(2)

Le ballon qui n'éclate pas du tout

Voir aussi : Lâcher d'un ballon-sonde - Les enveloppes de ballons-sondes -
Et plus particulièrement : Variations de la vitesse de montée d'un ballon-sonde - Variation du volume d'un ballon en fonction de l'altitude -   


Il arrive parfois que, lors d'un décodage, on constate que la vitesse de chute après culmination est anormalement faible, quelques mètres par seconde au lieu de quelques dizaines de mètres par seconde. La descente n'en finit pas et, pour peu que les vents soient forts en altitude, la radiosonde battra un record de distance. L'enveloppe aura de fortes chances d'être intacte lors de sa découverte, quoique fortement dégonflée, comme celles des deux exemples ci-dessous

M2K2 de Nîmes retrouvée à Courthézon (84) par Bertrand F5IHP		M2K2 de Trappes retombée à Raveau (58) (ph. Didier F5SNV)

Explications

La vitesse de montée d'un ballon est pratiquement constante pour des raisons développées dans les pages : Variations de la vitesse de montée d'un ballon-sonde et Variation du volume d'un ballon en fonction de l'altitude. Le ballon se dilate et son diamètre augmente plus ou moins proportionnellement à l'altitude, en fonction de la nature de son enveloppe. Mais cette dilatation a une limite qui est celle de la résistance mécanique du latex constituant l'enveloppe. Telle enveloppe dont l'épaisseur est de 0,13mm avant gonflage verra celle-ci se réduire à moins de 0,02mm peu de temps avant l'éclatement.
Habituellement, l'éclatement est brutal, instantané, et n'est pas précédé par une fuite importante de gaz. On néglige les pertes de gaz au travers de l'enveloppe quand la montée ne dure pas plus de deux heures (en général une heure et demie). Mais un défaut dans l'enveloppe, a priori au niveau du manchon, car la moindre piqûre d'épingle dans la partie mince de l'enveloppe provoquerait une déchirure et un éclatement prématuré, ou bien un dessèchement du latex modifiant sa structure, peut aboutir à une fuite lente de gaz. Le ballon voit son diamètre diminuer, ce qui réduit la résistance de l'air, donc le freinage, mais en contrepartie il perd de sa force ascensionnelle et sa vitesse de montée va diminuer progressivement jusqu'à s'annuler. Le ballon "plafonne".
On peut alors assister à deux scénarios différents :
- l'enveloppe, bien sollicitée lors du gonflage et soumise au rayonnement ultraviolet, finit par éclater. Voir : Le ballon qui éclate avec retard.
- l'altitude atteinte est inférieure à l'altitude normale d'éclatement et l'enveloppe, soulagée, résiste tout en perdant son gaz. Le ballon n'éclate pas du tout.

Un cas : M10 de Nîmes du 8 juillet 2012

Le vol de la M10 de Nîmes du 8 juillet 2012 à 12Z est exemplaire à plus d'un titre, d'abord parce qu'il est parfaitement représentatif du sujet de cette page et ensuite parce qu'il a fait l'objet d'une collaboration amicale et très constructive qui a permis grâce à cinq logs différents, tous issus de décodages effectués avec SondeMonitor (trois stations françaises et deux italiennes) de reconstituer le vol complet.
Mais l'opération n'aurait pas été complète si Roberto I1BAB et Fer IW1DTU n'avait pas, avec beaucoup d'obstination, retrouvé la sonde et son ballon à demi dégonflé dans un champ de maïs près de Moretta (Italie).
La photo ci-contre (de Roberto) montre Fer tenant d'une main la M10 et de l'autre le ballon passablement dégonflé. On comprend leurs difficultés pour retrouver la sonde en voyant la hauteur du maïs et en sachant que le ballon ne dépassait pas le sommet des tiges comme on était en droit de l'espérer. C'est grâce au fait que la sonde émettait encore plus de 24h plus tard que les deux chasseurs ont pu la localiser.

Trajectoire

La montée a duré 1h20 et s'est déroulée pratiquement en ligne droite. Guy, F6EYG, a perdu le signal au moment du passage de la frontière à 8600m et Roberto I1BAB l'a reprise en main à 5160 quand il a été averti de l'arrivée prochaine d'une nîmoise imprévue.
Sur la courbe de gauche, qui représente l'altitude en fonction du temps, les couleurs de la montée et de la descente correspondent à celles utilisées sur la carte de droite.
Sur la carte, la direction du marqueur de la sonde, un petit triangle rouge, indique qu'elle se dirigeait vers le SW sur la fin du vol.

Profil de la trajectoire.		Le voyage s'est effectué pratiquement en ligne droite.

Remarque : Un calcul de trajectoire a posteriori basé sur le sondage réalisé par cette radiosonde et une vitesse de chute "normale" de 300m/min à l'impact montre que son trajet aurait été 100km plus court si l'éclatement du ballon avait eu lieu.

Analyse du vol

On peut considérer que le vol s'est déroulé en cinq phases repérées de A à E sur les deux figures ci-dessous.
Phase A : début de la montée. La vitesse est normale, aux alentours de 5,5m/sec (330m/min)
Phase B : au bout de 12 minutes de vol, à l'altitude de 4000m la vitesse de montée passe de 5,5m/sec à 4m/sec. Le changement est brutal et reste inexpliqué. Cette vitesse de 4m/sec va ensuite diminuer progressivement pour passer à 3m/sec en 50 minutes. La raison peut en être la dilatation du ballon en fonction de l'altitude plus faible que la normale
Phase C : nouveau changement de la vitesse de montée qui diminue rapidement à partir de 12000m et s'inverse totalement pour passer de +3 à -3m/s en l'espace d'une vingtaine de minutes. Une lente perte de gaz de durée limitée est l'hypothèse la plus probable.
Phase D : descente. La vitesse de chute a diminué lentement en valeur absolue pendant toute cette phase. Cette variation est cohérente avec la diminution de la vitesse de montée avec l'altitude si l'on admet que la dilatation du ballon est plus faible qu'avec un autre type de ballon (enveloppe est plus raide, par exemple). Simple supposition.
Phase E : fin de chute plutôt agitée, peut-être à cause des mouvements verticaux de l'atmosphère à basse altitude. En dessous de 4000m la vitesse verticale a tendu vers zéro à plusieurs reprises.




Merci à Claude F4UGF, Philippe F4GRT, Fréd F4BHY, Guy F6EYG, Jean-Paul F1LVT, Robert F6EUZ, Fer IW1DTU et Roberto I1BAB pour leurs décodages et leurs informations.