historique ballons-sondes

HISTORIQUE BALLONS-SONDES(2)

HISTORIQUE BALLONS-SONDES (2)

Des appareils perfectionnés sont construits comme le barothermographe de
l'ingénieur Jules Richard. Cet appareil était suspendu dans une cage en osier
recouverte d'une enveloppe de papier d'argent. Il comporte un thermomètre et un
baromètre enregistreurs à plume stylet et bande de papier. Au milieu se trouve un
hygromètre à cheveux.

Le baromètre est en fait un tube métallique de forme aplatie et enroulé en spirale.
Comme il y a le vide à l'intérieur du tube, la pression atmosphérique agit plus ou
moins sur les spires, le déplacement est transmis à la plume. Celle-ci peut tracer
une courbe sur un papier enroulé autour d'un cylindre animé en rotation par une
horloge. L'altitude est déduite de la pression de l'air.

Le système est identique pour l'enregistreur de température, sauf qu'il y a de l'alcool
dans le tube en spirale au lieu du vide. Le volume de l'alcool varie avec la
température. La plus basse température mesurable par cet appareil est de -83°C.
Une température de -70°C a été constaté. La composition de l'encre a été choisie
pour ne pas geler aux très basses températures. Pour les relevés de pression,
température et humidité, un seul cylindre rotatif suffit puisqu'il tourne en fonction du
temps. L'ensemble se trouve placé dans une boîte en bois avec une vitre sur la face
avant et des grilles métalliques perforées sur les cotés pour laisser passer l'air.

La boîte est suspendue par des élastiques dans un petit panier d'osier qui lui même
est enfermé dans un grand panier d'osier fermé par un cadenas. L'osier est de
couleur noire et l'enveloppe de papier d'argent empêche les rayons solaires d'agir
sur l'air situé à l'intérieur de l'osier. Ce panier de forme cylindrique s'appelle
"panier-parasoleil", il est situé à 8 mètres sous le ballon et sert aussi d'amortisseur
au moment de la chute.

Des instruments peuvent se placer à l'intérieur même du ballon pour déterminer les
variations de la température du gaz qu'il contient. La température peut varier par
suite de l'action des rayons solaires sur l'enveloppe du ballon.

Un appareil est destiné à capter une quantité d'air à haute altitude. Il se compose
d'un réservoir dans lequel on a fait le vide. Un mécanisme assure l'ouverture d'un
orifice d'arrivée de l'air ainsi que la fermeture de cette arrivée. Le tout est
commandé automatiquement par un baromètre à spirale, donc en fonction de
l'altitude.

Autre dispositif pour capter de l'air à haute altitude :

Observations faites avec les ballons-sondes à l'observatoire de TRAPPES :

1. Dans une zone à haute pression, la vitesse du vent devient de plus en plus faible
au fur et à mesure que l'altitude augmente jusqu'à une hauteur de 2 000 mètres.

2. Dans une zone de basse pression, la vitesse augmente avec l'altitude jusqu'au
niveau des nuages. Au dessus des nuages, la vitesse devient beaucoup plus faible.

3. Découverte d'une couche atmosphérique dans laquelle la température cesse de
s'abaisser et se maintient. Cette couche est appelée zone isotherme, elle se
rencontre à environ 11 000 mètres d'altitude. Un ballon-sonde lancé le 16 décembre
1906 a établi que la température relevée à 11 000 mètres était sensiblement
identique à celle relevée à 28 000 mètres, la valeur de la température s'étant
maintenue à -60°C.

4. A une altitude plus élevée, la température diminue et peut atteindre à l'équateur
une valeur de -80°C, valeur qui n'est pas habituelle sous notre latitude.

5. A une altitude de 10 000 mètres, il a été constaté un écart de 10°C entre la
température mesurée pendant l'été et celle mesurée pendant l'hiver.

6. Les dépressions barométriques se déplacent constamment; mais elles restent le
plus souvent dans des régions dont la température est plus élevée que celle des
régions voisines.

L'observatoire de Trappes avait été établi pour l'observation des nuages, son
utilisation pour déterminer l'altitude des ballons-sondes a permis d'effectuer la
comparaison des valeurs obtenues de façon optique et par les instruments
enregistreurs embarqués, à partir de la pression atmosphérique. Il suffit d'avoir les
valeurs à comparer à une heure précise.

Les chiffres ne concordaient pas d'une manière exacte. Les différences obtenues
provenaient à la fois de légères imperfections constatées dans les appareils de
mesure et des variations de pression réelle par rapport à celles enregistrées par
l'appareil.

En 1893, le colonel Renard utilisait des ballons-sondes en papier, et aussi du papier
"pétrolé". Le gonflement et le lancement de ces ballons-sondes était très difficile en
raison du vent, d'où des détériorations.

Lorsque le volume du ballon était important le vent exerçait une action
considérable sur son enveloppe, la solution était de procéder au
gonflement à l'abri du vent et de libérer la ballon de ses attaches avant
que le vent agisse sur lui.

Le gonflement s'effectuait dans un hangar mais il fallait encore prendre de grandes
précautions en sortant le ballon gonflé de son hangar, pour éviter que le vent agisse
sur le ballon avant que celui-ci ne soit rendu complètement libre.

Hangar pivotant de Mr Teisserenc de Bort à l'observatoire de Trappes :

---forme carrée de 7 mètres de coté, et une hauteur de 9 mètres, reposant sur une
plaque tournante.

---une porte s'ouvrait sur une seule face opposée à la direction du vent
le gonflement pouvait s'effectuer dans un milieu complètement calme.

---quand le ballon-sonde s'est élevé au dessus du hangar, le vent pouvait agir sur lui
mais le risque de déchirure était moindre puisque le ballon n'était plus relié au sol.

Le ballon-sonde de 6 mètres était confectionné en papier très mince (60 grammes
par mètre carré), puis en baudruche et ensuite en tissu caoutchouté. Le gonflage
s'effectue à l'hydrogène, il fallait tenir compte de la dilatation du gaz, en ne les
remplissant pas complètement. Il arrive que la dilatation du gaz, exerce sur
l'enveloppe parvenu à haute altitude, une pression telle que le ballon éclate.

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