par Roland, F5ZV

Voir aussi : - Caractéristiques de l'atmosphère - La troposphère - Georges BESANÇON - Gustave HERMITE - Les enveloppes en latex utilisées pour le radiosondage - Le météorographe, enregistreur graphique pour altitudes élevées - Les "Aérophiles", ballons-sondes des années 1890 - Les premiers ballons-sondes allemands 1894-1899 - Fonctionnement d'un ballon-sonde des années 1890 -


Correspondance franco-allemande

  Le 12 juin 1896, le professeur ASSMANN, directeur de l'Institut météorologique de Berlin écrivait une longue lettre à Monsieur Gustave HERMITE dans laquelle une phrase essentielle se détache :

"...Or, je me suis dit que la science elle-même n'est point une affaire de chauvinisme, et que les savants français, qui ont dévoué leur travail et leur génie inventif aux buts les plus hauts, seront assez libres de préjugés pour consentir à ma proposition d'un travail commun et simultané. Il n'y a point de doute que les résultats des ascensions synchrones ne seraient beaucoup plus importants et positifs que ceux qui sont remportés des ascensions à différents temps..."

  A cette proposition de collaboration pour l'exploration de la haute atmosphère, Gustave HERMITE répond aimablement le 12 juillet et ne rejette pas l'idée de sonder simultanément l'atmosphère en plusieurs endroits géographiques ; mais il objecte que le moment n'en est pas encore venu car, pour comparer des résultats effectués en différents lieux, il est indispensable d'utiliser des instruments de mesure fonctionnant de façon rigoureusement identique. Ceci est loin d'être le cas, et la fiabilité des appareils utilisés de part et d'autre des Vosges (qui formaient la frontière à l'époque) n'était pas encore jugée suffisante.

  C'est Arthur BERSON qui, le 19 septembre, répond à Gustave HERMITE en proposant une solution au problème de mesures effectuées avec des instruments différents [02] :

"... Mais il est vrai que la dissemblance des instruments dont nous nous sommes servis jusqu'à présent ne permettrait bien de comparer les résultats obtenus et attribuer par exemple des différences de température trouvées dans la même hauteur et à la même heure en France et chez nous avec certitude à de véritables différences dans la chaleur de hautes couches de l'air. Certes, dans ce point vous avez complètement raison, Monsieur; et pour éviter cette difficulté, M. Assmann se permet de vous faire la proposition suivante : Vous aurez la bonté de donner ordre à M. Richard de construire pour nous un instrument absolument et dans chaque détail égal à celui que vous allez employer ; vous le ferez comparer dans votre chambre frigorifique et, l'instrument arrivé ici, nous nous entendrons par voie télégraphique sur un temps propice pour une ascension simultanée nocturne, vu que pendant le jour la radiation solaire paraît former un obstacle jusqu'à ce moment presque insurmontable à tous nos efforts communs [03]. Vous voyez, Monsieur, que-nous sommes disposés, dans le but de faciliter cette collaboration si précieuse pour la science, d'adopter pour une ou deux ascensions votre méthode sans aucune restriction..."

  Voilà qui est net, l'argument de HERMITE, ne tient plus, les mesures seront comparables puisque les appareils seront rigoureusement identiques, tant dans leur construction que dans leur étalonnage, du moins pour les prochains essais. Rien ne s'oppose à ce que des mesures comparables aient lieu, il ne reste plus qu'à fixer les jours et heures et définir les modalités de ces ascensions simultanées.

