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 Incertitudes dues au paramétrage de BT

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Voir aussi : prévision de trajectoire - Vol d'une RS - Les courbes et les fichiers de données - Utilisation de Balloon Track - Mode d'emploi de NOAA-READY - Le diagramme des vents - Etablissement et exploitation d'une prévision - Incertitude sur les prévisions de trajectoire - calcul de la trajectoire de chute d'un ballon - Utilisation de Balloon Prediction -

Malgré les précautions du technicien chargé du gonflage de la radiosonde, les vitesses de montée, l'altitude d'éclatement et la vitesse de chute peuvent varier énormément d'un vol à l'autre. Dans un calcul de trajectoire prévisionnel effectué avec BT, on n'a pas d'autre solution que de paramétrer BT avec des valeurs moyennes de ces variables. Le vol réel peut ainsi s'écarter nettement de la prévision.

Vitesse de montée

Les mesures ont été effectuées sur 17 lâchers au départ de Baiersbronn (Forêt-Noire) en décembre 2007 (RS92SGP position et altitude mesurées par GPS). La vitesse moyenne a été établie à 227 m/mn mais un mini de 129m/mn et un maxi de 283m/mn ont été observés.
Le graphe ci-contre montre la dispersion des mesures.

Influence de l'incertitude sur la vitesse de montée
Simulation avec BT avec une altitude d'éclatement à 25000m, la durée de la montée et la distance parcourue jusqu'à l'éclatement peuvent varier énormément :
- vitesse de montée 129m/mn : durée 190mn, distance 181km
- vitesse de montée 227m/mn : durée 108mn, distance 103km
- vitesse de montée 283m/mn : durée 87mn, distance 83km
Conclusion :
Si l'on exclut la valeur accidentelle de 129m/mn, on constate que l'écart relatif sur la distance parcourue peut varier de + ou - 20%

Comme la masse des radiosondes et de l'enveloppe sont très constantes, on peut incriminer le volume du ballon (pression d'hélium et caractéristiques de l'enveloppe) d'une part et la pluie ou le givre d'autre part.
On a pour habitude de considérer la vitesse comme constante. Or ce n'est jamais le cas, même si les variations sont la plupart du temps très faibles. En pratique, la masse de la chaîne de vol peut augmenter nettement à cause de la pluie ou de la neige pendant la traversée de la masse nuageuse.



Vitesse de chute

Les variations sur la vitesse de chute sont encore plus grandes que celles de la vitesse de montée car le fonctionnement du parachute (s'il y en a un) et l'importance des débris de l'enveloppe subsistant après l'éclatement sont déterminants pour freiner la chute. L'enveloppe accrochée dans l'arbre sur la photo de gauche ci-dessous est presque entière alors que celle de la photo de droite est réduite au simple tuyau de gonflage. Voir aussi : Les enveloppes de ballons-sondes.
 


Le nombre limité de mesures effectuées sur la vitesse de chute (11 mesures), dans les mêmes circonstances que pour la vitesse de montée étudiée précédemment, permet quand même de constater une grande dispersion des valeurs.
C'est la vitesse de chute moyenne entre 15000m et 7000m qui a été choisie. Elle varie entre 729 et 2717 m/mn avec une moyenne des valeurs d'environ 1975m/mn.
Ces vitesses élevées sont dues à l'absence de parachute. Comme le temps de chute est court, le déplacement horizontal de la radiosonde est limité et par conséquent l'incertitude sur ce déplacement a moins d'importance que pour la montée.
A titre d'exemple, basé sur le calcul prévisionnel effectué précédemment pour le temps de montée :
- vitesse de chute 729m/mn : durée 31mn, distance 32km
- vitesse de chute 1975m/mn : durée 12mn, distance 13km
- vitesse de chute 2717m/mn : durée 9mn, distance 9km
La distance indiquée est celle qui sépare le point d'éclatement du point de chute.
L'écart relatif sur la position du point de chute dû à l'incertitude sur la vitesse de chute est de l'ordre de + ou - 10%
Remarque : comme la vitesse de montée, la vitesse de chute peut varier de façon imprévisible au gré des lambeaux d'enveloppe qui se détachent ou viennent perturber le fonctionnement du parachute.
Dans la partie basse de l'atmosphère, il n'est pas rare que des courants verticaux (ascendants ou descendants) fassent varier sporadiquement la vitesse de montée ou de chute.
Faute de pouvoir les estimer, on ne tient pas compte de ces variations qui sont généralement de peu d'effet sur la position du point d'impact.
L'influence de la résistance de l'air et du fonctionnement du parachute est examinée plus en détail dans la page calcul de la trajectoire de chute d'un ballon


Altitude d'éclatement

Statistiquement parlant, la dispersion des altitudes d'éclatement est relativement élevée. Exemple : pour Payerne, sur 70 mesures, la moyenne des altitudes d'éclatement est de 33 km mais on peut voir sur le graphe ci-contre que celles-ci s'étalent entre 20 et 36 km. Ces statistiques sont basées sur les résultats des radiosondages consultables sur le site UWYO (voir page des liens). Le tableau de la liste des stations de radiosondage donne une altitude moyenne d'éclatement calculée d'après ces résultats. Cette valeur n'a guère de sens pour un lâcher particulier mais sera plus juste que la valeur standard de 30km habituellement utilisée.
Une simulation dans les conditions semblables à celles qui ont permis de calculer l'influence de la vitesse de montée et de la vitesse de chute a été effectuée pour trois valeurs de l'altitude d'éclatement :
- altitude d'éclatement 25000m : durée totale du vol 101mn, distance 97km
- altitude d'éclatement 30000m : durée totale du vol 119mn, distance 77km
- altitude d'éclatement 35000m : durée totale du vol 138mn, distance 56km

On constate l'allongement de la durée de vol proportionnellement à l'altitude et, paradoxalement, un raccourcissement de la distance parcourue. L'explication en est simple : ce jour-là, au-dessus de 25000m, existaient des vents qui soufflaient à l'opposé de ceux qui ont fait dériver la RS dans la première partie de son vol. La trajectoire a, dans ce cas, une forme d'épingle à cheveux (photo ci-contre).
Voir aussi : Etablissement et exploitation d'une prévision