Mats télescopiques en portable

[VE2PID Pierre]

Bonjour,

En regardant la photo affichée de mon activation  sur Hereford (8 Juillet 2011), quelqu'un m'a demandé des détails sur la manière de faire tenir le mât en fibre de verre. Je n'ai pas de photos rapprochées des points d'attaches mais celle-ci donne une bonne idée.

   

Pour haubaner, j'ai tout simplement mis un collet commun avec une section de 'foam' d'¼" entre le collet et le mât, le tout près de l'extrémité de la première section du mât à 45" du sol. J'ai également mis 3 anneaux attachés au collet à 120° l'un de l'autre.

Alors avec 3 cordes terminées par des mousquetons à une extrémité et par une boucle dans la corde à l'autre extrémité, on a un sorte de trépied. Pour maximiser la rigidité, ces cordes doivent être à 45° du sol (et du mât).

Au sol, j'utilise des piquets jaunes de camping (des bons et des assez gros, pas ceux de Dollarama)..

Pour monter le tout, je plante d'abord un premier piquet, puis j'y attache une première corde que j'étends au sol en ligne droite. Dans le prolongement de cette corde, à 14" plus loin, je plante un second piquet et j'y attache une autre corde.

La raison du 14 pouces: Pour avoir 45°, et pour un collet monté à 45" du sol, chaque corde doit mesurer environ 63,6" et les piquets doivent être disposés en triangle équilatéral à une distance de 78" l'un de l'autre...

Pour d'autres hauteurs de collet, il faut faire un calcul similaire pour déterminer les bonnes longueurs et distances. En faisant un peu de trigonométrie, on déduit que pour des collets montés à x pouces du sol, la longueur L de chaque corde devra être de L = x/sin(45°) ≈ 1,414*x. Pour la distance D entre les 3 piquets formant le triangle équilatéral, elle devra être de D = 2*cos(30°)*x ≈ 1,732*x. Un exemple: Pour le collet à 53" du sol, chaque corde aura une longueur de 75" et la distance entre les 3 piquets de 91,8".
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Ensuite je prend le mât (toujours fermé) et j'attache les 2 mousquetons des deux cordes. Je le met ensuite à la verticale en étirant au max les deux cordes. Puis, le mât maintenu à cette position, j'attache le mousqueton de la 3e corde et je tire la corde pour aller planter le dernier piquet. Je complète le tout avec un 4e piquet planté près de la base du mât et tenu par un autre collet à la base du mât lui aussi muni d'un anneau.

Finalement, j'étire une à une les sections du mât, en attachant des collets en velcro pour tenir la LL. Je met d'abord les collets à 1" de chaque section puis je les descend pour qu'ils touchent à la section précédente. Comme les sections sont légèrement coniques, l'effet est de serrer encore plus et de bien fixer les sections de mâts avec les précédentes.

Ce montage est fait avec mon mât de 22 pieds seulement et la LL. Après plusieurs sorties en montagne et autres avec parfois beaucoup de vent, je n'ai pas encore eu de catastrophe... ça tient. Ne pas oublier que les sections de V-inversé au sommet du mât sont aussi en quelques sorte des haubans. Par grand vents, j'oriente le plan du V-inversé pour qu'il soit dans la même direction que celle des vents prédominants afin de contrer leur effet et éviter que le mât ne s'incline trop.

Pour le mât de 33', je ne l'utilise qu'avec un support à vélo derrière l'auto.

Une vidéo expliquerait mieux, mais hélas, je ne suis pas équipé pour ça....

Si vous avez d'autres idées meilleures, allez-y. Mais ne jamais oublier qu'en randonnée, un des défis est qu'il faut minimiser le poids et l'espace requis pour l'ensemble, tout en ayant la meilleure rigidité possible...

[VE2QBA Daniel]

Merci Pierre pour les infos. J'aime bien ton idée de velcro pour maintenir les sections et la LL. Je crois avoir compris ton principe. Il me faut maintenant savoir où je peut en trouver. Dès que je reçois ma pole, je vais plancher aussi sur quelques idées et si je trouve quelque chose d'intéressant, je le ferai savoir. D'accord pour le 45°. Je vais encore faire travailler Pythagore. S'il savait comment ça nous est utile........

[VE2PID Pierre]

J'aime bien ton idée de velcro pour maintenir les sections et la LL.