La conférence de Paris

  Du 17 au 23 septembre 1896 se déroule "La conférence météorologique internationale de Paris". Au départ, elle est censée réunir uniquement les directeurs des services de météorologie rassemblés au sein du Comité météorologique international mais l'Union aérophile obtient du ministère de l'Instruction Publique, dont dépend le Bureau central météorologique (BCM) dirigé par Éleuthère Élie Nicolas MASCART, qu'un aéronaute mêlé aux sondages aérologiques entrepris par HERMITE et BESANÇON y participe sous le prétexte que Richard ASSMANN sera présent. Le ministre accepte, le représentant des aéronautes-scientifiques sera Wilfrid de FONVIELLE. Cette décision sera lourde de conséquences pour le développement de l'aérostation scientifique.
 L'événement est important car les météorologistes du BCM ne peuvent plus ignorer ou snober les expériences météorologiques effectuées par des "amateurs" (HERMITE n'étant "que" chimiste), même soutenus et conseillés par des membres éminents de l'Académie des sciences. Pendant la manifestation, Elie MASCART et son homologue Wilhelm von BEZOLD, le directeur de l'Institut météorologique rattaché à l'université de Berlin (dont dépend Richard ASSMANN) visitent les ateliers de l'Union Aérophile - l'Etablissement central d'aérostation dirigé par G. BESANÇON - s'intéressant de près aux instruments enregistreurs embarqués dans les ballons explorateurs français.
  De cette conférence importante pour le réseau météorologique international sont nées plusieurs commissions permanentes dont une, la Commission internationale d'aéronautique, est présidée par Hugo HERGESELL [04], son rôle sera de coordonner les expériences scientifiques d'exploration de l'atmosphère basées sur des ballons-sondes ou des ballons-montés [05]. En font partie des météorologistes et des scientifiques-aéronautes comme Lawrence ROTCH de l'observatoire de Blue-Hill (U.S.A), Richard ASSMANN de Berlin, le capitaine KOVANKO de St-Petersbourg, Louis CAILLETET, Gustave HERMITE, Georges BESANÇON, Arthur BERSON...
  Cette commission, mise en place au mois de décembre 1896 par Elie MASCART directeur du B.C.M. [10] gardera pendant longtemps une place prépondérante lors des réunions suivantes du Comité météorologique international.  
  A la suite de cette conférence à laquelle il assistait, mais aussi en lisant les comptes-rendus de la première ascension internationale du 14/11, Lawrence ROTCH écrit au président de la Commission scientifique d'aérostation de Paris pour l'informer de son projet de lancement de ballons-sondes depuis son observatoire de Boston. Jusqu'alors, l'Américain était un précurseur spécialisé dans les sondages aérologiques par cerfs-volants.

La première ascension internationale

   Elle a eu lieu le 14/11/1896 [09]. Ce fut un grand succès d'un point de vue participation, à défaut d'être marquante par des résultats scientifiques spectaculaires : 4 ballons montés et 4 ballons-sondes ont décollé de 5 sites européens : Paris, Strasbourg, Munich, Berlin, Varsovie et St-Petersbourg.
  Comme ce sont surtout les ballons-sondes qui nous intéressent ici, en voici la liste [07] et [08] :

Lieu de départ	Ballon	Altitude (m)	T (°C)	Lieu de chute	Observations
St-Petersbourg		1500	-		éclatement prématuré
Berlin	Cirrus	5815	-26	Forêt de Grunewald, 12km à l'ouest de Berlin	éclatement du ballon
Strasbourg	Strassburg	7640	-38	Lauf, 5km NE de Achern (DL)
Paris	Aérophile	13730	--59.8	Graide (ON)

  Les lâchers ont eu lieu en pleine nuit vers 2h (heure de Paris). Le but était d'éliminer les risques de voir les mesures de température perturbées par les rayons du soleil. Les quatre ballons-sondes ont été victimes de dysfonctionnements, tant au niveau des instruments enregistreurs que pour les enveloppes, cette première expérience n'a été finalement qu'une sorte de répétition.
  Les mesures effectuées par les ballons montés comme le ballon Bussard, qui s'est élevé en même temps que le Cirrus et a atteint une altitude identique (5805m), l'ont été dans les règles de l'art en minimisant l'influence de l'inertie des instruments et en garantissant une bonne ventilation des capteurs de température. Elles ont permis d'évaluer les défauts intrinsèques aux appareils enregistreurs utilisés, d'apporter des améliorations aux instruments et aux protocoles de mesure, et de déterminer des facteurs de correction.

