Ballon-sonde - Définition

Introduction

Ballon météo

Un ballon-sonde est un aérostat utilisé dans les domaines de la météorologie et de l'astronautique. Il s'agit d'un ballon libre non habité, utilisé pour faire des mesures locales dans l'atmosphère grâce à un certain nombre d'instruments mis à bord dans une nacelle appelée radiosonde, ainsi que d'un réflecteur radar ou d'un système de radiolocalisation pour le suivre et donc déterminer la vitesse des vents. Le ballon-sonde a été inventé par Gustave Hermite en 1892.

Son principal intérêt est de pouvoir atteindre des altitudes de 35 km ou plus, difficile à obtenir avec des moyens plus conventionnels tels que les avions, et à un coût beaucoup moindre que celui d'une fusée-sonde ou d'un satellite.

Histoire

Le développement des connaissances en météorologie nécessite de connaître les variables de vent, température, pression et humidité tant au sol qu’en altitude. À la fin du XIX^e siècle, les chercheurs et météorologues ne disposent de données très éparses en surface. Gustave Hermite, un inventeur français, a l’idée de relâcher une ballon auquel il attacherait des instruments. Cependant, la radio n’étant pas encore inventée, il doit récupérer ce dernier par la recherche du point de chute après l’explosion du ballon. Le 17 septembre 1892, Hermite lâche son premier ballon-sonde fait en papier enduit de pétrole. Il mesurait quatre mètres de diamètre et transportait un baromètre à mercure de 1,2 kg.

Son idée se répand d’abord lentement mais des chercheurs, comme Léon Teisserenc de Bort et Richard Aßmann, découvriront grâce à ce système la tropopause, la stratosphère et les autres couches de l’atmosphère. Après quelques essais à partir de 1927, Pierre Idrac (1885 † 1935) et Robert Bureau (1892 † 1965) associent aux capteurs un petit émetteur radio à lampe qui retransmet au sol en temps réel les valeurs mesurées. Le premier vol d’un ballon-sonde retransmettant par radio la mesure de la température est effectué le 17 janvier 1929 à Trappes. La récupération des données n’est plus tributaire d’une aléatoire récupération de l’épave du ballon, c’est la naissance du radiosondage moderne.

En 1940, les radiosondes ont complètement remplacé les météographes d’avion pour des sondages quotidiens. Les météorologues utiliseront les informations recueillies pour développer un modèle conceptuels de la circulation atmosphérique et les intégreront dans la prévision météorologique.

Éléments constitutifs

Ballon plafonnant (« Ballon qui, après une phase ascensionnelle, évolue à des altitudes correspondant à une valeur prédéterminée de la pression atmosphérique », d'après la définition du B.O. n° 4 du 26 janvier 2006).

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

• Le ballon lui-même, tirant le reste de la chaîne ;
• Un parachute dans la plupart des cas, afin de permettre une descente en douceur ;
• Un transpondeur permettant aux contrôleurs aériens de connaître sa position — ou un réflecteur radar 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 est moins utilisé que la simple boîte) qui contient les expériences.