On peut trouver ça entre autre chez RONA en paquet de 5 ou 6 pour 5$ environ dans la section 'électricité' (demande des Tie wraps en Velcro).



Il y a a aussi des noires en paquet de 5 pour 1$ chez Dollarama, mais elles s'effritent rapidement...

[VE2VAE Christian]

Hello Pierre !

Excellent sujet. Je suis justement a la veille de me commander un de ces mats. Et j'ai quelques questions générales à propos de ça. Entre autre: la hauteur.

Premierement, je suis un peu surpris de voir que tu opere, avec autant de succes, avec un mat aussi "court" que 22 pieds... mais il faudrait plutot parler en terme de fraction de longueur d'onde. Aussi bas que ca, ton angle de rayonnement doit etre assez haut. Mais, peut-etre que la configuration an V inversé vient le rabaisser. En tout cas, ca marche assez bien on dirais. Et il faut dire que l'antenne est bien située (en hauteur, avec l'absence d'objets a proximité).

Moi, tu vois, en parfait perfectionniste que je suis (au moins, je commence a me connaitre), je commence a faire des plans pour mon antenne permanente a mon QTH, et je voudrais me monter un mat a 45 pieds. L'idée n'est pas tellement d'être au moins a une-demie longueur d'onde du sol (sur 20-30m) mais surtout parceque je realise que tout les grands objets autour de la maison, agissent un peu comme des ecrans ou des reflecteurs.  Alors l'idee, c'est d'essayer de mettre le sommet du V inversé, et au moins aussi une bonne partie du sommet de l'antenne, le plus haut possible au-dessus de ces "objets".

Mon cas est un peu particulier. J'ai une cour arrierre avec plusieurs arbres mature, sans parler de la ligne d'hydro. Donc, dans mon cas, ca vaudrais peut-etre le coup d'essayer de monter un peu plus haut que 35 pieds. Mais par contre, je pense que rendu a ces hauteurs, chaque pied additionnel en hauteur vient quasiment doubler la complexité de faire tenir ca comme il faut. 
Je pense que depassé 35 pieds, ca me prendrais au moins une attache a la hauteur de la gouttiere et un hauban supplementaire a mi hauteur, en plus de celui du sommet (antenne-hauban), soit environ a tout les 12 pieds.

Heureusement, dans le cas d'une antenne fillaire QRP, y a pas beaucoupo de poids au sommet de l'antenne. L'antenne, c'est le hauban. 

En fait, ca me prendrais deux mats d'antenne : un fixe (fabrication artisanale) pour mon QTH et un autre pour amener en portable (T-mast).

Pour débuter, je vais probablement commencer par experimenter avec un T-mast en fibre de verre, de 33 pieds, que j'utiliserai en double usage.
Vu l'environnement de mon QTH (mais heureusement, je suis sur une petite butte, un peu en hauteur) je devrai peut-etre m'expatrier et m'amuser a sortir dans le voisinage et operer surtout en portable.

[VE2PID Pierre]

Entre autre: la hauteur.

En fait, la hauteur (22, 33 ou 45') n'a pas beaucoup d'incidence sur la forme du patron pour les fréquences inférieures à 15 MHz (celles que j'utilise avec le KX1). Mais plus on est haut, moins il y a d'absorption par le sol et ça fait une différence sur le signal reçu. Le patron commence seulement à avoir des lobes secondaires significatifs en haut de 17 mètres.

Pour bien l'évaluer, on peut voir ce que ça donne sur le terrain. Mais aussi, il y a la modélisation. Cette semaine, je vais afficher sur ce fil des résultats de simulations que je ferai avec NEC des différents paramètres pour 3 V-inversés. Les montages seront de 22, 33 et 45 pieds avec branches dont l'écart est de 45° avec comme longueur des branches 35' max (ou 31' pour la version 22' pour avoir le 45°). C'est un peu long à faire, alors je  reviendrai là-dessus dans quelques jours.

[VE2VAE Christian]

En fait, la hauteur (22, 33 ou 45') n'a pas beaucoup d'incidence sur la forme du patron pour les fréquences inférieures à 15 MHz (celles que j'utilise avec le KX1).

