Ballon-sonde
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Ballon météo
Ballon météo
Ballon gonflé à l'hydrogène
Ballon gonflé à l'hydrogène
Ballon plafonnant (
Ballon plafonnant (" Ballon qui, après une phase ascensionnelle, évolue à des altitudes correspondant à une valeur prédéterminée de la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) atmosphérique ", d'après la définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la division entre les définitions réelles et les définitions nominales.) du B.O. n° 4 du 26 janvier 2006)

Le ballon-sonde (Le ballon-sonde a été inventé par Gustave Hermite en 1892. Un ballon-sonde (sounding balloon en anglais), dans les domaines de la météorologie et de l'astronautique, est un ballon libre non habité, utilisé pour...) a été inventé par Gustave Hermite en 1892. Un ballon-sonde (sounding balloon en anglais), dans les domaines de la météorologie (La météorologie a pour objet l'étude des phénomènes atmosphériques tels que les nuages, les précipitations ou le vent dans le but de comprendre comment ils se forment...) et de l'astronautique (L'astronautique ou spationautique ou cosmonautique, est constituée par l'ensemble des sciences et des techniques visant à envoyer dans l'espace extraterrestre un véhicule...), est un ballon libre non habité, utilisé pour faire des mesures locales dans l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :). Son principal intérêt est de pouvoir atteindre des altitudes d'environ 30 km voire plus, ce qu'il est impossible de faire avec des moyens plus conventionnels tels que les avions. Son prix est par ailleurs sans commune mesure avec celui d'un satellite (Satellite peut faire référence à :).

Types de ballons-sondes

Il existe plusieurs types de ballons-sondes :

  • Les ballons-sondes standards gonflés à l'hélium (L'hélium est un gaz noble ou gaz rare, pratiquement inerte. De numéro atomique 2, il ouvre la série des gaz nobles dans le tableau périodique des...) pouvant emporter des charges importantes en haute altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau de base. C'est une des composantes géographique et biogéographique qui explique la...). Dans ce cas, le ballon est fermé et en composés élastiques, ce qui implique qu'il éclate aux environs de 30 km à cause de la pression très faible régnant à cette altitude ;
  • Les ballons ouverts : constitués d'une enveloppe légère, ils sont ouverts par le bas et permettent ainsi à l'hélium de sortir au fur (Fur est une petite île danoise dans le Limfjord. Fur compte environ 900 hab. . L'île couvre une superficie de 22 km². Elle est située dans la Municipalité de Skive.) et à mesure de la montée. Ils peuvent atteindre jusqu'à 45 km d'altitude et y rester jusqu'à 4 jours. Ce type de ballon-sonde représente la majorité des ballons lancés dans un cadre scientifique ;
  • Les ballons pressurisés gonflés à l'hélium. Ceux-ci sont constitués d'une enveloppe rigide les empêchant d'éclater. Ils peuvent ainsi rester des semaines dans l'atmosphère — entre 10 et 20 km — et permettent de réaliser des expériences de longue durée, pouvant survoler des terrains différents ;
  • Les ballons infrarouge : l'enveloppe est souvent aluminisée et permet l'entrée des rayons infrarouges du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine jaune, et composée d'hydrogène...), ce qui permet de chauffer l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de pressuriser les cabines des...) contenu dans le ballon de manière continue et ce même à haute altitude. Le jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil...), le ballon monte à environ 28 km et descend la nuit vers 20 km. Le grand intérêt de ce type de ballon est leur très longue durée de vie ; des vols de plusieurs mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.) ont ainsi déjà été réalisés et permettent de faire plusieurs fois le tour du monde !

