Ballon dirigeable - Définition

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Un ballon dirigeable est un aéronef plus léger que l'air, également appelé aérostat, manœuvrable dans un plan horizontal. Les dirigeables se distinguent des autres types de ballons, les montgolfières et ballons à gaz libres qui subissent les vents et ne sont donc manœuvrables que verticalement.

Pour se déplacer, les dirigeables utilisent la propulsion (La propulsion est le principe qui permet à un corps de se mouvoir dans son espace environnant....) par hélices.

Théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer,...)

Les dirigeables, comme tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) ballon, utilisent la loi d'Archimède (Archimède de Syracuse (en grec ancien :...) ou poussée (En aérodynamique, la poussée est la force exercée par le déplacement de l'air...) d'Archimède, c'est-à-dire l'utilisation d'une enveloppe souple ou rigide qu'on remplit d'un corps (gaz) dont le poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la...) volumique est tel que la somme des poids du volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension...) occupé par ce corps plus le poids de l'enveloppe plus celui de la charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement...) est inférieur au poids du volume d'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et...) équivalent.

Jurisprudence

Voir l'article Troubles du voisinage (La notion de voisinage correspond à une approche axiomatique équivalente à celle de la...) pour l'histoire d'un procès à propos de clôtures proches d'un hangar (Un hangar est un bâtiment souvent réduit à une couverture et servant à abriter...) à dirigeables. Voir aussi le texte entier de l'arrêt Clément-Bayard de la chambre des requêtes de la Cour de cassation française du 3 août 1915, définit la notion d'abus de droit.

Histoire

Le dirigeable à vapeur de Henri Giffard.
Le dirigeable à vapeur () de Henri Giffard.
USS Akron (ZRS-4) en construction (Nov 1930)
USS Akron (ZRS-4) en construction (Nov 1930)
L'USS Akron (ZRS-4) en approche sur son mat d'ancrage
L'USS Akron (ZRS-4) en approche sur son mat d'ancrage
L'USS Los Angeles sur mat d'ancrage de la marine de guerre
L'USS Los Angeles (Los Angeles est une ville des États-Unis située au sud de la Californie, sur la côte pacifique....) sur mat d'ancrage de la marine de guerre
Le premier vol d'un Zeppelin
Le premier vol (Le premier vol ou vol inaugural d'un avion est la première occasion pour celui-ci de prendre...) d'un Zeppelin (Un zeppelin désigne un aérostat de type dirigeable rigide, de fabrication allemande, mais...)
Les pionniers 

Dès les premiers ballons en 1783, l'idée de dirigeable est née, le général Jean-Baptiste Marie Meusnier de La Place conçoit un ballon de forme ellipsoïdale, muni d'un gouvernail (Le gouvernail est une partie mobile d'un bateau, ou d'un avion.), mais à l'époque aucun moteur (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique,...) n'existe.

C'est le 24 septembre 1852, qu'Henri Giffard fait un vol de démonstration (En mathématiques, une démonstration permet d'établir une proposition à partir...) entre Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région...) et Trappes à la vitesse (On distingue :) de 7 km/h. Il utilise une petite machine à vapeur (La machine à vapeur est une invention dont les évolutions les plus significatives datent...) pour se propulser.

Le premier circuit fermé date du 9 août 1884, Charles Renard (Charles Renard, né à Damblain (Vosges) le 23 décembre 1847 et mort à Meudon le 5 avril 1905,...) et Arthur Krebs font revenir leur dirigeable La France à leur point (Graphie) de départ, un petit voyage (Un voyage est un déplacement effectué vers un point plus ou moins éloigné dans un but personnel...) de huit kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système...). Il est propulsé par un moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif...) électrique de 8 cv.

Le 3 novembre 1897, David Schwartz à Berlin fait s'élever le premier dirigeable entièrement en métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des...). Le vol se terminera malheureusement par un écrasement au sol.

Le 2 juillet 1900, c'est en Allemagne, sur le lac de Constance (On décrit sous la désignation lac de Constance (Bodensee en allemand) les trois plans...), le premier vol du premier dirigeable rigide Zeppelin, le LZ-1.

Alberto Santos-Dumont réalise l'exploit d'un aller-retour en moins de 30 minutes ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. ...) entre Saint-Cloud et la Tour Eiffel (La tour Eiffel, initialement nommée tour de 300 mètres, est une tour de fer puddlé...) (circuit de 11 km) le 19 octobre 1901, avec son dirigeable n° 6. Un prix de 100 000 francs était offert au premier à le réaliser. Il offrit les trois-quarts de la récompense aux pauvres de Paris. Il avait failli se tuer lors d'une tentative précédente.

