Le site de la classe de BTS Electronique du lycée Alfred Kastler de Talence (33)

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Qu'est ce qu'un ballon sonde ?
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  INFOS  
Que peut-on faire avec un ballon ?
Que peut-on faire avec un ballon ? jouer au foot bien sûr mais aussi jouer aux sciences si le ballon utilisé possède quelques particularités telles que :
être capable de soulever une nacelle de 2,5 kg
s'envoler et traverser les différentes couches de l'atmosphère jusqu'à atteindre une altitude de 25 à 30 km,
voler deux heures avant d'éclater et de redescendre sous un parachute qui se chargera de ramener au sol la nacelle, à 10, 100, 250 km plus loin au gré et selon l'humeur des vents.

  UN PEU D'HISTOIRE  
Difficile de savoir qui a été la première personne à avoir inventé le ballon sonde mais les historiens et les physiciens ont attribué l'invention du ballon sonde à Gustave Hermite .
Gustave Hermite avait la volonté de pouvoir relever la pression atmosphérique et la température dans la haute atmosphère : il commençait ses travaux en Juillet 1892 pour construire un matériel pouvant défier les lois de la pesanteur, c'est à dire un matériel pouvant s'élever dans l'atmosphère malgré les contraintes relatives à la pression et à la température.
Avec la complicité de Georges Besançon, il décidait de créer des ballons sondes : après quelques essais infructueux, Gustave Hermite et Georges Besançon réussissaient à lancer un ballon à plus de 1000 mètres d'altitude et ce le 11 Octobre 1982.
C'est ainsi que le 14 Novembre 1892 à l'Académie des Sciences de Paris, Gustave Hermite faisait un exposé de ces travaux : certains ballons sondes étaient retrouvés à près de 80 km de Paris !
Les ballons sondes étaient composés d'un baromètre enregisteur situé dans une capsule de Vidie : il y avait donc un doute dans la fiabilité des mesures mais ce n'était pas le but principal de Gustave Hermite.
Aujourd'hui, les ballons sondes sont gonflés à l'hélium puis envoyés par des techniciens : les sondes sont des composants électroniques relevant principalement la température du point d'état ( celle que vous voyez à la télévision, écoutez la radio ou lisez dans les journaux ) et la température du point de rosée ; avec ces paramètres, il est possible de déterminer la composition de la masse d'air en altitude.


  DEFINITION D'UN BALLON EXPERIMENTAL  
Planète Sciences et le CNES qualifient de "ballon expérimental" tout ballon répondant simultanément aux critères suivants :
il est réalisé par un groupe d'amateurs, constitué en équipe de projet qui s'appuie sur une démarche expérimentale méthodique et sur une gestion de projet.
il contient une expérience embarquée qui le justifie et qui constitue le coeur du projet.
il utilise une chaîne de vol, fournie par le CNES et Planète Sciences ou l'une des associations relais.
il respecte toutes les règles du présent cahier des charges. Entre autre, la masse de la nacelle est inférieure à 2,5 kg.
sa conception permet une mise en oeuvre et un lâcher sans transgresser les règles de sécurité.
le projet fait l'objet d'un suivi de la part de Planète Sciences ou d'une des associations relais.
le ballon est lâché en France depuis un site adapté, par une personne habilitée, après avoir passé avec succès les contrôles finaux décrits dans ce document.

  LA CHAINE DE VOL  

Description de la chaîne de vol :
Les ballons mis à disposition sont fabriqués pour les besoins de la veille météorologique. Des dizaines de ballons de ce genre, équipés d'une sonde, sont lâchés chaque jour dans le monde, transmettant au sol les paramètres de température, pression et humidité. Ce type de ballon a été choisi pour sa simplicité de mise en oeuvre. L'altitude moyenne avant l'éclatement est de 25 km pour une charge utile de 2,5 kg maximum une durée de vol de l'ordre de 3 heures. Un ballon sonde est constitué de plusieurs éléments qui forment la chaîne de vol : une fois assemblée, elle peut atteindre jusqu'à 8 mètres de longueur.

L'enveloppe : fabriquée avec un matériau très élastique (latex ou chloroprène) de quelques microns d'épaisseur. Elle est donc assez fragile et les opérations de gonflage doivent être effectuées avec précaution. Elle est gonflée à l'hélium, gaz inerte moins dense que l'air et donc parfaitement sans danger, à la différence de l'hydrogène dont l'utilisation est maintenant interdite pour cette application.

Le parachute : préalablement inséré dans la chaîne de vol, il s'ouvre pour freiner la descente de la nacelle après l'éclatement du ballon.

Le réflecteur-radar : compte tenu des altitudes atteintes, le ballon est équipé d'un réflecteur radar permettant aux avions et aux aiguilleurs du ciel de l'identifier.

La nacelle : (ou charge utile) contient l'expérience scientifique. Elle peut embarquer un système de télémesure qui retransmet au sol les résultats des mesures effectuées en temps réel.



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