mis à jour le 11.05.2005

Compte-rendu des essais des 12 et 13 Août 2001 à DIE - Drôme
    par Emmanuel LAURENT

Horaire : 8h à 11h du matin.
Météo : ciel bleu
Lieu : champ de luzerne à la sortie de DIE sur la route de Ponet-Marignac
Aide de : Laurent Besset, Georges Mas, Denis Bellier, Marie-Christine Goussé
Idées à tester :
1/ Test d'un ballon de 60m³ avec une partie de l'enveloppe noire et une partie transparente. L'idée est d'essayer d'optimiser l'utilisation du rayonnement solaire pour chauffer l'air du ballon.
2/ Test d'un contrôle vertical du ballon en changeant le volume de l'enveloppe par gonflage/dégonflage.

Essai de l'idée 1 : De précédents essais (en Juillet 2000) avaient permis de vérifier que le ballon était suffisamment efficace. L'enveloppe complètement gonflée permet de porter 4,3 kg (enveloppe+charge) soit une portance de 75 gr/m³ (pour un volume exact de 57m³). Le ballon de 4m de diamètre de Laurent BESSET a une portance de 85 gr/m³ (3,3 kg au total pour un volume de 36m³). La comparaison des portances en gr/m³ semble montrer que le ballon complètement noir est plus efficace que le ballon partiellement transparent. Mais, il ne faut pas oublier que le ballon partiellement transparent a une surface absorbante plus faible que le ballon tout noir. Ainsi on perd 25% du rayonnement. Pour être plus réaliste, il faut calculer la quantité de rayonnement solaire absorbée à la charge soulevée totale (un modèle simple permet d'évaluer cette grandeur). Pour le ballon tout noir, on obtient 3400 W/kg contre 2000 W/kg pour l'enveloppe partiellement transparente (soleil à 35° au-dessus de l'horizon et une puissance solaire de 800 W/m²). Cette puissance par unité de masse est en fait la puissance solaire qu'il faut pour soulever un kg de masse. L'enveloppe partiellement transparente est donc plus efficace malgré la perte de 25% du rayonnement.

Bilan :
- réaliser une enveloppe de mêmes dimensions que l'enveloppe partiellement transparente mais complètement noire afin de faire une comparaison dans les mêmes conditions de volume, de matériau, ...
- ajouter un écran absorbant à l'intérieur de la partie transparente de l'enveloppe pour augmenter le rayonnement capté.

Essai de l'idée 2 : Le contrôle de l'altitude du ballon peut être fait en changeant le volume de l'enveloppe. Pour cela, on utilise un ventilateur monté dans le col de l'enveloppe. Le ventilateur est commandé à distance par une télécommande à 433MHz.

Essai du 12 Août : le ventilateur est un moteur d'aéromodélisme avec une hélice. La puissance et le débit de l'ensemble est très clairement insuffisant pour contrôler le volume de l'enveloppe.

Essai du 13 Août : le ventilateur est remplacé par le ventilateur de voiture qui sert à gonfler l'enveloppe. Les 57 m³ de l'enveloppe permettent de soulever, tout juste, le ventilateur et sa batterie. Il était difficile de voir si on pouvait faire varier le volume car une légère diminution du volume faisait que le ballon ne portait plus assez!! . De plus, des problèmes avec la télécommande et la batterie n'ont pas permis d'aller plus loin. Une autre surprise désagréable a été le "déscotchage" partiel de l'enveloppe. La température de l'enveloppe était suffisamment importante pour ramollir le scotch qui assemblait les panneaux. Pour augmenter la portance, j'ai gonflé au maximum l'enveloppe, la mettant en surpression, ce qui a provoqué le glissement du scotch sur les feuilles plastiques.

Bilan :
- adapter le poids et la puissance du ventilateur à l'enveloppe pour conserver une portance suffisante.
- ne pas chercher à surgonfler l'enveloppe. Le scotch résiste moins bien avec l'augmentation de la température.

Voir aussi la page "Nouveaux concepts de ballons solaires"

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