Le 12 novembre 1902, le premier dirigeable semi-rigide des frères Lebaudy, conçu par l'ingénieur (« Le métier de base de l'ingénieur consiste à résoudre des problèmes de nature...) Henri Julliot, fait le trajet Paris - Moisson, soit 62 km en 1h40.

Première Guerre mondiale 

Le comte Zeppelin va vraiment marquer l'essor du dirigeable. Durant les quatre années de guerre, les dirigeables construits vont devenir de plus en plus gros, allant jusqu'à dépasser les 200 mètres de longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus...).

Pendant la guerre, de nombreux Zeppelin (96 en tout) bombardent la ville (Une ville est une unité urbaine (un « établissement humain » pour...) de Londres (Londres (en anglais : London - /?l?nd?n/) est la capitale ainsi que la plus grande ville...) et d'autres cibles (231 attaques, 1 189 missions de reconnaissance).

Entre-deux guerres 

Dans les années 1920 et 1930, Allemands, Américains, Français, Italiens et Anglais se lancent dans la construction d'engins de taille spectaculaire qui servent (Servent est la contraction du mot serveur et client.) le prestige national. Ils ont surtout une vocation de transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus...) de passagers au long cours mais les Américains les testent pour des usages militaires dont celui de porte-avions (Un porte-avions est un navire de guerre permettant de transporter et de mettre en œuvre des...) (deux avions arrimés sous l'appareil)

Mais plusieurs catastrophes vont alors marquer l'histoire des dirigeables. Ces catastrophes sont essentiellement dues au fait que le dirigeable est trop sensible aux mauvaises conditions climatiques (vent, pluie (La pluie désigne généralement une précipitation d'eau à l'état...), neige (La neige est une forme de précipitation, constituée de glace cristallisée et...), givre (Le givre est un dépôt de micro-gouttelettes d'eau surfondue (= en surfusion) sur une...), foudre) et que le gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) utilisé, l'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.), est hautement inflammable.

En 1928, le dirigeable Italia, second engin d'Umberto Nobile s'abîme sur la route (Le mot « route » dérive du latin (via) rupta, littéralement « voie...) du pôle, probablement à cause de la glace (La glace est de l'eau à l'état solide.) accumulée sur le ballon et de la surcharge qu'elle a entraînée. Les opérations pour le sauvetage des aérostiers italiens seront tragiques ; Amundsen et Guilbaud y laisseront la vie (La vie est le nom donné :).

Le 5 octobre 1930, le dirigeable anglais R-101, parti de Londres, s'écrase pendant son voyage inaugural vers Bombay sur les collines de Picardie, à proximité de Beauvais. L'accident a lieu de nuit et par mauvais temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) mais la cause réelle de l'accident reste inconnue. 48 personnes trouvent la mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si...) et le Royaume-Uni interdira l'usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) de l'hydrogène pour les ballons.

L'Allemagne reste le seul pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue...) avec des dirigeables à usage commercial (Un commercial (une commerciale) est une personne dont le métier est lié à la vente.). Ils sont principalement utilisés pour des traversées de l'Atlantique, mais ces dernières ne se font que d'avril à octobre pour éviter le mauvais temps hivernal et les tempêtes de l'Atlantique nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.).

Le 6 mai 1937, lors de la catastrophe (Une catastrophe est un événement brutal, d'origine naturelle ou humaine, ayant généralement la...) du Hindenburg, ce dirigeable allemand, gonflé à l'hydrogène (200 000 m³ de gaz inflammable), prend feu (Le feu est la production d'une flamme par une réaction chimique exothermique d'oxydation...) à l'aéroport (Un aéroport est l'ensemble des bâtiments et des installations d'un aérodrome qui...) de Lakehurst, non loin de New York (New York , en anglais New York City (officiellement, City of New York) pour la distinguer de...). Cet accident a fait 35 victimes (parmi 97 personnes à bord) et mit fin aux vols de dirigeables commerciaux.

Seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui...) Guerre mondiale et trente glorieuses 

Devenus inutiles pendant la guerre, ils vont être détrônés à la fin de celle-ci par l'aviation (L'aviation est une activité aérienne définie par l'ensemble des acteurs,...) qui a connu des progrès techniques décisifs pendant cette période, permettant les premiers vols transatlantiques commerciaux dès les années 1950 puis ensuite l'apparition et la généralisation (La généralisation est un procédé qui consiste à abstraire un ensemble de...) des avions de ligne à réaction sur de grandes distance.

De nouveaux projets 

Des projets de dirigeables commerciaux vont réapparaitre avec la crise pétrolière des années 70 mais sans jamais aboutir. La société Zeppelin renait bien, mais avec quelques modèles limités à un usage de promenade, de publicité (Bien que le terme (Werbung en allemand, Publicity et Advertising en anglais) désignât d'abord le...) visuelle ou de surveillance. Ils ne sont utilisables que par beau temps, ce qui limite beaucoup leurs possibilités.

