LES MONTGOLFIÈRES



Introduction

A la fin des années 1950, l'utilisation d'une fibre synthétique pour l'enveloppe (le nylon), et d'un gaz de pétrole liquéfié (le propane) comme carburant, allaient relancer la montgolfière, en permettant un usage souple et sécurisé. Les premières montgolfières ainsi modernisées volent d'abord aux États-Unis. Elles arrivent en France dans les années 1970 et elles sont devenues un sport de loisir. En France on compte plus d'une dizaine associations qui proposent des baptêmes de l’air et des cours de pilotage.

Une montgolfière moderne est constituée de trois éléments principaux :
- l'enveloppe
- le brûleur ou les brûleurs reliés aux réservoirs de carburant
- la nacelle.

Ballon description

L'enveloppe

Elle est confectionnée avec du nylon très résistant ou polyester, matériau choisi pour sa légèreté (65g/m²). Ces tissus gardent une bonne tenue à la température car ils sont laqués ou enduits avec du polyuréthane. Elle est protégée à sa base par une jupe en tissu ininflammable. Pour un ballon de 3 000 m3 dont la capacité est 4 personnes, on emploie 1 200 m2 de tissu. L'enveloppe est partitionnée en fuseaux par des sangles de charge verticales, rassemblées au sommet sur un anneau. Le nombre de fuseaux est variable selon la forme et le volume de l’enveloppe.
Les sangles forment l’ossature du ballon, elles sont constituées, dans la partie basse, de câbles métalliques attachés par de solides mousquetons sur le cadre de charge, structure métallique reliant l’enveloppe à la nacelle, sur laquelle est fixé le ou les brûleurs.
Les sangles horizontales moins nombreuses ont une fonction d’anti-éclatement.
La jupe partie inférieure de l’enveloppe, à proximité du brûleur est généralement en Nomex, matériau ayant comme particularité de résister à de très hautes températures.
En-dessous de la jupe existe le scoop (ou l’écope , ou coupe vent)), de forme triangulaire, il sert à canaliser le vent relatif vers l’intérieur de l’enveloppe pour la maintenir en pression. Le scoop permet également d’orienter le ballon par rapport au vent.
La corde de couronne permet au moment de la ventilation de l'enveloppe, de maintenir celle-ci dans le bon alignement. Elle servira également à l'atterrissage pour aider le basculement du ballon dans l'axe désiré.

La soupape

La soupape est un clapet manuel placé au pôle supérieur du ballon. Elle permet de libérer une quantité plus ou moins grande de gaz pour faciliter les manoeuvres en vol. Le pilote peut l'ouvrir depuis la nacelle, pour libérer de l'air chaud en vue de mettre le ballon en descente ; la pression interne permet à la soupape de se remettre en place dès que la corde d'ouverture est relâchée.
Les différents modèles de soupape
- La soupape à double clapets :
Elle a été conçue par Jacques Charles dès la naissance du ballon à gaz. C'est le système le plus employé encore aujourd'hui pour des soupapes rigides.

Soupape double

- La soupape à simple clapet :
Exemple de soupape à simple clapet.

Soupape double

- La soupape parachute :
Le parachute est une soupape circulaire qui doit avoir une surface suffisante pour que la pression interne le plaque bien sous l'enveloppe. Son diamètre est d'environ 15 m² (pour un ballon de 2 200 m3) il est fixé à l'aide de "Velcro" et, est relié à la nacelle par une corde pour permettre au pilote de l'actionner. Fermé, il assure l'étanchéité du ballon, ouvert il libère l'air chaud, pour accélérer la descente.
Ce système présente plusieurs avantages:.
- En vol, en l'ouvrant légèrement elle est utilisée comme soupape classique.
- Au sol, en l'ouvrant entièrement elle dégonfle rapidement le ballon, et supprime ainsi le panneau de déchirure sur l'enveloppe.
- Elle est légère et reste fixée au ballon lors du pliage.

Soupape parachute

- Le panneau de déchirure :
Un panneau de déchirure permet un dégonflage rapide du ballon en cas d'atterrissage par fort vent, pour éviter d'être traîner longtemps au sol. Ce système placé à mis hauteur de l'enveloppe (équateur) est non réversible. Il est actionné par le pilote au moyen d'une corde à l'atterrissage. Il faut remettre en place le panneau de déchirure avant le prochain décollage au moyen de "Velcro" ou autres sangles. Tous les ballons n'en sont pas équipés.

La nacelle

La nacelle est en osier ou en rotin. Sa structure en osier est flexible tout en offrant une structure rigide supportant les nombreux chocs qu’elle subit lors des transports et des atterrissages, mieux que l’aluminium ou certains plastiques. Les planchers peuvent être également en osier tressé, ce qui aide à l’absorption des chocs et à réduire le poids, ou en bois pour améliorer la rigidité ou en cuir. Le bord supérieur de la nacelle est rembourré et présente quatre orifices servant à placer les arceaux rigides porteur du cadre de charge et du brûleur.

Ballon nacelle

Le nombre de passagers varie d'une montgolfière à l'autre suivant le volume de l'enveloppe et de la nacelle. Les nacelles peuvent contenir deux, trois, quatre ou six personnes, quelque fois plusieurs dizaines mais ce sont des cas particuliers de grosses montgolfières. Sur les ballons de gros volumes, la nacelle peut être divisée en plusieurs compartiments.
Ci-dessous les deux brûleurs fixés sur le cadre de charge de la nacelle.

Photo nacelle

Les brûleurs

Le brûleur est maintenu au-dessus des têtes des passagers et du pilote par des tiges. Le brûleur peut être simple ou, plus généralement double. Le double brûleur permet une plus grande réactivité du ballon lorsque le pilote à besoin. Des quadri-brûleurs existent également pour des ballons plus gros. Ils existe deux circuits de gaz, l’un pour les veilleuses, l’autre pour les brûleurs. Le brûleur est alimenté par un tuyau le reliant à la bouteille de gaz propane. Il est actionné par une vanne qui propulse le gaz, en phase liquide, à travers un serpentin où il se vaporise jusqu'au gicleur pour s'enflammer au contact de la veilleuse. Il délivre une flamme dirigée avec précision de 3 à 6 mètres de haut rentrant à l'intérieur de l'enveloppe par la partie inférieure "bouche". De nos jours les brûleurs comportent au moins 2 circuits d'alimentation complètement indépendants, garantissant ainsi une plus grande sécurité. A ces circuits, s'ajoute un brûleur silencieux conçu pour le survol du bétail appelé brûleur à vache.
Ci-dessous double brûleur

Double bruleur

Les cylindres

La ou les bouteilles de propane liquide appelées cylindres sont reliés aux brûleurs par un tuyauterie souple et alimentent les veilleuses et les brûleurs. Les cylindres de gaz propane sont sanglés à l'intérieur de la nacelle. Les propriétés chimiques du propane en font le carburant idéal pour chauffer l'air contenu dans l'enveloppe : ce gaz ne gèle pas et sa combustion ne génère ni odeurs, ni imbrûlés.
Ci-dessous une nacelle équipées de 4 cylindres fixés dans chaque coins.

Nacelle et cylindre

Les instruments

Les instruments indispensables embarqués à bord de la nacelle sont:
- Un altimètre pour mesurer l’altitude par rapport au niveau de la mer.
- Un thermomètre qui indique la température à l’intérieur du ballon
- Un variomètre qui mesure la vitesse ascensionnelle et indique si le ballon monte ou descend
- D’autres équipements complètent ce matériel : un extincteur, un émetteur-récepteur radio, etc.

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