Constitution

Un ballon-sonde est constitué d'une chaîne de vol, composée par :

  • Le ballon lui-même, tirant le reste de la chaine
  • Un parachute (Le parachute est un dispositif destiné à freiner le mouvement, principalement vertical d'un objet ou d'une personne.) dans la plupart des cas, afin de permettre une descente en douceur
  • Un transpondeur (En télécommunications, le terme de transpondeur peut avoir les significations suivantes :) permettant aux contrôleurs aériens de connaître sa position — ou un réflecteur radar (Le radar est un système qui utilise les ondes radio pour détecter et déterminer la distance et/ou la vitesse d'objets tels que les avions, bateaux, ou encore la pluie. Un émetteur envoie des ondes radio, qui sont...) pour les ballons les plus simples
  • Une ou plusieurs nacelles, pouvant souvent se détacher à des phases différentes du vol, si nécessaire chacune avec son parachute et/ou son propre transpondeur. C'est la nacelle (le panier en osier et moins utilisé que la simple boîte) qui contient les expériences.

Utilisation

La plupart des ballons expérimentaux ont un but d'étude de l'atmosphère (par exemple : la couche d'ozone) et sont mis en œuvre par des professionnels tels que le CNES ou des universités. Il existe aussi des ballons météo dont le but est de relever la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante,...), l'humidité (L'humidité est la présence d'eau ou de vapeur d'eau dans l'air ou dans une substance (linge, pain, produit chimique, etc.).), la vitesse (On distingue :) et la force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale » équivalent au courage (cf. les articles « force...) des vents qui aident à l'élaboration de prévisions météorologiques : il s'agit des radio-sondages. En France, il existe 7 stations de radio-sondage qui lâchent un ballon météo, certaines de manière automatique (L'automatique fait partie des sciences de l'ingénieur. Cette discipline traite de la modélisation, de l'analyse, de la commande et, de la régulation des...), a 0h UTC et 12h UTC.

Enfin, il faut préciser que les ballons-sonde peuvent être également mis en œuvre par des amateurs, notamment des clubs aérospatiaux et les radioamateurs. Il s'agit plus ici d'une conception ludique et technique que purement scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes...).

Des ballons à l'école

Les ballons sondes sont de formidables vecteurs pour les expériences. C'est pour cela que le CNES en partenariat avec Planête Sciences permet aux jeunes de créer eux même leur(s) expérience(s). Celles-ci seront alors accrochées dans une nacelle qu'un ballon en latex (LaTeX est un système logiciel de composition de documents créé par Leslie Lamport. Plus exactement, il s'agit d'une collection de macro-commandes destinées à...) emmènera à 25-30kms d'altitude.

Ces expériences menées déjà dans de nombreuses écoles (~150 par an) permettent aux élèves d'étudier l'atmosphère, la pollution (La pollution est définie comme ce qui rend un milieu malsain. La définition varie selon le contexte, selon le milieu considéré et selon ce que l'on peut entendre par malsain...), de prendre des photos ou des films à des altitudes diverses...

"Un ballon pour l'école" (UBPE) est un moyen qui permet aux plus jeunes de mettre en oeuvre leurs propres expériences "en vrai".

Statistiquement et grâce à l'autocollant (Un autocollant (ou sticker, de l'anglais to stick, coller) est un support de texte ou d'images disposant sur sa face inférieure d'une fine couche d'adhésif permettant de le fixer sur une surface, à...) posé sur la nacelle on récupère 2 ballons sur 3.
Dans certaines régions, les radioamateurs sont mis à contribution pour la récupération du ballon. Un module GPS associé à un émetteur et à une interface (Une interface est une zone, réelle ou virtuelle qui sépare deux éléments. L’interface désigne ainsi ce que chaque élément a besoin de connaître de l’autre pour pouvoir...) APRS permet une localisation précise en temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) réel de la nacelle pendant presque tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) le vol. La recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique...) au sol s'effectue ensuite par radiogoniométrie classique. Le taux de récupération peut alors atteindre 100%. Les élèves peuvent suivre le déplacement ( En géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles orientés. En psychanalyse, le déplacement est mécanisme de défense...) du ballon sur un fond de carte grâce à un logiciel (En informatique, un logiciel est un ensemble d'informations relatives à des traitements effectués automatiquement par un appareil informatique. Y sont inclus les instructions de traitement,...) approprié.

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