Une société allemande, Cargo Lifter, pour le transport de marchandise (Une marchandise est un produit de l'activité humaine, direct ou indirect, essentiellement...) encombrante sur longue distance, est lancée en Allemagne avec le soutien de grands groupes industriels d'outre-Rhin à la fin des années 90 mais sans succès et faute de financement suffisant, elle doit arrêter ses activités dès 2003.

Quel avenir pour le dirigeable ?

Le dirigeable est un moyen de transport qui a toujours suscité beaucoup d'engouement et d'études mais sans jamais réellement aboutir. Ses détracteurs font remarquer que son seul intérêt est de faire rêver ou, pire, fantasmer. L'histoire leur donne raison puisque c'est sous le régime nazi, qui s'en servait comme un instrument de propagande (La propagande désigne la stratégie de communication, dont use un pouvoir (ou un parti) politique...) interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la...) et externe, que le dirigeable connut ses grandes heures (L'heure est une unité de mesure  :), cette masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) énorme survolant les villes marquant les esprits. Le développement de ces engins dans les années 20 et 30 répondait plus à une compétition entre nations qu'à des considérations strictement économiques.

Une fois réglé le problème de l'inflammation (Une inflammation est une réaction de défense immunitaire stéréotypée du...) de l'hydrogène avec l'utilisation de l'hélium (L'hélium est un gaz noble ou gaz rare, pratiquement inerte. De numéro atomique 2, il...) (mais gaz non renouvelable et beaucoup plus cher à extraire), le volume en déplacement ( En géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles...) reste le principal défaut du dirigeable. Il le rend particulièrement sensible aux vicissitudes du climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une...) (vent, pluie, neige, givre, grêlons, foudre), beaucoup plus que les avions modernes.

Son économie ou écologie est aussi remise en cause. La trainée que provoque son immense ballon et la résistance à l'air nécessitent pour son déplacement une consommation importante d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...). Il a ainsi été calculé que par passager transporté, l'Hindenburg consommait 10 fois plus de carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme...) qu'un Boeing 747 (Le Boeing 747, encore surnommé Jumbo Jet, est un avion de ligne conçu par l'avionneur...) actuel.

Les partisans répondent que les progrès technologiques favorisent aussi le dirigeable : nouveaux matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) pour la structure limitant la déperdition d'hélium, plus grande résistance à la déchirure, textile empêchant l'accumulation de glace ou de neige, facteurs d'accidents dans le passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble...), meilleur profilage du ballon pour diminuer la résistance à l'air, etc.

Mais ces progrès n'ont pas pu encore démontré que les nouveaux dirigeables sont économiquement rentables, l'avantage reste pour l'instant (L'instant désigne le plus petit élément constitutif du temps. L'instant n'est pas...) aux plus lourds que l'air.

