Ballon dirigeable - Définition

Avantages et défauts

Avantages

Les qualités du dirigeable sont :

• mode de transport économique (meileur 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 dans le ciel très longtemps et de manière silencieuse par beau temps.

Les partisans répondent aux critiques que les progrès technologiques favorisent aussi le dirigeable : nouveaux matériaux 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, meilleur profilage du ballon pour diminuer la résistance à l'air, etc.

Défauts

• une forte prise au vent du fait d'un volume important, ce qui le rend très vulnérable par mauvais temps ou lors de rafales de vent ; actuellement au-delà de 20 nœuds de vent, le dirigeable n'est pas manœuvrable ;
• un risque de surcharge dû à la neige ou au givre ;
• une faible manœuvrabilité ;
• un rapport « encombrement / volume de charge utile » très défavorable. On considère en effet qu'il faut 1 m³ d'hélium pour transporter 1 kg de charge.

Le dirigeable est un moyen de transport qui a 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. Le régime nazi s'en est servi comme un instrument de propagande interne et externe, que le dirigeable connut ses grandes heures, cette masse énorme survolant les villes marquant les esprits. Le développement de ces engins dans les années 1920 et 1930 répondait plus à une compétition entre nations qu'à des considérations strictement économiques.

Une fois réglé le problème de l'inflammation de l'hydrogène avec l'utilisation de l'hélium (gaz non renouvelable, mais beaucoup plus cher à extraire), le volume en déplacement reste le principal défaut du dirigeable. Il le rend particulièrement sensible aux vicissitudes du climat (vent, pluie, neige, givre, grêlons, foudre), beaucoup plus que les avions modernes.

L'attrait écologique du dirigeable est également remis en cause. La trainée que provoque son immense ballon et la résistance à l'air nécessitent pour son déplacement une consommation importante d'énergie. Il a ainsi été calculé que par passager transporté, l'Hindenburg consommait 10 fois plus de carburant qu'un Boeing 747 actuel.

Les progrès récents n'ont pas pu encore démontrer que les nouveaux dirigeables sont économiquement rentables, l'avantage reste pour l'instant aux plus lourds que l'air.

Technique

Vol

Le dirigeable, comme tout ballon, utilise la loi d'Archimède ou poussée d'Archimède. Il est constitué d'une enveloppe souple ou rigide remplie d'un gaz dont la somme des poids (enveloppe + gaz + charge) est inférieure au poids du volume d'air équivalent. Non amarré au sol, le dirigeable s'élève naturellement dans l'air.

Enveloppe

Un dirigeable peut utiliser plusieurs types d'enveloppe :

• souple ;
• semi-rigide ;
• rigide ;
• rigide lenticulaire.
• auto-rebouchant.

Dans le cas des dirigeables souples, la forme de la carène est maintenue par la pression intérieure du gaz. Pour remédier aux différences des volumes occupés par l'hydrogène, qui modifieraient la forme du ballon et risqueraient de la rendre flasque, la pression est maintenue par un ou plusieurs ballonnets gonflés au moyen d'un ventilateur. Par ailleurs, des soupapes automatiques ou commandées limitent la pression. La nacelle est réunie à la carène par des câbles de suspension fixés à une ralingue de l'enveloppe. Cette nacelle est une poutre armée en bois ou en métal sur laquelle sont groupés le personnel et les appareils de pilotage (commandes de moteurs, de gouvernail de profondeur et de direction). La propulsion est assurée soit par une hélice dans l'axe de la nacelle, soit par deux hélices latérales.

Pour les dirigeables rigides, dont le prototype fut le " Zeppelin ", la carène rigide est en alliage léger, formée de larges anneaux reliés entre eux par des poutres longitudinales. Chaque extrémité est terminée par un cône, et celui de l'arrière, le plus effilé, porte les empennages et les gouvernails de profondeur et de direction. Cette charpente est recouverte de toile étanche et vernissée pour diminuer la résistance à l'avancement. L'intérieur est divisé en tranches dans chacune desquelles se trouve un ballonnet rempli d'hydrogène. Ce type est évidemment plus lourd qu'un aérostat souple de même cubage, en raison du poids de la structure, mais il peut atteindre des vitesses plus élevées, grâce à la solidité de sa carène, et transporter un tonnage plus fort, grâce à la possibilité de construire des enveloppes de grande capacité (10 000 m3 en 1900, 70 000 m3 en 1924 et 200 000 m3 en 1938).

Enfin, dans le cas du dirigeable semi-rigide, l'enveloppe est souple, mais comporte à sa base une quille rigide.

Gaz

Il emploie comme gaz :

• l' hydrogène, très léger, bon marché, mais sujet aux fuites et très inflammable, ce qui fut la cause 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.

Propulsion

Beaucoup de types de moteurs couplés à une hélice 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.

En 1986, Luc Geiser et son père construisent le Zeppy, il s'agit d'un dirigeable a propulsion humaine.