Hum... C'est sur... le meilleur test, c'est de l'essayer sur le terrain. Et tes essais te donnent d'excellents resultats. Il faut dire que les sites ou tu vas en portable sont quand meme exceptionnels, ce qui explique peut-etre aussi, en partie, les performances de ton antenne, meme basse. Sans parler des performances de l'operateur. .

Mais quand meme... a peu pres tout les ouvrages de references indiquent que plus tu est bas ( < un demi lambda ), plus ton patron de rayonement vas etre relevé. Un peu comme si le sol refletait vers le haut ton rayonnement. On dit qu'en relevant l'antenne, idealement jusqu'a au moins une demie-longueur d'onde, que l'angle de radiation vas etre plus bas vers l'horizon. Mais, ca c'est pour une dipole ou doublet horizontal. Et, pour les frequences plus basses que le 20m, faut etre assez maniaque pour monter une dipole a 70 pieds de hauteur, juste pour rabaisser le patron de rayonnement. Mais y en as qui l'ont fait. Faut habiter la campagne et avoir des grands pins sur son terrain. Et faut appeller les pompiers avec la grande échelle.

Je pense que la rêgle du un demi-lambda est tout le temps vraie. Sauf que en bas de 15 mhz c'est plus difficile a tester ou a essayer, étant donné la difficultée de devoir monter une antenne aussi haut. Mais comme n'importe quelle loi de la physique, c'est pas parceque c'est difficile a verifier que ca ne s'appliques pas.

Mais ce qui s'applique aux dipoles horizontales ne s'applique pas forcement aux V-inversés. Dans ce cas, l'angle de radiation doit etre determiné, j'imagine, par l'angle du fil de chacune des branches (grosso-modo 45 degres par rapport au sol). On peut s'attendre quand meme a ce que la hauteur du bout des branches par rapport au sol ait une certaine importance (plus de pertes en approchant le sol, distance minimum, etc). Et comme tu le mentionnais, il y a aussi un angle optimal entre les branches. Et avec une hauteur minimum du bout des branches, la longueur des branches pour etre operable en multi-bande et l'angle au sommet du triangle, on en arrive a la hauteur du feedpoint, le sommet du triangle.

Dans mon cas particulier, ou celui de mon QTH, il me semble que l'avantage de la hauteur serait surtout pour etre au-dessus des toits de maison et a peu pres aussi hauts que les arbres environnants.

Mais Pierre, par rapport a la hauteur, quelles sont tes impressions aussi, au niveau macanique. Je pense que effectivement, rendu a 35 pieds, ca dois commencer a etre du sport pour tenir le mat d'antenne bien droit. Tu mentionnes que la 33 pieds, tu l'utilise seulement avec ton support a velo.

Michel, VE2TH, s'est fabriqué un mat d'antenne en PVC (schedule 40, plus epais) avec deux epaisseurs de tuyaux, une dans l'autre. C'est ce qu'il utilise comme installation permanente a son QTH, depuis plusieurs années. Il a un mat de 35 pieds. C'est ce que je prevois faire aussi pour mon installation fixe. Je vise 40 a 45 pieds, mais comme une antenne c'est toujours une question de compromis, je devrais peut-etre me limiter a 35 pieds.

Je prevois aussi une autre antenne pour le portable, avec T-mast telescopique.

[VE2PID Pierre]

Salut Christian,

J'affiche ces quelques résultats concernant des doublets multibandes en V inversé. Chacun a une ouverture de 45°. Les branches du premier montées à 22 pieds du sol mesurent chacune 31,1' afin de pouvoir obtenir le 45°. Le second et le troisième ont des branches de 35' et sont montés respectivement à 33' et à 45' d'un sol moyen. Les branches sont en fil d'alu #22.

Les paramètres que j'ai calculés sont:

L'efficacité, soit le pourcentage de la puissance injectée qui est transformée en ondes utiles. Le reste est surtout perdu dans le sol car l'antenne projette aussi vers le sol.
L'angle d'attaque, soit l'angle par rapport au sol où la projection d'énergie est la plus forte, i.e. celui du lobe principal
Le gain dans ce lobe principal.
Le champ ElectroMagnétique en mV/m que l'on mesurerait à 1 km de l'antenne dans le lobe principal si on injectait 1 kW aux bornes de l'antenne. C'est un excellent indice de l'intensité du signal qui sera reçu à l'autre bout. Pour des puissances inférieures, il suffit de faire les proportions, mais la progression en pourcentages serait la même.

