10 Août 2012

BSO : Enveloppe et Nacelle scientifique

Technologie de l’enveloppe Les matériaux utilisés pour réaliser l'enveloppe doivent être aussi légers que possible.

On utilise du polyéthylène, une matière plastique translucide (*), très utilisée pour les emballages, fabriqué avec des résines sélectionnées, de 15 à 25 microns d'épaisseur (dans le futur de 10 à 6 microns), plus fin qu'un cheveu, et de masse (25 ou 15 g/m2) qui doit conserver ses propriétés élastiques même au froid que l’enveloppe rencontrera pendant l'ascension (jusqu'à -90°C).

Chaque enveloppe est obtenue en assemblant, par soudage à chaud, des fuseaux de polyéthylène par des rubans plus résistants, créant ainsi un maillage capable de supporter la charge.

Fuseaux et rubans sont réunis au pôle supérieur et au crochet inférieur de l'enveloppe où est accrochée la charge utile.

Le plus gros ballon fabriqué à ce jour a un volume de 1,2 millions m3 pour une masse de 1,3 tonne et une longueur de fuseau de 200 mètres. Son diamètre à plénitude est de 130 mètres pour une surface de 5,5 hectares.

Il est ainsi possible de réaliser des ballons de très grand volume pouvant atteindre des altitudes élevées.

Des charges très lourdes peuvent également être emportées si un réseau de rubans est appliqué sur l'enveloppe pour prendre en compte la charge utile.

Dans un premier temps, les enveloppes étaient de forme tétraédrique, semblable à celle des bonbons appelés berlingots, parce que la fabrication était simplifiée.

Toutefois, à partir de 1972, pour accroître les performances - aller plus haut, plus longtemps, avec de plus lourdes charges - on adopta la forme « naturelle », en fait celle d'une goutte d'eau, pointe en bas.

(*) Ce matériau ressemble à celui employé par les teinturiers pour envelopper les vêtements

Les nacelles scientifiques

  • Les nacelles traditionnelles

Il est bien entendu que l'on ne déploie pas des ballons pour le seul plaisir de les voir s'envoler, même si ces envols sont impressionnants et majestueux ...

A l'exception des vols technologiques, à vocation de qualification de nouveaux matériaux ou de nouveaux systèmes de communication par exemple, les aérostats sont destinés à emporter des charges utiles scientifiques dont le coeur est un instrument de mesure (d'astronomie ou de physique/chimie de l'atmosphère).

Ces instruments sont développés par des laboratoires scientifiques, majoritairement français mais certains instruments étrangers ont rejoint, au fil du temps, la communauté des aérostats du CNES.

  • Les nacelles pointées

Dès 1964, le CNES a commencé la mise au point d’une nacelle pointée : Astrolabe. 

A partir de la fin des années 60 également, l’Observatoire de Genève étudie des nacelles pointées pour l’aéronomie, l’astronomie et l’observation de la terre.

Cet institut noue ensuite des liens étroits avec de nombreux laboratoires et organismes français (LAS Marseille, LPCE Orléans, CNES, LPMA Paris, etc.…) et devient le prestataire de services « Nacelles Pointées » même si d’autres utilisateurs continuent à développer des nacelles pointées (CESR, STEEL, CNES). 

En 1997,  l’Observatoire de Genève doit se recentrer sur les télescopes et les instruments sol. et le CNES reprend alors à son compte cette activité.

Un site spécifique est consacré aux nacelles pointées du CNES : http://ballons.cnes.fr/nacelles_pointees/index-missions.html

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