LES AÉROSTATS
BALLONS À GAZ
Définition
Un ballon à gaz appelé également Charlière du nom de son inventeur, le physicien Jacques Charles vola le 27 août 1783 sur le Champ de Mars à Paris.
À la différence de la montgolfière qui est pourvue d’une enveloppe gonflée à l’air chaud, ce type d’aérostat fonctionne au gaz, d’où d’ailleurs son nom. Le gaz est moins compact que l’air, lorsqu’ils ont la même température. Il s’agit souvent de l’hélium, de l’hydrogène ou du gaz d’éclairage. Ainsi, l’enveloppe de l’aérostat ou ballon à gaz est fermée de manière hermétique, pour éviter toute fuite.
Pour faire monter cet aérostat, du lest embarqué dans des sacs (généralement du sable) est rejeté par-dessus bord, tandis que pour le faire descendre, il suffit de libérer une certaine quantité de gaz. Ce qui est une fois encore à l’opposé de l’aérostat à air chaud ou montgolfière, qui chauffe l’air pour faire son ascension et n'a pas besoin de sac de lest. En règle générale, cet aérostat à gaz sert à réaliser des records de distance.
Cependant, ils étaient plus dangereux parce qu'ils contenaient de l'hydrogène ou du gaz de charbon hautement inflammable. Aujourd'hui, la plupart des ballons à gaz utilisent l'hélium.
Le ballon à gaz nécessite du gaz et ceci en grande quantité. Un camion de gaz ou une alimentation en gaz est donc nécessaire pour le gonflage.
Les différents ballons
Il existe principalement deux sortes de ballons à gaz :
- Le ballon à filet,
- Le ballon à ralingues,
Technique de construction
Il existe plusieurs types de construction. Le ballon est constitué d'une bulle de tissu étanche, emprisonnée dans un filet, auquel est suspendue une nacelle. L'assemblage des laizes (bandes de tissu découpées) se fait soit par couture, soit par collage ou thermocollage selon le choix technique du tissu. Il est possible de réaliser des ballons sans filet, les ballons à ralingues (voir ci-dessous).
La nacelle construite historiquement en osier, est remplacée progressivement par des matériaux composites.
Le ballon à filet
Il existe plusieurs types de construction. Le ballon est constitué d’une grosse enveloppe étanche, emprisonnée dans un filet, auquel est suspendue une nacelle.
Du sable (lest) contenu dans des petits sacs de toile sont accrochés à la nacelle.
À la partie supérieure, on trouve une soupape qui, actionnée par l'intermédiaire d'une corde passant par l'intérieur de l'enveloppe et ressortant par le manchon de gonflement appelée appendice, permet de descendre ou de ralentir la montée.
À la partie inférieure, l'appendice sert à faire entrer le gaz dans l’enveloppe pendant la phase de gonflement du ballon au sol et durant le vol, permettant l’évacuation du gaz au fur et à mesure que s'effectue l'ascension : ainsi, la pression est réduite de façon à empêcher une enveloppe trop tendue d'éclater.
Lorsqu’il atteint son point d’équilibre, le ballon flotte dans l'atmosphère comme un bateau dans l'eau, sous l'effet de la force d'Archimède, proportionnelle au poids du volume d'air déplacé.
En jetant du sable, l'équilibre est rompu et le ballon monte.
En diminuant le volume de gaz, l'équilibre est rompu et le ballon descend.
Tout comme en montgolfière, le pilote ne peut agir directement que sur l'altitude du ballon.
Un panneau de déchirure permet un dégonflage rapide du ballon en cas d'atterrissage avec du vent, pour éviter un traînage au sol important.
Le ballon à ralingues
Les ballons à ralingues (cordages cousus ou collés sur l'enveloppe) sont apparus dans les années 1990. Et depuis 1992, tous les ballons construits par les manufacturiers sont des ballons à ralingues.
Ces ballons conservent le même fonctionnement que les ballons à filet.
Ces ballons se distinguent par deux innovations majeures, qui facilitent la mise en place des ballons :
- le filet est remplacé par des ralingues.
- la soupape est remplacée par un parachute.
La nacelle et ses accessoires
- La guiderope : empruntée de l’anglais guide-rope, composée de guide, du français guide, et rope, (corde en anglais). La guiderope est un long cordage d'une centaine de mètres de longueur que l'aéronaute laisse pendre de sa nacelle et traîner sur le sol quand il approche de la terre pour freiner son aérostat et stabiliser son altitude.
- Sur la nacelle, sont fixés un ou plusieurs sacs de sable qui permettront au pilote d’en jeter par-dessus bord pour prendre ou conserver son altitude.
