Premier vol du ballon solaire

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

Les objectifs de ce premier essai étaient les suivants :

- Savoir si le dispositif électronique de descente du ballon fonctionne et est précis quand  à l’altitude choisie ;

- Savoir si le ballon parvient  à se retourner convenablement ;

- Savoir si le ballon ne redescend pas trop vite.

Première tentative de lâcher : Jeudi 12/05/2011 à 19h45

Après avoir testé le retournement du ballon dans le gymnase du lycée le midi, nous avons effectué les derniers réglages dans la nacelle une fois les cours terminés.

 

Nous avions disposé des bâches par terre pour éviter que le ballon ne s'abîme avec la surface au sol. Puis le gonflage a commencé. En raison d'un vent assez fort, nous avons tenté de maîtriser le plus longtemps possible le ballon à l'aide de filets.

Plusieurs problèmes sont ensuite survenus. D'un côté, l'émetteur radio nommé KIWI, n'envoyait plus aucune valeur concernant le capteur de pression en raison d'un fil électrique qui s'était débranché. D'autre part un autre fil n'avait pas été reconnecté au dispositif de retournement du ballon lors du changement des piles ce qui nous donnait des valeurs totalement fausses pour le suivi du fonctionnement de ce dispositif…La boîte étant fermée, nous avons du la ré-ouvrir, ce qui nous a fait perdre quelques minutes précieuses dans le sens où le soleil descendait de plus en plus dans le ciel.

Motivés et excités nous avons - malgré des conditions peu favorables - tenté un lâcher.

Dans un premier temps monsieur Thibault a commencé a avancé avec le ballon mais celui-ci allait se prendre les arbres, nous avons donc essayé d'attendre que le vent se calme et d'avoir une meilleure opportunité.

D'un coup le ballon commença à s'élever tout doucement, n'ayant plus de temps à perdre en raison de la chaleur et de la luminosité, il fallut tenter le tout pour le tout. Alix tenta de suivre le plus longtemps possible le ballon, nacelle en main, puis du se résigner : le ballon ne s'étant pas assez élevé, le réflecteur radar s'était accroché dans des arbres, causant la redescente immédiate du ballon et de nombreux trous. Heureusement, un ballon  et une nacelle de secours étaient déjà prêts.

Après avoir rangé le matériel, une partie du groupe parti au radioclub  pour refaire une partie des circuits et s'organiser pour un lâcher prévu dès le lendemain.

Les conclusions furent plutôt unanimes et rapides : nous avions perdu du temps et lâché trop tard, s'ajoutait également un manque d'organisation dû au fait que nous ignorions la façon dont tout se passerait et à notre manque d'expérience.

Une nouvelle façon d'accrocher la nacelle fut mise au point pour gagner du temps. L'analyse du lâcher fut possible grâce à des vidéos, et une organisation beaucoup plus précise et efficace fut décidée pour le lendemain, notamment la check-list et une distribution claire des rôles.

Seconde tentative de lâcher : Vendredi 13/05/2011 à 19h00

Après quelques petites mises au point, notre ballon s’est envolé vers 19h10 depuis le terrain de football situé derrière le Lycée Vaucanson qui a permis  d’avoir un espace plus dégagé. Les vents au sol étaient nettement moins forts que la veille et nous avons eu moins de mal à  contrôler le ballon. Peu de contre-temps cette fois-ci et une organisation bien meilleure : le prof nous  a même félicité !

 

Le ballon s’est élevé très lentement au départ (moins de 1 m/s) car un voile nuageux atténué légèrement le Soleil.

D’après le système GPS et les données que nous avons pu récupérer sur le site aprs.fi (station F6KCI-11), il a atteint 1036 m  à 18h29, soit une vitesse moyenne de moins de 1 m/s sur les 20 premières minutes.

En revanche, 10 minutes plus tard il était à 1859 m et donc cette fois se déplaçait à environ 1,33 m/s.

A 1859m, nous avons pu assister en direct au retournement du ballon. Le dispositif ne devait pas fonctionner si tôt ! Mais restons positifs, le dispositif est capable de couper la corde et le ballon peu se retourner. Nous avons cependant constaté qu’il ne s’est pas totalement retourné dans un premier temps : Est-ce que la corde était coincée ? Est-ce qu’il faut prendre un ballon plus symétrique… ?

Pourquoi cette coupure à 1859 m  et non pas entre 3000 et 3500 m comme nous l'avions prévue ? Le circuit entraîne une coupure imprévue de la corde que lorsqu’un problème d’alimentation intervient d’après les tests que nous avons pu effectuer au laboratoire. Hypothèse : Nous avons alimenté notre circuit  à l’aide de l’émetteur radio afin de limiter le nombre de batteries embarquées, or nous avons pu constater que celui-ci n’est pas toujours fiable. Nous allons donc ajouter une alimentation 5V pour notre circuit pour qu’elle soit indépendante de l’émetteur radio.

La redescente : Tant que le ballon ne s’est pas totalement retourné, celle-ci s’est faîte tranquillement, 500 m en 5 minutes, soit un peu plus de 1,5 m/s. Puis brutalement le ballon s’est mis à se dégonfler et nous avons vu sa chute s’accélérer et atteindre 4 m/s avant de toucher le sol  (La nacelle des ballons météo redescend  à environ 5 m/s). Un petit parachute est donc indispensable pour freiner encore la redescente.

L’ensemble s’est posé dans le cimetière Lassalle à 19h49  à côté du Lycée sans aucun dommage !

Conclusions suite à l'analyse de l'expérience au Radioclub :

-  Revoir la forme du ballon ;

- Réflexion sur un dispositif pour éviter l’entrelacement des cordes et peut être des antennes ;

-  Désolidariser l’alimentation de l’émetteur de celle du dispositif de coupure de la ficelle.