On voit certains résultats inattendus qui résultent de la complexité du patron de radiation du V-inversé multibandes. Remarque que dans presque tous les cas, le V projette surtout vers la verticale. Mais grâce aux lobes secondaires, on obtient de bons résultats pour des angles plus bas. C'est ce que confirment mes expérimentations en portable. Aussi, il faut bien se rappeler qu'un V dont le sommet est à 35' équivaut à un doublet horizontal qui serait plus bas que 35'...

Ce sont des résultats calculés*. Sur le terrain, pour 2011, je tiens des statistiques concernant la hauteur du V utilisé (22 ou 33 pieds), mais il faudrait que je le fasse sur plusieurs saisons et à plusieurs endroits avant de pouvoir tirer des conclusions. Autrement dit, actuellement, je me fie d'avantage aux algorithmes de NEC.

J'espère que ça répond à certaines de tes questions... et comme on le voit, la phrase a peu pres tout les ouvrages de references indiquent que plus tu est bas ( < un demi lambda ), plus ton patron de rayonement vas etre relevé. doit être interprétée avec les nuances nécessaires....

Pour la rigidité mécanique du 33', avec le support à vélo, pas de problème si le vent n'est pas trop fort. Sinon, avec des rafales dépassant les 60 km/h, vaut mieux haubaner avec les branches du V parallèles à la direction du vent. Voir sur la photo en bas de ce message comment le mât de 33' est attaché au support vélo.
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Bande (montage à 22')	Efficacité	Angle d'attaque (°)	Gain (dBi)	Champ EM (mV/m)
80 (3,7 MHz)	6.6%	90	-5.0	97.4
40 (7,1 MHz)	23.1%	90	0.4	181.3
20 (14,1 MHz)	40.0%	90	1.9	215.0
10 (29.7 MHz)	37.0%	90	3.7	264.0
Bande (montage à 33')	Efficacité	Angle d'attaque (°)	Gain (dBi)	Champ EM (mV/m)
80 (3,7 MHz)	21.5%	90	0.6	186.2
40 (7,1 MHz)	48.0%	90	3.7	265.4
20 (14,1 MHz)	54.5%	46	3.9	271.6
10 (29.7 MHz)	56.7%	59	7.5	410.6
Bande (montage à 45')	Efficacité	Angle d'attaque (°)	Gain (dBi)	Champ EM (mV/m)
80 (3,7 MHz)	37.4%	90	3.2	249.2
40 (7,1 MHz)	62.1%	56	4.4	288.0
20 (14,1 MHz)	53.0%	29	6.0	346.3
10 (29.7 MHz)	58.7%	90	8.0	434.2
Fil #22 Alu - sol moyen

* EZNEC+ v. 5.0.47 2011

[VE2PID Pierre]

PS en ajout à mon message précédent...

En regardant ces chiffres, ça nous donne tout un éventail d'options pour l'installation d'un V-inversé, incluant celle de ne pas trop s'en préoccuper (  ) et de s'en tenir à une ouverture de 45°. En essayant d'optimiser pour une bande, on perd du rendement sur une autre. Il n'y a donc pas d'installation qui maximiserait tous les paramètres.

Quand même, il y a des "perfectionnistes" qui vont plus loin. Un article récent de QST (juin 2011) en donne un exemple. L'auteur cherche à favoriser l'angle d'attaque sur une bande de son choix. Pour ce faire, il doit monter l'antenne à la bonne hauteur (ni trop haut, ni trop bas). Sauf que la bande choisie est favorisée mais les autres en subissent les conséquences négatives....

Voir: Is There an Optimum Height for an HF Antenna ?... Higher isn't always the best answer for an HF antenna  - here's why  Par Kai KE4PT, QST Juin 2011 pages 33 à 35.

Tout l'article concerne des antennes dipôles ou Yagi horizontales, mais il serait possible de faire les corrections pour des V-inversés.
 

[VE2VAE Christian]

Hello Pierre

Wow. Tout un travail. Et comme tu dis, y a des surprise.

On voit certains résultats inattendus qui résultent de la complexité du patron de radiation du V-inversé multibandes. Remarque que dans presque tous les cas, le V projette surtout vers la verticale. Mais grâce aux lobes secondaires, on obtient de bons résultats pour des angles plus bas. C'est ce que confirment mes expérimentations en portable.

