à la main.

Les systèmes automatiques

Pour les systèmes automatiques, il y avait deux solutions : utiliser des moteurs électriques ou un système pneumatique.

Les moteurs électriques permettent un contrôle total de la vitesse d’ouverture des ailes et également de changer les divers angles en cours d’ouverture de façon parfaitement synchronisée pour donner un effet naturel de mouvement d’oiseau.

Le gros problème de cette solution est le poids combiné des moteurs, des batteries, et tous les éléments métalliques utilisés dans le système. Si les ailes sont le seul accessoire, c’est gérable, mais si on y ajoute une épée et une armure, ça devient très lourd à porter.

Le système pneumatique quant à lui permet une ouverture rapide des ailes. La portabilité et l’autonomie du système d’alimentation en air comprimé est plutôt convaincante. Seulement, les pièces requises n’étaient pas facilement trouvables dans le commerce, et donc pas données. Travailler avec l’air comprimé peut également se compliquer rapidement, et il n’était pas certain que je passe les portiques de sécurité des conventions avec des bombonnes d’air sur moi.

Puisqu’aucune des solutions automatiques ne me convenait, j’ai exploré les systèmes manuels.

Les systèmes manuels

Au final avec un système manuel il n’y a qu’une seule chose à déterminer : laquelle de vos articulations sera la source d’énergie pour votre invention géniale !

Le plus pratique généralement est d’utiliser l’un de ses bras, de préférence libre. Bien sûr il serait possible d’utiliser une jambe, un pied, le cou etc. mais ce serait se compliquer la vie !

Dans mon cas, je voulais une longueur de course assez faible pour ne pas avoir à faire un mouvement trop ample. Pour cela, j’ai dessiné un mécanisme dépliant et y ait attaché une corde dirigée avec des poulies. Et là je dois bien avouer que j’ai eu un bon coup de chance : la course était presque pile de la bonne longueur du premier coup :p .

Recherches, dessins et essais

Avant de construire notre aile, il faut déterminer ce que l’on va construire.

Au début, un pivot coulissant semblait être une bonne solution, mais la mise en pratique allait être bien difficile. Pour m’assurer de ne pas me tromper, j’ai coupé des bouts de cartons et les ai assemblés avec du fil de fer.

patron carton

J’ai ensuite testé un système de tiges mises bout à bout, maintenues parallèles grâce à une double barre au milieu.

patron carton

Le mouvement d’ensemble est limité mais satisfaisant.

L’idéal aurait été un angle de course supplémentaire d’avant en arrière mais c’était trop compliqué à mettre en œuvre. J’ai donc laissé libre le mouvement en mettant simplement des buttées minimum-maximum pour régler la course (voir plus loin).

Je suis ensuite passé aux recherches sur la fixation des plumes. Il y a réellement une infinité de possibilités à ce niveau-là. Celle qui m’a semblé la plus pratique et la plus commune est un fil reliant toutes les plumes d’une même rangée entre elles et permettant de régler l’angle d’écartement entre chacune d’elle lorsque l’aile est ouverte (visible sur la photo du tutoriel de Mashayahana sur DeviantArt).

Mashayahana ailes
Crédits : Mashayahana – http://mashayahana.deviantart.com/

Du coup, lorsque l’aile est au repos, le fil n’est pas tendu et toutes les plumes tombent naturellement vers le bas sous l’effet de la gravité. Lorsque le mécanisme est actionné, la première plume, fixée solidement à l’armature, va tirer le fil, qui va tirer sur la deuxième plume, qui elle-même va tirer sur la suivante etc. jusqu’à déplier toutes les plumes de la rangée.

schema ailes articulées

Une autre question était celle de la fixation sur le dos. Les solutions les plus évidentes étaient l’utilisation d’un harnais ou d’un sac à dos. Au final j’ai choisi un sac à dos, que j’ai pratiquement transformé en harnais…

La dernière problématique était la matière des plumes et leur confection. Encore une fois, beaucoup de solutions étaient disponibles, du tissu, à la mousse, jusqu’aux vraies plumes. Mais le tarif variait beaucoup entre chaque…

J’ai opté pour la solution « mousse, bois, ficelle et colle » pour obtenir des plumes souples et légères. La peinture était un peu plus laborieuse à cause de ladite souplesse mais nous sommes parvenus à un bon résultat tout de même grâce au « Dip », une peinture étanche et souple.