Les ascensions internationales de 1897

18/02/1897 : 2ème expérience internationale - Paris, Berlin, St-Petersbourg, - 4 ballons montés, 3 ballons-sondes - Le Strassburg atteint 10500m et se retrouve à Rosenthal, sud de Cassel - un ballon monté de 1000m3 participe [08]
Berlin : le Ersatz Cirrus 500m3 8930m -46°C Tempelwo, 13km à l'ouest de Miedzyrzecz (SP) [08]
Paris : un Aérophile de 460m3 en soie spéciale sponsorisé par le prince Roland BONAPARTE [10] - 2 barothermographe ext. + thermo. int - lâché à 10h12 de La Villette - à l'altitude de 15000m la température était de -56°C - Récupéré à Meharicourt (80) près de Chaulnes après un traînage de 5km - Le système de prélèvement d'air a fonctionné. [09] et [13]

13/05/1897 : 3ème expérience internationale [14]-
Berlin : ballon-sonde Cirrus 2 retrouvé à Stare Lysogórki (SP), 70km au NE de Berlin. A 7875m une température de -49°C a été mesurée.
Paris : 3 ballons Aérophile partis de La Villette :
 - 460m3 en soie spéciale (barothermographe ext. + thermo. int.), lâché en pleine nuit à 03h33, il a culminé à 17000m environ puis est allé atterrir à Castelletto Villa (Italie) à 70km à l'ouest de Milan. La température minimale de -44°C est considérée comme douteuse.
 - 180m3 en baudruche (barothermographe ext. + prélèvement d'air) - départ à 16h00. à 170mmHg la température enregistrée est de -50°C - atterrissage à Aunay-en-Bazois (58)
 - 48m3 en soie spéciale (barothermographe ext. + hygrographe) - lâcher à 16h35 à la pression de 325mmHg on relève -28°C - Retombé à Dicy (89)
Strasbourg : en plus d'un ballon monté par Hugo HERGESELL lui-même, le ballon-sonde Strassburg fait une ascension qui culmine à 10000m
St-Petersbourg : le ballon-sonde (lâché en fait le 11 mai à 23h) a été retrouvé à Konoksa à 700km à l'est de St-Petersbourg après être monté à 11000m et avoir mesuré -75°C

27/07/1897 : La France n'a pu lâcher son ballon-sonde à cause du mauvais temps.
A Strasbourg, le ballon-sonde Strassburg, alourdi par la pluie, n'a pu monter plus haut que 6000m ; il est retombé à côté de Baden-Baden. Le deuxième ballon-sonde, le Langenburg, lâché avant le lever du soleil pour échapper à ses rayons, se pose à la frontière russe à 1000km de la capitale alsacienne.

