Premier lâcher de ballon solaire en perspective

Écrit par E.THIBAULT le . Publié dans Promotion des sciences

Un lâcher imminent

Un premier lâcher de ballon devrait avoir lieu très prochainement. Il suffit que la météo soit clémente : pas trop de vent et pas de nuage ! Il pourrait avoir lieu vendredi 6 mai vers 19h30-19h45 pour tester le dispositif mis en place par un groupe de 4 élèves destiné  à faire redescendre le ballon à une altitude donnée. Il est prévu que le ballon redescende après 1 heure d'ascension, soit à 5000 m environ. Le lâcher aura lieu  à cette heure, pour qu'en cas de disfonctionnement, le ballon redescende au bout d'1h30 à la tombée de la nuit.

Résumé de l'expérience par Alix, Clément, Julian et Stephen.

Dans le cadre du ballon solaire du lycée Vaucanson, nous nous sommes demandés s’il y avait une possibilité de décider du moment où le ballon redescendrait, sachant que jusqu'à présent, il ne pouvait redescendre qu'à la nuit tombée puisque  sans soleil le ballon ne peut pas se maintenir en l’air. En effet le ballon s'élève grâce à l'air chaud qu’il contient qui est plus léger que l'air extérieur. Sans soleil l'air intérieur du ballon ne chauffe donc plus et celui-ci redescend. Le réchauffement de l’air dans le ballon est favorisé par la couleur noire de l’enveloppe. Celle-ci absorbe les rayonnements solaires et ne les réfléchit pas.

 

Stephen, Alix, Clément et Julian lors du test de leur circuit

Nous avons d'abord pensé à placer un petit explosif qui se déclencherait à un moment déterminé. Cela provoquerait une déchirure dans la toile du ballon. L'air pourrait s'échapper et  le ballon redescendrait.

Pour cela, il nous fallait fabriquer un circuit électrique permettant de déclencher l'explosif en lui envoyant une tension qui l'allumerait. Nous avons décidé de le déclencher à une certaine altitude à l'aide d'un composant électronique appelé "amplificareur opérationnel" utilisé en "comparateur". Nous avons disposé de la part d'un autre groupe d'élève de la courbe d’étalonnage d'un capteur de pression qui permet de retranscrire la pression atmosphérique (qui diminue quand l’altitude augmente) en une tension électrique. Cette courbe nous permet  de connaître la tension correspondant à une pression et donc à une altitude donnée. Ainsi, il nous suffit de comparer la tension envoyée par le capteur de pression à la tension programmée a l'aide d'un potentiomètre (correspondant à l'altitude voulue) pour envoyer un courant dans l'explosif.

Circuit électronique de coupure de la ficelle

Le fait de faire un trou dans notre ballon n'était cependant pas la meilleure idée car il faudrait reconstruire un ballon avant chaque lâcher et la vitesse de chute importante pourrait avoir pour conséquence la destruction des instruments embarqués. Nous avons donc trouvé un autre système qui reprend le même circuit électrique sauf qu'au lieu d'actionner un explosif, il serait relié à un fil chauffant qui permettrait de couper une cordelette. Celle-ci est reliée au sommet du ballon et à la nacelle. Lorsqu'elle sera coupée, le ballon se retournera grâce au poids de la nacelle. Ainsi, l'air chaud du ballon pourra s'échapper par l'ouverture du ballon qui se trouvera en haut pour le ballon retourné. L'air chaud du ballon s'échappant, il ne sera plus porteur et donc le ballon descendra.

 

Retournement du ballon

 

Dispositif final