Pour déterminer la longueur de chaque branche, j’ai dessiné le prototype sur SolidWorks dans un assemblage articulé. Il s’est avéré assez difficile de régler toutes les longueurs pour que les ailes se replient bien sur elles-mêmes et aient à la fois un bel aspect lorsqu’elles sont ouvertes.

dessin aile
Mesures Ailes articulées

 

Prototypes

Le premier prototype était en bambou. Je pensais que c’était assez robuste et léger pour soutenir toutes mes plumes, mais il s’est avéré cassant et peu durable.

prototype bambou

Il a tout de même servi à confirmer que le mécanisme général était le bon. Et qu’avec quelques ajustements au niveau des tailles des barres en bois, l’effet correspondait.

Pour le sac, il était d’abord prévu de garder la fonction « transport d’objets », mais une fois que la tunique était enfilée, la largeur supplémentaire du sac me donnait un effet bossu et pas vraiment épique. On a donc supprimé la largeur supplémentaire, ce qui nous a amené à couper toutes les poches, qui ne servaient plus à rien au final.

sac a dos ailes
sac a dos ailes

Réalisation du projet

Liste du matériel et des matériaux nécessaires :

  • 1x Sac
  • 4m de tasseaux de bois (peut etre remplacé par du plexiglas par exemple)
  • 1x fine planche de contreplaqué (~5mm) pour la plaque dorsale
  • 2x rondelles larges avec diamètre interne de 6mm
  • 1x rondelle large avec grand diamètre interne
  • 20x boulons ou vis 6mm
  • 20x ecrous serrés 6mm
  • 20x rondelles 6mm
  • 3x petites poulies
  • 40x pitons « fermés »
  • 2x vis à bois (petites)
  • 2x petites butées d’arrêt à visser
  • De la ficelle très solide
  • De la colle chaude

Outils

  • Pistolet à colle
  • Perceuse (à colonne de préférence)
  • Des clés de 6mm
  • Une tournevis large
  • Une scie à métaux

Sac

Le sac a été acheté dans un magasin de sport pour 10€. Il est basique mais efficace car il a des bretelles rembourrées confortables pour les épaules, et deux sangles pour la stabilisation entre les deux bretelles.

Une plaque de bois de la hauteur du sac est fixée à l’arrière pour servir de base à notre futur mécanisme. Elle est vissée grâce à de très grandes rondelles pour éviter d’abimer le tissu.

Par-dessus, deux tasseaux de bois sont disposés en haut et en bas. On a fixé deux équerres de porte pivotantes sur chacun. De cette façon, il suffit ensuite de caler des barres en bois entre chaque paire d’équerres pour que celles-ci puisse pivoter d’avant en arrière comme vu avant dans la partie « recherches ».

C’est sur cette barre de bois que l’on va fixer notre aile ; on y perce donc deux trous.

sac cosplay

Ailes

Maintenant on attaque les ailes. Pour cela il suffit de couper des barres de bois (dans mon cas du chêne de 20mm de largeur, très solide) à la longueur que l’on a défini sur SolidWorks, d’y percer les trous (à la perceuse à colonne de préférence pour une bonne précision), et d’assembler ces morceaux entre eux avec des vis/rondelles/écrous (VRE).

Les écrous ne doivent pas être serrés sinon tout le mécanisme est fixe ; donc pour éviter qu’ils se dévissent et se fassent la malle pendant un défilé à force d’ouvrir et fermer l’aile, on utilise des écrous freinés, qui restent en place même lorsqu’ils ne sont pas serrés.

Astuce : si comme moi vous tâtonnez avec votre système et devez souvent le démonter/remonter, utilisez d’abord des écrous normaux qui sont bien plus simples à visser/dévisser que les écrous freinés. En effet ces fameux écrous doivent être vissés à la  clé dès le début de la course ce qui fait perdre pas mal de temps à la longue. En plus le joint en plastique s’abime et devient quasi inefficace.

Les ailes peuvent maintenant être fixées au sac grâce à des VRE. Ces vis-là sont très longues car elles vont servir de fameuses « butées » sur la plaque de bois de la base du sac et ainsi arrêter la course en avant des ailes.

Mécanisme

Maintenant que le squelette est posé, il faut installer tout le mécanisme pour ouvrir les ailes avec le bras.

Trois crochets sont enfoncés dans les tasseaux de bois, deux en haut et un en bas. Y sera attachée une poulie sur chaque, par laquelle la ficelle passera.

