Ballons et Dirigeables
Publié par Publication le 06/02/2005 à 21:37

Inconvénients techniques

Ce titre et le suivant (10. Coûts) laisse entendre que les seuls avantages des ballons sont fantasmatiques, et que les inconvénients techniques sont rédhibitoires. Si ce n'était pas le cas, il y aurait davantage de ballons en vol, car le fantasme, ça finit par coûter cher dans un monde (Le mot monde peut désigner :) réel confronté à des problèmes "bêtes" (ne pas mourir de faim (La faim désigne la sensation, apparaissant après un certain temps sans manger, qui pousse un être vivant à rechercher de la nourriture.) ou de froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.), etc.).

Tous les inconvénients techniques proviennent de la limitation absolue (L'absolue est un extrait obtenu à partir d’une concrète ou d’un résinoïde par extraction à l’éthanol à température ambiante ou...) de portance, en raison de la masse volumique (Pour toute substance homogène, le rapport de la masse m correspondant à un volume V de cette substance est indépendante de la quantité choisie : c'est une...) de 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...), qui est très faible (voir application numérique (En sciences, particulièrement en physique, l'application numérique est l'obtention de la valeur numérique d'une grandeur physique à partir de celles d'autre grandeurs lorsque l'on...) plus haut).

Avant d'examiner les ballons quant aux critères techniques, on rappelle la loi de similitude sur un cube (En géométrie euclidienne, un cube est un prisme dont toutes les faces sont carrées. Les cubes figurent parmi les solides les plus remarquables de l'espace. C'est un des cinq solides de Platon, le seul ayant exactement 6 faces,...) (cf. certificat d'études primaires):


L'inconvénient technique absolu de faible portance engendre deux corollaires:
- inconvénient économique: énormités des surfaces, des volumes, des traînées, des coûts ;
- inconvénient de sécurité: cette énormité des surfaces rend tous les ballons très sensibles à l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :).

On rappelle à ce sujet que l'atmosphère réelle est composée d'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) et d'azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de numéro atomique 7. Dans le langage courant, l'azote désigne le gaz...) mais aussi de:
- vents, rafales, tourbillons ;
- pluie (La pluie désigne généralement une précipitation d'eau à l'état liquide tombant de nuages vers le sol. Il s'agit d'un hydrométéore météorologique qui fait partie du cycle de l'eau. La pluie se...), neige (La neige est une forme de précipitation, constituée de glace cristallisée et agglomérée en flocons pouvant être ramifiés d'une infinité...), glace (La glace est de l'eau à l'état solide.), grêle (La grêle est un type de précipitation qui se forme dans des orages particulièrement forts lorsque l'air est très humide et que les courants ascendants sont puissants. Elle prend la forme de billes de glace...), nuages ;
- poussière, cendres volcaniques, cailloux, météorites ;
- radiations solaires et cosmiques ;
- autres aéronefs, oiseaux...

Une parfaite connaissance de l'atmosphère est le préalable à tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) vol en ballon.


"Los Angeles" après le passage d'une rafale
(hauteur totale enviton 250 m)


Usure mécanique, gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre :...) perdu au dégonflage (Hornes, 1903)

Noter le filet entourant l'enveloppe. Il permet de diminuer les contraintes par diminution locale du rayon de courbure (Intuitivement, courbe s'oppose à droit : la courbure d'un objet géométrique est une mesure quantitative du caractère « plus ou moins courbé » de cet objet....) de l'enveloppe. Il sert également à transmettre la portance à la nacelle.


Akron ou Macon dans l'Ohio. Hangar Goodyear.

Taille léviathanesque des hangars (pour les modèles ne se dégonflant pas). On ne doit pas omettre, comme contraintes, toutes celles liées à la motorisation et au stockage d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) (masse et coût des moteurs (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie mécanique ou...), du carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.), etc.), qui sont critiques pour tout engin aérien.

Coûts de fabrication et d'amortissement élevés

L'énormité de la taille entraîne l'énormité des usines, des hangars, du nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de personnes pour assembler les ballonnets.


Fabrication des ballonnets, BBC Hulton Picture Library

Les coûts d'exploitation sont dus aux éléments suivants:
- vitesse (On distingue :) faible, parfois négative compte tenu du vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus ont lieu sur Neptune et sur Saturne. Il est essentiel à tous les phénomènes...) (-30 à +150 km/h) ; d'où difficulté de respecter des horaires ;
- pour les ballons libres, le personnel au sol peut avoir des difficultés à suivre le ballon libre.
- faible durée de vie (La vie est le nom donné :) des immenses parois: agressions mécaniques, agents atmosphériques, ultraviolets (quelques mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.) à plusieurs dizaines de mois) ;
- pour les dirigeables: consommation d'énergie énorme (traînée aérodynamique (L'aérodynamique est une branche de la dynamique des fluides qui porte sur la compréhension et l'analyse des écoulements d'air, ainsi qu'éventuellement sur leurs effets sur des éléments solides qu’ils environnent....) par siège 100 à 10000 fois supérieure à celle d'un avion), assez élevée pour les ballons à air chaud ;
- fuite de gaz inévitable pour les ballons à gaz (molécules parfois coûteuses très petites, diffusant facilement) ;
- nécessité de beaucoup de personnel et de matériel au sol, à chaque étape (cf. photo ci-dessous).


Manoeuvre d'amarrage du Zeppelin (Un zeppelin désigne un aérostat de type dirigeable rigide, de fabrication allemande, mais est souvent utilisé dans la langue populaire pour désigner n’importe quel ballon dirigeable. C'est le comte allemand...) LZ129 "Hindenburg" à Lakehurst
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