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Les premiers vols de ballons pressurisés

Il paraissait évident que la première tâche qui incombait à l'“investigateur principal” du projet EOLE était d'explorer la mécanique du vol des ballons surpressurisés dans la région où l'expérience devait être réalisée, c'est à dire l'hémisphère austral. 


1958- La société Raven à Minneapolis fabrique des
ballons polyéthylène en forme naturelle - goutte d'eau inversée.

Heureusement, le CNES disposait déjà, grâce à l'impulsion du professeur Blamont, d'une équipe technique spécialisée dans la fabrication et le lancement de ballons stratosphériques avec des techniques importées des Etats-Unis (photo ci-contre).  Cette équipe compétente lançait immédiatement l'acquisition du matériau américain et la fabrication locale de ballons en mylar.  Ces ballons, de forme sphérique, comportaient une enveloppe faite de fuseaux assemblés par un ruban adhésif et pliée aussi soigneusement que possible en minimisant le froissement du matériau.  Bien entendu, il est impossible de plier à plat une enveloppe sphérique et chaque ballon sortait de sa caisse avec une multitude de trous minuscules qui devaient être localisés et réparés avant le lancement. 
Ces opérations terminées, il fallait encore vider l'enveloppe de l'air résiduel qu'elle contenait et introduire la quantité ad hoc d'helium pour la gonfler partiellement, tout cela sans créer de nouvelles contraintes mécaniques, ni de nouvelles fuites qui auraient causé la perte du gaz aérostatique et la fin précoce du vol.  
Une visite à Vincent Lally nous donnait les clefs de cette procédure préparatoire complexe, réalisée dans son laboratoire de Boulder, Colorado - le programme GHOST avait émigré du Massachusetts au Colorado pour rejoindre le National Center for Atmospheric Research
Lally, bricoleur de génie, avait mis au point une merveilleuse balise alimentée par quelques piles solaires, dont les signaux radioélectriques haute-fréquence étaient guidés par l'ionosphère et pouvaient être reçus et décodés à des distances fabuleuses - plus de dix mille kilomètres - en dépit de la puissance minime de l'émetteur, cent fois moindre qu'une ampoule électrique.  Lally avait également inventé une ingénieuse méthode de navigation astronomique qui remplissait parfaitement la fonction de localisation des ballons plafonnants sans le bénéfice des systèmes de navigation spatiaux à venir.  Chaque ballon était équipé d'un minuscule photomètre orienté verticalement qui mesurait simplement le flux de lumière solaire passant à travers une fenêtre horizontale, d'où il était facile de déduire la hauteur du Soleil au-dessus de l'horizon.  La hauteur maximum atteinte par le Soleil donnait la latitude à 1° près, l'instant du maximum donnait la longitude.  Le problème était de reconstituer cette information à partir des  bribes de messages détectées au cours d'une veille radio intensive poursuivie tout au long de la journée (et même la nuit pour recevoir les signaux de balises lointaines émettant sous d'autres longitudes).


Balise radioélectrique à haute fréquence embarquée
sur les premiers vols expérimentaux de ballons
pressurisés, réalisés dans l'hémisphère austral à partir de
1966. Cette balise transmettait un code morse très lent,
dont la durée traduisait la hauteur du soleil au dessus de
l'horizon du ballon, une méthode de navigation
rudimentaire mais efficace.

La première campagne de ballons pressurisés réalisée par des expérimentateurs français eut lieu en Juillet 1966 à partir de l'aéroport de Tontouta en Nouvelle-Calédonie.  A cette époque de l'année, les courants atmosphériques étaient ceux de la circulation générale d'Ouest vers l'Est, emportant nos ballons au dessus du Pacifique en direction de l'Amérique du Sud (et retour pour au moins l'un d'entre eux qui pénétra dans la zone des vents alizés).  La première leçon tirée de ces expériences était la grande fragilité des enveloppes en mylar.  Malgré l'usage d'un matériau bilaminé, le moindre froissement de ces enveloppes peu flexibles pouvait causer la formation de fissures et la fuite catastrophique du gaz aérostatique, limitant la durée du vol à une ou deux jours.  La seconde leçon était la complexité logistiques des opérations de déploiement: une part importante des ressources du programme EOLE allait devoir être consacré non pas aux technologies spatiales, mais tout simplement à l'infrastructure nécessaire au lancement de la flottille de ballons.  Enfin, la basse atmosphère se révélait être un milieu bien trop actif - et humide - pour la survie de fragiles aérostats au niveau 300 millibars (environ 9000 mètres): il fallait, comme Vincent Lally, se contenter de déployer les ballons dans la stratosphère à une altitude sensiblement plus élevée (12000 mètres).  Le problème était que l'on s'éloignait beaucoup du niveau moyen (500 millibars) où l'écoulement est le plus représentatif de la circulation générale de l’atmosphère: la signification des conclusions scientifiques attendues de l'expérience s'en trouvaient diminuée. 

Au plan personnel, il faut souligner l'importance pédagogique que revêtirent ces campagnes de ballons expérimentaux à partir de divers sites de lancement choisis pour explorer les différentes conditions climatiques que devait rencontrer la flottille EOLE.  A notre époque où recherche scientifique est souvent synonyme de longues sessions devant un ordinateur et où l’accès à des fichiers électroniques remplace trop souvent la connaissance directe de la nature, il était précieux pour les théoriciens que nous étions de nous colleter aux problèmes concrets des mesures de terrain et aux aléas de la météorologie.  Quoi mieux que le tracé quotidien de la trajectoire contournée d'un traceur des courants aériens permettait d'apprécier l'immensité de la circulation planétaire que nous prétendions embrasser avec quelques ballons et la complexité des phénomènes dynamiques qui régissent cette circulation.  De ce point de vue le programme EOLE nous donna, avant même sa réalisation en vrai grandeur, une perception intuitive du caractère chaotique de l'écoulement des fluides géophysiques, perception qui manque aux physiciens de l’atmosphère pressés d’exploiter leurs mesures pour aboutir à des “découvertes” publiables.  Ce point de vue est peut être la racine d'un jugement lapidaire qui me fût attribué, bien que je ne l'ai jamais prononcé explicitement: "Si les aéronomes connaissaient quelque chose à la météorologie, cela se saurait".