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