30/05 au 04/04/1898 : Conférence de Strasbourg

  C'est un évènement d'une importance capitale pour l'étude de l'atmosphère. Elle a réuni sous la présidence d'Hugo HERGESELL la plupart des grands pays européens et les U.S.A. étaient représentés par Lawrence ROTCH de l'Observatoire de Blue Hill, près de Boston. Strasbourg a été choisie à cause de sa position centrale, à mi-chemin entre Paris et Berlin, la Belgique et la Suisse, mais aussi parce que le savant président de la Commision internationale d'aéronautique est aussi le directeur du bureau central de météorologie d'Alsace-Lorraine.
  Les observateurs étrangers notent l'ambiance franche et amicale qui règne au sein du groupe des scientifiques allemands et français et qui contraste avec celle qu'ils constatent dans les milieux politiques et la presse des deux pays. Chacun présente des idées, des techniques ou des instruments de mesure innovants. On remarque, entre autres, le thermomètre très sensible de TEISSERENC de BORT, dont le ventilateur est animé par un "moteur" semblable à celui des horloges à poids. On discute de l'intérêt des ballons-sondes dans les ascensions internationales : les Allemands voudraient profiter de la simultanéité des mesures pour étudier l'état de l'atmosphère à l'occasion d'une situation météorologique particulière tandis que les Français souhaitent plutôt aller faire des mesures à très haute altitude pour découvrir ou vérifier des lois fondamentales. Une méthodologie est définie pour les vols de ballons montés (celle concernant les ballons-sondes attendra que le développement des appareils enregistreurs soit plus avancé c'est à dire la conférence de Paris de 1900). L'utilisation des cerfs-volants (à l'instar d'Abbott Lawrence ROTCH à l'observatoire de Blue Hill) et des ballons captifs (comme ceux de von PARSEVAL fabriqués par Riedinger) est encouragée pour les mesures jusqu'à 3000m d'altitude [17].
  Outre les contacts humains entre spécialistes éloignés, à une époque où la plupart des échanges d'idées s'effectuent par courrier, ce genre de grande manifestation, par sa solennité, est l'occasion de proposer des projets, de les construire et surtout de les faire adopter par tous. Léon TEISSERENC de BORT, qui représentait la France aux côtés de Louis Paul CAILLETET, n'aurait peut-être pas pris la décision de participer à l'ascension internationale du 8 juin s'il n'avait pas été présent à Strasbourg [14].  

La 5ème ascension internationale du 8 juin 1898

C'est la 4ème expérience à laquelle participe la France et c'est aussi celle qui a vu le plus grand nombre de stations participantes : Paris et Trappes, Bruxelles (ballon monté seulement), Strasbourg, Vienne, Berlin, St-Petersbourg, Munich [11]. En plus des lâchers de ballons-sondes, plusieurs ballons montés (dont deux à Munich) ont pris l'air en différentes places et un ballon captif à été mis en oeuvre à Strasbourg.

Paris [12] :
  - le petit Aérophile de 40m3 n'a pas eu de chance. Parti à 2h du matin, tout s'était pourtant très bien passé jusqu'à l'atterrissage à Verpillières (80) à 92km de son point de départ. Malheureusement, les habitants qui l'ont découvert, en croyant bien faire, ont nettoyé si bien la machine qu'ils ont totalement effacé les enregistrements...
  - le grand Aérophile (433m3) a fait un voyage de 430km, de jour, avant d'atterrir à Vernum, petit village à mi-chemin entre Eindhoven (PA) et Essen (DL). En plus de mesures actinométriques, il emportait une expérience de mesure de la pression confrontant les indications d'un baromètre à mercure et du barographe Richard. Il a dépassé 15000m.

Trappes [11] : pour la première fois à Trappes, Léon TEISSERENC de BORT lance 3 ballons-sondes, à l'occasion de la journée internationale, qui sont autant de succès :
  - 03h03, un vol de nuit. Altitude maximale de 12500m environ, température minimale -60°C. Retrouvé à Origny-Ste-Benoîte (02) près de St-Quentin.
  - 04h55, altitude de 9000m, température de -42°C
  - 07h55, altitude de 6800m, température de -21°C, retombé à Omerville (95) près de Magny-en-Vexin

Strasbourg : le ballon-sonde Strassburg a mesuré une température de -50°C à 11000m
Vienne : le ballon-sonde Falke s'est déchiré au départ. Trois ballons montés participaient à l'expérience.
Berlin : lancement d'un ballon-sonde et de quatre ballons montés.
St-Petersbourg : le ballon-sonde a dépassé les 9000m. Un ballon monté a atteint l'altitude de 4500m

Les expériences suivantes

  Le 3 octobre 1898, aux places habituelles (Paris, Berlin, Munich, Vienne et St-Petersbourg), s'est jointe la ville de Sion dans le Valais (HB) [15]
Trappes : un ballon-sonde. Léon TEISSERENC de BORT participe maintenant activement à ces ascensions internationales et effectue de nombreux sondages en dehors de ces dates.
Sion : en même temps que le Véga, ballon monté d'Eduard SPELTERINI, est lâché par Hugo HERGESELL lui-même le Langenburg un ballon-sonde de 300m3, rempli avec 150m3 d'hydrogène seulement. Il est représenté en cours de gonflement sur la photo ci-contre [15].
Un autre ballon-sonde et 4 ballons montés ont participé à cette journée d'ascension internationale.

