Charlière

Ballon à gaz

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Ballon à hydrogène de Jacques Charles et des frères Robert en 1783.

Le ballon à gaz (ou aussi charlière) est un moyen de transport aérien, un aéronef plus "léger que l'air" aussi appelé aérostat. Contrairement à la montgolfière, dont l'enveloppe est gonflée d'air chaud, le ballon à gaz contient un gaz moins dense que l'air, en général de l'hydrogène ou de l'hélium.

Histoire

C'est la même année que les frères Montgolfier, mais après eux que le physicien Jacques Charles construisit un ballon gonflé à l'hydrogène.

Le 1^er décembre 1783, il vola au-dessus des jardins des Tuileries à Paris avec un des deux frères Robert qui l'avaient aidé à fabriquer le ballon^[1]. Ils atterrirent à Nesles-la-Vallée. Dès le premier vol, le ballon à gaz de Jacques Charles dispose de tous les instruments utilisés jusqu'à nos jours sur ce type de machine (enveloppe vernie, filet, panier en osier, soupape, lest et ancre). Les amélioration qui lui seront apportées par la suite seront mineures : guiderope (inventé par l'anglais Green), panneau de déchirure.

Il emmena également différents instruments scientifiques.

Pendant le siège de Paris par l'armée prussienne en 1870/71, des ballons à gaz, appelés à l'époque ballon monté car emportant des passagers, ont assuré les communications dans le sens de Paris vers la province. Afin d'alléger la nacelle, les courriers étaient microfilmés puis embarqués avec parfois quelques passagers souhaitant fuir Paris (un de ces passagers fut Léon Gambetta). Dans le sens province vers Paris, il était impossible de faire le trajet en ballon (trop d'incertitude à cause de la météo), et ce sont des boules de Moulins qui furent utilisées (boules étanches, roulant au fond de la Seine et devant rejoindre Paris après avoir été larguées en amont sur la Seine.

Technique

Pour monter, il faut lâcher du lest, en général du sable, qui est emporté dans ou autour de la nacelle avant le décollage. Pour descendre, il faut ouvrir une soupape qui permet de libérer le gaz.

À la base de l'enveloppe, un appendice assure le gonflage et l'évacuation du gaz lorsqu'il se dilate à la prise d'altitude. Un système d'évacuation rapide du gaz est prévu pour les atterrissages par vent fort pour éviter d'être traîné sur de grandes distances (panneau de déchirure).

Les ballons à gaz ont été utilisés pour explorer la stratosphère avant que des avions expérimentaux ne puissent atteindre ces altitudes.

Gaz employés

L'air est composé d'environ 1/5 d'oxygène (masse molaire 32) et de 4/5 d'azote (masse molaire 28), soit une moyenne d'environ 29.

L'hydrogène a une masse molaire de 2, l'hélium de 4 et le méthane de 16. Le gaz de houille fait un peu plus de 10.

Le gaz le plus efficace est l'hydrogène, facile à produire, mais terriblement combustible.

On s'en est servi dès le début (Charles). Au XIX^e siècle, Giffard l'a utilisé préférentiellement au gaz d'éclairage, préférant améliorer la technique de production de l'hydrogène, afin d'optimiser la portance.

Parmi les catastrophes survenues, la mort de Pilatre de Rozier (son ballon combiné hydrogène/air chaud a brûlé) et le dirigeable Hindenbourg.

De nombreux aérostiers du XIX^e utilisaient le Gaz de houille, produit en masse dans des usines, mais lui aussi fortement combustible (mélange essentiellement d'hydrogène et de méthane).

À l'époque moderne, on sait produire assez facilement de l'Hélium, absolument incombustible, mais deux fois moins porteur que l'hydrogène.

Record

Un vol en ballon à gaz peut durer plusieurs jours.

Ainsi le 17 août 1978, le ballon à gaz Double Eagle II, piloté par les Américains Anderson, Abruzzo et Newman, a réalisé la première traversée de l'Atlantique en ballon en se posant à Miserey (Eure) en France après un vol de 5022 km effectué en 5 jours, 17 heures, 5 minutes et 50 secondes.

Altitude :

• 18 000 m, le 15 août 1932, par le ballon à hydrogène FNRS I équipé d'une cabine pressurisée. Ce ballon fut conçu et piloté par le Suisse Auguste Piccard travaillant alors en Belgique.
• 34 668 m, le 4 mai 1961 par les Américains Malcom Ross et Vic Prather.
• 53 000 m, en mai 2002 par le ballon inhabité Fujikura d'un volume de 60 000 m³ et parti de Sanriku, Iwate, Japon.

Notes

1. ↑ S'agit-il de Louis Nicolas Robert ou d'un autre?

Voir aussi

• Aérostation
• Histoire de l'aérostation
• Record d'altitude
• Ballon monté : ballons à gaz utilisés durant le Siège de Paris (1870)

• Aerophile SA (spécialiste du ballon à gaz captif)
• Bulle des cimes (Exploration des canopées des forêts tropicales)
• Stratellite
• Montgolfière, ballon à air chaud et rozière, ballon mixte

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