Oui. Je ne m'attendais pas non plus a ce que le lobe principal soit si souvent vers le zenith (90 degres). En regle generale, le rendement du V inversé semble quand meme s'ameliorer quand il est a 33 pieds plutot qu'a 20 pieds. Et il s'ameliore encore un petit peu a 45 pieds, mais pas autant.

Mais sur le terrain, tu fais la preuve que le 22 pieds a un rendement tres acceptable. Y a surement, comme tu dis, des lobes secondaires qui compensent.

Les antennes multi-bandes sont des objets complexes. Et les multi-bandes en V-inversé le sont surement encore plus. Complexe à comprendre tout le jeu des lobes aux differentes fréquences versus les differentes hauteurs et longueurs d'elements.
Mais bon... quand on voit sur le terrain qu'une certaine configuration marche assez bien, qu'est-ce qu'on as besoin de savoir de plus ? C'est comme quand on trouve une recette qui marche bien : on la garde. 

Je pense que pour le portable, c'est bien le V-inversé. C'est pratique a monter et ca offre un excellent compromis.

Il faut bien se rappeler qu'un V dont le sommet est à 35' équivaut à un doublet horizontal qui serait plus bas que 35'...

Oui hein... Je commence a me dire que pour mon antenne fixe a mon domicile, je serais peut-etre mieux d'y aller avec un doublet horizontal a 35 pieds, suspendu entre deux arbres.

Et je vais garder le V-inversé pour utilisation en portable.

Un des grands avantage du V-inversé c'est le fait qu'il soit moins directionnel qu'un dipole horizontale. Le V-inversé est quasiment omni-directionnel. Est-ce que c'est exagéré de dire ça ou si ca correspond aussi a tes observations ?

[VE2PID Pierre]

Le V-inversé est quasiment omni-directionnel. Est-ce que c'est exagéré de dire ça ou si ca correspond aussi a tes observations ?

Un V-inversé même à 33' de hauteur donne théoriquement un patron quasi-omnidirectionnel sur les bandes de 40-30-20-17 mètres. Ce sont les seules bandes sur lesquelles j'ai travaillé en portable, et il me semble (mais ce n'est pas 'scientifique'....) que mes résultats vont dans ce sens.

La conséquence est qu'on peut orienter, pour ces bandes, le plan du V inversé comme on le veut sans trop de dégradation de performances pour une direction donnée. C'est particulièrement utile pour pouvoir contrer l'effet du vent en utilisant aussi le Λ comme une paire de haubans en choisissant une orientation pertinente.

Cependant, pour les bandes de 15-12-10 mètres, avec un Λ même à 22 pieds, les lobes secondaires très bas prennent de l'importance et deviennent même des lobes principaux. Dans ce cas, l'orientation de l'antenne peut faire toute la différence. À vérifier sur le terrain quand (et si... ) le soleil voudra bien s'activer, et que ces bandes ouvriront enfin.

[VE2VAE Christian]

Pierre, pour revenir au "mat" en tant que tel, ils (tmastco) y a plusieurs version : le Heavy Duty est toujours disponible, et avant ils avaient aussi une version X-treme Heavy Duty, qui est maintenant discontinué.

Toi, ton 32', c'est bien la version Heavy Duty que tu as ? Ou le X-treme ?


http://www.tmastco.com/main/page_products_telescopic_poles.html

Heavy Duty 32 ft  (**Now in stock**)

Model Name: Heavy Duty 32 ft.

Extended Length: 31 ft.6 inches to32 ft. (varies according to production run)

Collapsed Length: 46 inches

Pole Weight: 5 lbs (shipping weight is 6 lbs)

Number of Sections:  10

Tip Section: hollow fiberglass tube tapers to 5/16 inch at top, with metal eye-ring

Base Section: 1 & 7/8 inch OD with slip-off plastic end-caps; metal clip for attaching wire/string end

Color: dark green

Price: $115.00 (includes box and shipping within ConUS)

Reference the dark green pole (#4) in the picture above.

 

X-treme Heavy Duty 32 ft  (No Longer Offered)

Model Name: X-treme Heavy Duty 32 ft.

