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SCIENCES ET TECHNIQUES

Le ballon solaire au service de l'aventure polaire


Eléments de construction et coût    
     

Le ballon solaire est constitué d'une simple enveloppe noire gonflée d'air pouvant être en tissu spi ou plutôt en film plastique polyéthylène haute densité (PEHD), très peu coûteux puisqu'amenant le prix de revient à environ 5O euros pour un ballon pouvant soulever statiquement une charge de 1OO kg,5 euros pour une enveloppe plus petite soulevant du matériel photographique.

Le PEHD se trouve dans l'industrie de l'emballage, le prix varie de 2 à 3 euros/kg pour une fabrication de 1OO kg à une tonne de film. Sa fabrication est très facile et rapide; au lieu de fuseaux j'ai conçu un modèle assemblé avec 3 rectangles liés par adhésif que l'on voit sur les photos.

Aspect solaire

Le gonflement se fait simplement en secouant l'enveloppe pour introduire l'air par la base qui reste ouverte (comme une montgolfière),ou,lorsqu'il y a un peu de vent . L'air contenu s'échauffe selon l'effet de serre, l'enveloppe noire absorbant le rayonnement solaire. Du fait qu'il n'y a pas de partie mécanique,le poids de l'ensemble se réduit à celui de l'enveloppe de l'ordre de 8 à 2O kg selon le volume et l'usage souhaité.L'utilisation est donc gratuite,et il y a possibilité de gonfler et de dégonfler à volonté.

Toutefois ce mode de sustentation n'a pas été retenu pour les montgolfières classiques nécessitant des réactions rapides pour monter et descendre et contrôler le vol dans nos régions habitées.

La poussée aérostatique est d'autant meilleure que l'air extérieur est froid (plus lourd),la neige l'augmentant de façon considérable par la réverbération; elle ne varie pas sensiblement selon la taille du ballon; plus gros la surface chauffée est moindre par rapport au volume, le refroidissement par convection est moindre également. Le ballon avance dans le sens du vent.
Il pourrait peut-être se révéler possible en utilisation statique dans des régions inhabitées si l'altitude est stabilisée par exemple au moyen d'un ancrage mobile au sol. Par contre ce mode de sustentation m'a paru tout à fait adéquat pour une utilisation avec une poussée aérostatique (nettement) inférieure au poids soulevé, la hauteur étant alors limitée et la descente se faisant automatiquement après un vol de 4 à 2O sec ; de plus le film PEHD non
envisageable pour du transport statique (poussée supérieure au poids soulevé) le devient
pour l'utilisation en cinétique.

 
1) "l'utilisateur lâche le ballon..."



2) "...qui grimpe et l'entraîne pendant quelques secondes lorsque la corde est tendue"
   
Utilisation cinétique

L'utilisateur muni d'un harnais (type Batard ou autre) est relié au ballon par une corde d'environ 1O m.Il laisse échapper le ballon qui accélère verticalement pour le soulever.

Le ballon montré a un volume de 4OO m3,une surface de 3OO m2. La vitesse de montée est de 2 à 3 m/sec;la poussée aérostatique est de 2O daN (kg), l'utilisateur pèse 9O kg (daN)le bond est de plusieurs mètrespendant 4 sec. Le calcul du bond se fait à partir de la formule mv2:2 (énergie cinétique:masse multipliée par la vitesse au carré,le tout divisé
par deux;la masse étant celle de l'enveloppe mais avant tout celle de l'air contenu,environ 1,29 kg/mètre cube à O°).

La distance horizontale est le nombre de sec multiplié par la vitesse duvent, qui ne peut excéder la vitesse humaine pour ce type d'utilisation; note:dès que l'on s'arrête la convection forcée du vent refroidit l'enveloppe.

On peut imaginer un ballon dont la poussée est légérement moindre que celle du poids soulevé;les distances et hauteurs sont alors multipliées par 1O,voire 5O (prévoir une longue corde de retenue pour le suiveur); se méfier dans tous les cas d'ascendances éventuelles.

Dans tous les cas on peut faire varier la hauteur et la distance en variant le métrage de corde déroulée,ce jusqu'à 15 m,le ballon atteignant alors sa vitesse limite.La direction peut aussi varier (et donc s'écarter du sens du vent) si au moment d'être soulever,l e poids n'est pas exactement sous le ballon; pendant le bond, il va alors osciller dans l'autre sens sous l'effet
de la pesanteur.
 
   

Utilisations envisageables en régions polaires

L'utisation de ce type de ballon peut être envisagé comme matériel d'appoint, soit pour franchir des obstacles notamment pour du matériel, en évitant de se trimbaler avec un camion d'hélium ruineux et non réutilisable mais par contre en attendant des conditions favorables, soit pour décoincer du matériel immobilisé dans des anfractuosités de glace ou encore se trouvant dans une zone d'eau libre pour le ramener sur la banquise. Dans ce dernier cas un ballon simplement gonflé d'air introduit par le vent (il faut tout de même que sa direction soit celle souhaitée) et poussé par celui-ci possède une force irrésistible.

Présentation de l'inventeur de ce ballon : Pierre Benha´em
Contact : Pierre.Benhaiem@wanadoo.fr



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