Cette ficelle est d’abord attachée au point le plus bas de l’aile (une simple vis à bois suffit), elle passe ensuite dans la poulie qui est de son coté, et se noue sur un anneau. Une autre ficelle fait de même de l’autre côté. Une troisième part de l’anneau et passe dans la poulie du bas qui ensuite devient la poignée pour déployer les ailes. Ces deux ficelles sont donc entrainées par une seule poignée. Elles doivent être parfaitement réglées pour déclencher l’ouverture de leur aile respective au même moment. Le moindre décalage se ressentira au moment de tirer sur la ficelle par un à-coup désagréable.

Bien, notre sac à ailes est désormais fonctionnel. Il faut maintenant le préparer à recevoir nos innombrables plumes. Elles sont disposées en rangées superposées, avec la rangée principale au milieu, entourée par deux rangées secondaires, une de chaque côté.

mecanisme ailes

Pour la rangée principale, on perce verticalement 14 trous dans le squelette en bois, un pour chaque plume, uniformément répartis tout le long de l’aile.

Pour les rangées secondaires c’est un petit peu différent. Le mécanisme étant sur deux épaisseurs de bois, j’ai fixé des crochets latéralement pour décaler la base des plumes lorsque c’était nécessaire. Sinon, j’ai utilisé des vis à bois simples. Là encore, il faut répartir les trous sur la longueur de l’aile et être symétrique.

tuto ailes cosplay

Le sac est prêt à recevoir les plumes, qui vont constituer notre prochaine étape et qui au demeurant est la partie la plus relou.

Plumes

Matériel :

  • Feuilles de mousse
  • Pics à brochette 30cm
  • Colle chaude
  • Ficelle (épaisse)
  • Peinture souple (Dip et acrylique dans mon cas)

matériel tuto plumes

Pour la matière j’ai décidé d’utiliser de la mousse en feuilles car c’est peu cher, simple à travailler et assez rigide.

Je coupe donc une feuille de mousse à la bonne taille. J’y entaille une colonne de 2mm environ en son centre pour pouvoir passer le pic en bois servant d’étendard (l’axe central) pour la plume.

creamousse plumes
mousse eva plume

Il ne nous reste plus qu’à fixer la ficelle en l’enroulant autour du pic à brochettes et en coulant une bonne dose de colle par-dessus.

colle chaude ficelle

Au tour de la peinture maintenant ; il suffit d’appliquer deux couches de peinture souple (pour éviter les craquelures lorsque les plumes se tordent) puis deux couches de peinture acrylique de la couleur que vous souhaitez.

plume mousse cosplay

Répétez maintenant le processus cent fois.

Assemblage

Il faut maintenant tout assembler.

La première chose est de fixer les ailes à la base en bois du sac à dos. Ce sera plus facile pour ensuite poser les plumes sur les ailes. Il suffit de les fixer grâce à deux VRE, par les trous des deux extrémités de bois.

Pour que les ailes restent ouvertes, vous pouvez serrer ces deux VRE provisoirement.

Le plus long maintenant est de bien fixer les plumes, et pour les fameux fils reliant toute une rangée de plume entre elles, il faut bien le dire, c’est au feeling. A vous de choisir l’angle qui vous convient entre chaque plume pour avoir un effet harmonieux à la fin. Pour que ce fil ne se ballade pas le long du pic à brochette, j’ai posé un point de colle chaude à chaque fois.

Une fois chaque aile assemblée, il faut cacher les mécanismes. Pour cela j’ai fait du non démontable : des grosses plaques de mousse arrondies, par-dessus l’ensemble, fixées à la colle chaude encore une fois. Soyez donc bien sûrs que votre mécanisme fonctionne à merveille !

fixation plumes

Sur cette feuille de mousse blanche sont ensuite collées les plumes fixes, celles qui ne demandent pas trop d’effort : un bon point de colle et c’est plié. Mais attention il faut tout de même bien régler la position et l’angle pour garder le bel effet !

ailes cosplay

Connectez maintenant les deux ficelles du sac au bas des bras de chaque aile et voilà vos ailes terminées !

ailes articulées
cosplay ailes

Améliorations

Bien que dans l’ensemble le mécanisme soit solide et fonctionnel, il y a tout de même toujours des améliorations possibles :

  • Certaines plumes situées près des articulations restent coincées lors du repli des ailes et s’abiment donc à force d’utiliser le sac.
  • Je pense qu’une fixation plus rigide des plumes permettrait un meilleur mouvement des ailes et empêcherait moins souvent les plumes de revenir à la bonne place.
  • Au niveau des plumes justement, je vous conseille d’utiliser des feuilles de mousse d’une couleur proche de votre couleur souhaitée. Car même si j’ai triplé la couche de « Dip », les craquelures sont inévitables et deviennent bien visibles quand c’est du violet pétant qui ressort en dessous !
  • Si vous avez les ressources et/ou la motivation nécessaire, il serait intéressant de se pencher un peu plus sur le mouvement d’ouverture, car je pense que l’effet pourrait être amélioré avec un rendu encore plus proche d’une aile naturelle.
Mis à jour le :
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Joris Broll
joris@blackowlstudio.com

Centres d’intérêts : Jeux vidéo comme Heroes of the Storm et Super Smash Bros, collectionneur (modéré) de consoles rétro. Spécialités : Sculpture sur bois et mousse.