  Le 24 mars 1899, 7 ballons-sondes sont lâchés, en plus des 4 ballons montés, des villes suivantes : Paris, Trappes, Strasbourg, Berlin, Vienne, St-Petersbourg.
A Trappes :
2 ballons-sondes ont été lâchés [16] :
- le premier est parti en pleine nuit, à 3h45, pour ne pas être influencé par les rayons du soleil. La température mesurée à environ 8600m était de -52°C. Il est retombé à Le Meix-Saint-Epoing à 6km à l'ouest de Sézanne.
- le second, d'une centaine de mètres-cubes, a quitté le sol à 8h30 et l'a touché à nouveau près de Trèves (DL), après avoir mesuré une température minima de -52,9°C - Altitude maximale de 14000m.
A Paris :
En plus du Balaschoff, monté par BESANÇON et LE CADET et parti de La Villette, le grand Aérophile de 460m3 a été lancé avec difficulté du Champ de Mars par Gustave HERMITE. Une quantité insuffisante d'hydrogène n'a pas permis un gonflage correct et le ballon, trop flasque, s'est déchiré en plusieurs morceaux. L'ensemble a chuté d'une hauteur de 5000m environ et s'est abîmé à 5km au sud de son point de départ, à Bagneux (92).

La suite

  Ces premières expériences à haute altitude avaient pour but principal de répondre à la question "qu'est-ce qu'il se passe là-haut ? ". Il s'agissait d'abord de vérifier les hypothèses plus ou moins admises de décroissance de la température que beaucoup imaginaient aussi régulière que la décroissance de pression atmosphérique. Mais les innombrables problèmes pratiques rencontrés, les recherches pour leur apporter des solutions ont surtout permis d'améliorer en quelques années les appareils de mesure, la technologie des ballons, les méthodes diverses et le dialogue international dans le petit monde de la Science à un moment où le climat politique ne poussait guère à l'optimisme.
  Le Congrès international de météorologie de Paris s'est tenu du 10 au 15 septembre 1900 sous la présidence d'Elie MASCART, directeur du Bureau Central de Météorologie, l'ancêtre de Météo-France. Dans son discours d'introduction, on remarque le passage : " Les nouvelles méthodes, surtout d'investigation de l'atmosphère libre, ont rendu et rendront encore d'immenses services à la science météorologique. " qui souligne l'importance que prend l'aérostation scientifique par l'intermédiaire de sa Commission permanente. Les autres commissions (transmissions par télégraphie, magnétisme, nuages, actinométrie) réunissent bien moins d'auditeurs qu'elle. En dehors du fait que l'aéronautique est le domaine le plus en vogue et le plus prometteur, pratiquement tous les membres des autres disciplines (télégraphie mise à part) sont obligatoirement concernés par ses résultats et par ses possibilités [18].
  Dès le 6 décembre 1900, les sondages internationaux simultanés sont effectués selon un rythme régulier, quasi-mensuel. L'enregistreur graphique presque universellement utilisé est le barothermographe de TEISSERENC de BORT. Ce savant occupe maintenant le devant de la scène avec son observatoire privé de Trappes que l'on vient visiter comme un établissement modèle et c'est le principal lieu de lâcher de ballons-sondes français en 1901, le second étant l'Etablissement militaire de Chalais-Meudon dirigé par le colonel Charles RENARD. Une "filiale" de l'Observatoire de Trappes est même opérationnelle depuis Moscou et c'est Alfred de QUERVAIN, alors employé comme étudiant stagiaire par TEISSERENC de BORT, qui y dirige les sondages. C'est aussi en 1901 que sont utilisés à titre expérimental des ballons dilatables en latex, par la station de Berlin-Tegel. Au total, c'est une centaine de ballons-sondes qui sont lâchés en 1901 dans le cadre des ascensions internationales, dont 24 à Trappes, 10 à Chalais-Meudon et 5 à Moscou (au premier semestre uniquement).
  En 1902, l'activité se poursuit au même rythme, la machine est lancée, et la communication, quasi conjointe, par TEISSERENC de BORT et ASSMANN de leur travaux sur la couche isotherme, va attiser la curiosité des physiciens et des météorologistes.