Plusieurs projets ou études sont nés ces dernières années 
  • En Allemagne, la société Cargo Lifter, spécialement créée et soutenu par de grands groupes industriels du pays a essayé de produire des dirigeables de grand envergure (L'envergure est la distance entre les extrémités des ailes. Le terme est valable pour...) destinés au transport de matériel lourd sur de grandes distances ou au transport de troupe. L'entreprise a fait faillite, fermée en partie pour cause de mauvaise gestion et devant des investissements trop important mais elle a permis de tester pour le dirigeable des nouvelles technologies et des nouveaux matériaux comme, par exemple, les matériaux auto-cicatrisant. La société Zeppelin travaille également sur des projets de dirigeable de grande taille à coque semi-rigides.
  • Aux États-Unis, la DARPA, l'agence de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) américaine pour la Défense a lancé en 2005 un appel à projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a...) baptisé Walrus. Ses contraintes étaient de pouvoir transporter 500 tonnes sur 20 000 kilomètres en moins de sept jours. La DARPA ne communique pas sur le projet se contentant d'indiquer que le programme Walrus "est clos". Lockheed Martin (Lockheed Martin est une des principales entreprises américaines de défense et de...), groupe d'aéronautique (L'aéronautique inclut les sciences et les technologies ayant pour but de construire et de...) et de défense avec l'aide du Pentagone, continue de travailler sur un projet de dirigeable capable de voler à plus de 20 kilomètres d'altitude : le P-791 (en) dont le premier vol de test à eu lieu le 31 janvier 2006.
  • En France, l'Aerospace Adour Technology (AAT), nouvelle société basée à Pau étudie à un dirigeable capable de transporter 250 tonnes sur 9 000 kilomètres à 160 km/h et une altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau...) de 2 000 mètres. Mais pour l'instant, seule une modélisation testée sur ordinateur (Un ordinateur est une machine dotée d'une unité de traitement lui permettant...) a vu le jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) avec un prototype qui mesurerait 320 mètres de long pour 70 mètres de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre...), soit la taille de quatre Airbus A380 (L'Airbus A380 est un avion de ligne civil très gros-porteur long-courrier quadriréacteur...). Début 2007, a été lancé le projet Dirisoft ou Objectif Base Dirigeable, réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des...) regroupant plusieurs écoles et centres de recherches visant à promouvoir le dirigeable. Les chances de voir voler de tels prototypes paraissent encore faibles et seul des sociétés comme Auver Prime utilisent des dirigeables radiocommandés comme support publicitaire lors d'évènements sportifs et culturels dans les plus grands stades de France.
  • La Russie, forte d'une grande tradition dans les ballons, travaille sur un prototype pour le transport de 25 à 30 tonnes.
  • Au Royaume-Uni, projets développés autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) du concept SkyCat (en). SkyCat, Mot-valise pour sky catamaran, est un engin de technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) hybride (En génétique, l'hybride est le croisement de deux individus de deux variétés,...) où seulement 60 % de la sustentation est assuré par l'hélium, les 40 % restant étant fourni (Les Foúrnoi Korséon (Grec: Φούρνοι...) par l'aérodynamique (L'aérodynamique est une branche de la dynamique des fluides qui porte principalement sur la...) de la forme de l'aéronef (Un aéronef est un moyen de transport capable d'évoluer au sein de l'atmosphère...) avec la vitesse, comme pour un avion (Un avion, selon la définition officielle de l'Organisation de l'aviation civile internationale...).
  • La Chine ou la Corée travailleraient aussi sur des projets mais pour l'instant au stade (Un stade (du grec ancien στ?διον stadion, du verbe...) d'études théoriques.
  • Pour les Jeux Olympiques d'été de 2004 à Athènes, un dirigeable (rattaché au sol par une corde de plusieurs centaines de mètres) servait de caméra (Le terme caméra est issu du latin : chambre, pour chambre photographique. Il désigne un appareil...) de surveillance afin d'avoir une vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et...) d'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) des sites olympiques.

Caractéristiques

Les qualités du dirigeable sont :

  • Mode de transport (Un mode de transport, ou moyen de transport, ou système de transport, est une forme...) économique (meilleur rapport "masse transportée / coût kilométrique" après le transport fluvial), mais cet avantage est discuté par ses détracteurs ;
  • Possibilité de transporter de très lourdes charges ;
  • Les défaillances des moteurs sont moins critiques que pour un avion ;
  • Les dirigeables modernes peuvent atterrir pratiquement n'importe où ;
  • Capacité de rester en l'air très longtemps et de manière silencieuse par beau temps.

Ses défauts sont :

  • Une forte prise au vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface...) du fait d'un volume important, ce qui le rend très vulnérable par mauvais temps ou lors de rafales de vent. Actuellement au dela de 20 noeuds de vent, le dirigeable n'est pas manoeuvrable;
  • Un risque de surcharge due à la neige ou au givre ;
  • Une faible manœuvrabilité ;
  • Un rapport "encombrement / volume de charge utile (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement...)" très défavorable. On considère en effet qu'il faut 1m³ d'hélium pour transporter 1 kg de charge.

Il utilise plusieurs types d'enveloppe :

  • Souple ;
  • Semi-rigide ;
  • Rigide ;
  • Rigide lenticulaire.
  • Auto-rebouchant.

Il emploie comme gaz :

  • l'hydrogène, très léger, bon marché, mais sujet aux fuites et très inflammable, ce qui fut la causes d'accidents spectaculaires (désormais interdit pour une utilisation commerciale ou de loisir). Gaz "historique", il a pratiquement été abandonné;
  • l'hélium, plus coûteux mais plus sûr, le plus couramment employé de nos jours. Son principal défaut est d'être une ressource naturelle non renouvelable en voie d'épuisement, même s'il est, après l'hydrogène, l'élément chimique le plus courant dans l'Univers ;
  • l'air chaud, proportionnellement très peu porteur par rapport à l'hélium, mais comportant encore moins de risques et facile à produire.

Motorisation

Beaucoup de types de moteurs (Un moteur à combustion interne est un moteur dont la combustion (production d'énergie) va se...) couplés à une hélice (Hélice est issu d'un mot grec helix signifiant « spirale ». Un objet en forme...) ont déjà été essayés sur les dirigeables.
Généralement, on installe un nombre pair de moteurs afin de ne pas subir le couple de giration des hélices et des moteurs.

De nos jours, le moteur électrique a la vedette, plus encore avec les dirigeables à coques rigides, que l'on peut facilement doter de panneaux solaires.

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