12 Commentaires :

  1. Custom avatar

    Bonjour ! Merci pour ce tuto fantastique, je viens de topber dessus ! Il semble très bien expliquer et détailler !
    J’avais dans l’idée de faire des ailes déployées justement, pour un costume d’une victoire grecque (de Samothrase en fait) combien de temps as tu mis pour ces ailes ? Et pour quel budget ?
    Merci encore !

    • Black Owl Studio

      Hello ! Merci beaucoup !

      Alors j’ai mis environ trois semaines pour tout réaliser sur les ailes, du croquis au montage.

      Pour le budget y’en a pour 50 à 70€ je pense tout inclus, avec le sac, le bois, la quincaillerie, la ficelle, les pics à brochettes, la créamousse et la colle chaude.

  2. Custom avatar

    Comment à tu fait pour que les plumes du bas ne tournent pas sur elle même ?

    • Black Owl Studio

      Bonjour,

      En fait leur mouvement parait libre sur les photos mais les ficelles qui relient les plumes servent à les garder bien en place lorsqu’on se déplie et replie les ailes. 🙂

  3. Custom avatar

    J’en suis rester bouche bé devant ce tuto. C’est super bien fait et tellement basique à faire lol. J’ai deux questions à te
    poser :

    Es ce que tu as trouvé un autre système manuel autre que la ficelle pour ouvrir les ailes ?

    Au niveau de ton plan, il me manque 1 côtes. la côte de l’espace entre le tasseau de 300 et celui de 190. Peut tu me la donner s’il te plait.

    Quelle épaisseur as tu prise pour les tasseaux ?

    • Black Owl Studio

      Bonjour,

      Merci beaucoup ! 🙂

      Pour moi la ficelle est encore la meilleure solution pour l’action des poulies. C’est pas cher et facile à utiliser. Ce qu’on ne voit pas c’est qu’au bout il y a un nœud. Il attache la ficelle à une lanière enroulée autour de ma main, et je n’ai qu’à tendre le bras pour tirer la ficelle et ouvrir les ailes.

      L’épaisseur des tasseaux est de 10 sur mon dessin, et l’écart entre le tasseau de 300 et de 190 est de 80mm. Le dessin à été mis à jour 😉

      Bonne journée !

  4. Custom avatar

    Bonjour,

    Je cherche à faire un harnais dorsal dans ce genre, qui servira de support à un bras articulé. Ma grande question est : comment camoufler le harnais afin qu’il se voie le moins possible sous le costume fini ? Mon costume se compose d’une grande robe large (type mage / prêtre – moine ), donc il faudra bien prévoir un trou pour laisser passer le bras, mais j’ai peur que le trou baille, ou que ça ne soit pas esthétique au final. Avez-vous quelques conseils pour bien faire au niveau du camouflage du harnais et du trou pour laisser passer l’élément visible ?

    Merci d’avance !

    • Black Owl Studio

      Bonjour,

      La solution pour mon costume est un t-shirt avec deux fentes à l’arrière (une pour chaque aile). Ces fentes sont ouvertes mais se referment grâce à des boutons pression. Donc je met le sac à ailes, j’enfile le t-shirt par dessus, et un assistant ferme le bouton pression autour de l’aile des deux cotés. Donc les ailes passent « à travers » le t-shirt et le reste est dissimulé.

    • Custom avatar

      Bonjour,

      Super astuce, merci beaucoup !

    • Black Owl Studio

      Avec plaisir !

      Bonne chance 🙂

  5. Custom avatar

    Salut,

    Excellent tutoriel, très utile pour beaucoup de monde je pense, et très détaillé ! Je m’en servirai probablement à l’avenir, même si ce n’est pas pour tout de suite (et que je devrai sans doute trouver le moyen de cacher le harnais avec une armure style heroic fantasy féminine… xD).
    Je suis pas vraiment douée pour les mécanismes, mais le tien est tout simple et expliqué de façon très compréhensible. Merci beaucoup !

    • Black Owl Studio

      Merci beaucoup pour ta gentillesse =)

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