Bibliographie, sources et notes

01 : L'exploration de la Haute Atmosphère par Gustave HERMITE - L'Aérophile n° 7-8 de 1896 - (Gallica-BnF)
02 : Lettre de M. Arthur BERSON à M. Gustave HERMITE - L'Aérophile n° 10 de 1896 - (Gallica-BnF)
03 : Les mesures de température effectuées au-dessus de 12000 ou 13000m ne correspondent pas aux lois de décroissance de la température admises à cette époque. On suppose alors que c'est le soleil qui, en réchauffant les appareils, fausse les mesures. TEISSERENC de BORT donnera l'explication 6 ans plus tard.
04 : Hugo Emil HERGESELL (1859-1938), météorologiste et géophysicien allemand, est alors directeur du Service météorologique d'Alsace-Lorraine de Strasbourg.
05 : Comptes-rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences - séance du 30/11/1896 - (Gallica-BnF)  
07 : Les ballons-sondes de MM. HERMITE et BESANÇON et les ascensions internationales - Wilfrid de FONVIELLE - Gauthiers Villard - 1898
08 : Leçons sur la navigation aérienne - Lucien MARCHIS - Université de Bordeaux 1903-1904 - (Gallica/BM de Bordeaux)
09 : Ascension internationale du 14 novembre 1896, explications préliminaires - L'Aérophile n° 1-2 de 1897 - (Gallica-BnF)
10 : Analyse de presse : dans L'évènement du 24/12/1896, la mise en place de la Commission scientifique d'aérostation de Paris - L'Aéronaute, n° de février 1897 - (Gallica-BnF)
11 : Ascensions internationales du 8 juin 1898, note de W. de FONVIELLE présentée à l'Académie des sciences le 13/06 - L'Aérophile n°6-7-8 de 1898 - (Gallica-BnF)
12 : Ascensions internationales du 8 juin 1898, ascensions françaises - L'Aérophile n° 9-10 de 1898 - (Gallica-BnF)
13 : L'exploration française de la haute atmosphère, note de MM. HERMITE et BESANÇON à l'Académie des Sciences 22/02/1897, 2ème ascension internationale - L'Aérophile n° de mars 1897 - (Gallica-BnF)
14 : La conférence aéronautique de Strasbourg par W. de FONVIELLE - L'Aérophile n°1-2-3 de 1898 - (Gallica-BnF)
15 : Les ballons-sondes - L'Aérophile n°11-12 de 1898 - (Gallica-BnF)
16 : Expérience du 24 mars 1899. Les ballons-sondes de M. TEISSERENC de BORT. Le lancer de l'Aérophile n°3 - L'Aérophile, n° d'avril 1899 - (Gallica-BnF)
17 : The international aëronautical conference at Strasburg by Lawrence ROTCH - Science du 24/06/1898
18 : Congrès International de Météorologie par F. Le Bihan - L'Aérophile n° de septembre 1900 - (Gallica-BnF)
19 : L'exploration aérostatique des Alpes au point de vue scientifique - L'Aérophile n°11-12 de 1898 - (Gallica-BnF)