Extended Length: 31 ft 6 inches to 32 ft. (varies according to production run)

Collapsed Length: 47 inches (with end caps)

Pole Weight: 7 lbs (shipping weight is 8 lbs)

Number of Sections:  10

Tip Section: hollow fiberglass tube tapers to 5/16 inch at top, with metal eye-ring

Base Section: 2 & 3/8 inch OD PVC tube with screw-off PVC end-caps at both ends; end-cap OD is 2 & 3/4 inch

Color: base section is white PVC; pole sections are dark green

Price:  No Longer Offered

Reference the white PVC enclosure (#5) in the picture above.

[VE2PID Pierre]

Toi, ton 32', c'est bien la version Heavy Duty que tu as ? Ou le X-treme ?

C'est le Heavy Duty. le X-treme n'était plus disponible quand j'ai commandé. Et de toutes façons, K4TMC m'avait dit en courriel que le Heavy Duty était aussi solide que l'ancien X-treme. Telepole avait pour cette raison cessé d'offrir le X-treme

En passant, si tu commandes un mât aux EU, il est important  que tu exiges que ce soit expédié par la poste américaine (USPS - The United States Postal Service (U.S. Postal Service)) et non par FedEx ou autre expéditeurs du même genre qui chargent des frais exorbitants de courtage. Ce sera automatiquement pris en charge à la frontière par Postes Canada, avec des frais de courtage de 5$. Il faut aussi payer la TPS et la TVQ sur la contrevaleur de l'article en $CDN.

Cependant, il n'y a jamais de droits de douane sur ce genre d'articles destinés à la radioamateur.

[VE2PID Pierre]

... pour les opérations portables.

Le terme 'portable' a une définition assez large en RA. Par exemple, utiliser un mât attaché à un support à vélo est considéré comme du portable.

Dans ce cas, ou au chalet, un mât élevé ne pose pas de problème, en plus d'augmenter l'efficacité de l'ensemble. Mais dans la situation du portable "porté"  comme dans les randonnées en montagne, il faut prendre en considération le critère poids... Il faut aussi penser qu'il n'existera pas (en général) de support adéquat au sommet, et qu'il faudra en confectionner un.

Pour ces considérations, pour quelqu'un qui pense faire ce genre d'activité, un 22' comme celui de Telepole est un bon compromis... assez léger et facile à fixer avec des cordes.

Par contre, je n'ai jamais transporté mon 32' en randonnée pédestre sur une montagne... par rapport au 22 pieds, ça représente une différence de 2 lbs (5 contre 3 lbs). Sur une montée qui peut durer une heure, ça fait toute une différence.

[VE2QBA Daniel]

J'ai opté pour la spiderpole 40' de spiderbeam. Comme je vais opéré le plus souvent à partir d'un parc, aller un peu plus haut a certainement un petit avantage de plus. Ensuite, en réduisant la hauteur à + ou - 33/35' cela devrait me permettre d'utiliser un doublet un peu plus lourd (multibandes de 100') puisque en n'utilisant pas les 2 dernières sections, la pole sera plus rigide. J'ai une PAR endfed 20m qui fait 33'. Je vais pouvoir l'utiliser en verticale sans problèmes. Il y a également le fait que je possède aussi une buddipole qui, avec un adapteur adéquat pourra être utiliser à + ou - 25'. À cette hauteur, la pole aura environ 1" de diamètre. Selon moi, assez rigide pour la supporter avec des haubans bien situés. De plus, selon le document suivant, les performances de la buddipole semblent êtres intéressantes à 25' et encore mieux si possible à 30'.

http://lib.store.yahoo.net/lib/buddipole/buddipoleinthefield2.pdf (Si le lien ne fonctionne pas, vous pouvez aller sur leur site, dans la section "Documentation". Il y a aussi les fichiers EZNEC de disponible.)

Je devrai recevoir la spiderpole cette semaine. J'espère pouvoir faire ce que j'ai mentionné plus haut sinon, je ferai ce que je peut avec ce que je vais avoir....

[VE2KJ Érick]

Super ce sujet  moi j'avais un mat comme ca mais de MFJ  et que de la déception !!

pour le plaisir de voir, Spider ont des mats de 26M donc 85 pieds !!!!!   http://www.youtube.com/watch?v=GGPRnXZFC9E  dure pour un dos ca quand il arrive le temps des montagnes!

Erick