I le choix du gaz sustentateur








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titreI le choix du gaz sustentateur
date de publication24.07.2017
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Projet de ballon dans le cadre du développement durable.

Proposition de séquences adaptée à la classe et aux différents enseignants. (Maths, PC, SVT)
Le projet est ultrasimple… proposer une mission pour un objet volant de type ballon en y intégrant un maximum de composantes orienté développement durable.

Un ballon "solaire" étant l'objectif principal.

L'ensemble des séances étant gérées de manière successive par des profs différents il a été prévu de préciser (de manière purement indicative) le rôle de chacun.

I - Le choix du gaz sustentateur 2

1 - Manips de classe (situations "déclenchantes" à tester) 2

2 – Recherche "historique" 2

3 – Recherche d'optimisation 2

4 – Recherche environnementale 2

II - La montgolfière Solaire 3

III - Le choix de la mission et l'adaptation du ballon 3

1 – Exemples de missions 3

2 – Choix mission / ballon 4

3 – Obtention puis traitement des données 4

4 – Imagerie infra rouge 4

IV - Synthèse 4

1 – Recherche de la forme du ballon 4

2 – Recherche sur la réalisation du ballon 5

3 – Recherche sur la règlementation 5

4 – Optimisation technique 5

V – Intervenants extérieurs à contacter selon choix effectués 5

1 – Intervenant du site "Ballon Solaire" 5

Christophe PRATURLON et Laurence PETIT 5

2 – Jean Louis Etienne (mission vers le Pôle) 6

3 – Picard (Breitling orbiter ) 6

4 – Michel Fournier - Le grand saut 6

5 – Sylvain Labbé – Centre de télédétection 6

VI – UN EXEMPLE développé… juste pour voir 6

Rozière Solaire déployable tous les jours (en été) pour la surveillance des feux de forêts 6

VII – Annexe 1 : imagerie IR 7

VIII – Annexe 2 : Liste d'idées évoquées sur diff docs …. A méditer 9

Quelques pistes de réflexion : 11

La définition du projet 11

Le choix de la réalisation du ballon 11

La technologie embarquée 11

La composante solaire (éventuelle) 12

Les partenariats 12

La gestation du projet 12



I - Le choix du gaz sustentateur

1 - Manips de classe (situations "déclenchantes" à tester)


Encadrement PC

Chauffer (sèche cheveu) de l'air et en remplir un sac poubelle.

Fermer lacher ? Si ça monte c'est gagné

Idem avec une TRES GROSSE ALIM réaliser une électrolyse de l'eau et guider la production avec un tube dans un sac replié.Durée ??????

Attacher lacher (DANGER MAX)

2 – Recherche "historique"


Encadrement libre SVT/PC/Maths c'est de la culture générale

Travail des élèves

  • Rechercher des exemples dans l'histoire d'utilisation de différents gaz. En réaliser une liste (air, H2, He et CH4 dit gaz d'éclairage).

  • Réaliser un comparatif (non chiffré) des avantages et inconvénients des différentes solutions.

  • Réaliser un document "publiable " (Classe internet format libre (doc ou html)

  • Réaliser un PPT permettant de présenter ces travaux à la classe.

3 – Recherche d'optimisation



1°) La poussée d'Archimède

Encadrement PC ou Maths

Travail des élèves

  • Trouver quelle loi physique permet cette forme de sustentation

  • Appliquer cette loi de manière comparative pour un cas simple (Hélium comparé au méthane toute chose égale par ailleurs : au passage on découvre le raisonnement scientifique qui ne fait varier qu'un seul paramètre à la fois).On choisira une taille d'enveloppe assez importante permettant le transport de passager et la manipulation de grands nombres


2°) La montgolfère (air chaud)

Encadrement PC ou Maths

Travail des élèves

L'air chaud a une masse volumique variable en fonction de sa température.

Trouver cette loi (Manip PC éventuelle)

Rechercher des valeurs de température couramment admise dans une montgolfière actuelle (contact F F aérostation)

Effectuer une étude comparée (air chaud, He).

4 – Recherche environnementale



1°) Comment obtenir les différents gaz utilisés

Encadrement SVT

Ou les trouve-t-on ? Repérage des différents gaz cités et localisation sur Terre

  • He

  • CH4

  • H2

  • Air Chaud

Production des gaz

  • Peut-on en réaliser une production écologique ? (Bactéries pour hydrogène et méthane)

  • Peut-on chauffer de l'air sans utiliser un chauffage brulant des énergies fossiles. (Rayonnement solaire, électricité d'origine photovoltaïque ou éolienne…)


2°) Un choix orienté SOLAIRE est il envisageable pour une partie du ballon

Encadrement SVT

Peut-on utiliser l'énergie solaire sur un ballon

  • Peut-on chauffer de l'air sans utiliser un chauffage brulant des énergies fossiles.

  • Force ascensionnelle (sustentation)

  • Propulsion (pour un dirigeable)


II - La montgolfière Solaire



1°) Le chauffage Solaire du gaz est il envisageable

Encadrement SVT ou PC

Est-ce envisageable ?

  • Manip faire décoller un sac poubelle chauffé au soleil

  • Manip mesure : réaliser une mesure du rayonnement solaire

  • Manip : mesure de températures comparées (intérieur d'un sac noir et extérieur) en fonction du temps lors d'une exposition au Soleil.


2°) Modélisation de l'utilisation du Soleil pour le chauffage du gaz

Encadrement Maths

Modélisation : donner l'évolution de température au cours du temps pour le chauffage d'une montgolfière solaire.

Conclure sur la faisabilité ? Doit on chauffer d'abord "autrement" puis se faire aider du soleil…

Une énergie tout Soleil est ce possible
3°) Les ballons hybrides

Encadrement libre SVT/PC/Maths c'est de la culture générale

Exploration des solutions hybrides de type Rozière. Evaluation de l'hybride Solaire ?

  • En quoi un ballon hybride (type Rozière) est-il intéressant.

  • Dans quel type de mission.

Encadrement Maths

Modélisation :.

  • Conclure sur la faisabilité ?

III - Le choix de la mission et l'adaptation du ballon

1 – Exemples de missions


Encadrement libre SVT/PC/Maths c'est de la culture générale

Travail des élèves

  • Rechercher des exemples d'utilisation de ballons dans différentes situations

  • Repérer le type de ballon utilisé

On attend

  • MTO Stratosphère He

  • Accès aux pôles (J L Etienne) Rozière

  • Transport de charges lourdes (H2 et amintenant He)

  • Tour du Monde sans escale (Breitling Orbiter)



Lister les projets novateurs

  • Drones de surveillance (Batiments, cultures, pollution, incendies de forêt)

  • Relais téléphone remplaçant des satellites





2 – Choix mission / ballon


Encadrement libre SVT/PC/Maths c'est de la culture générale

Travail des élèves

  • Choisir une mission

  • Evaluer la charge a emporter

  • Evaluer la zone et le type d'évolution du ballon (altitude, mobilité ou fixité, déplacement aléatoire ou défini…)

  • En fonction de tout ça définir le ballon complètement (éventuellement préciser s'il doit être libre, propulsé, manœuvrable ou simplement lié au sol par un cable)



3 – Obtention puis traitement des données


Encadrement a définir SVT/PC/Maths

Le travail des élèves est ici totalement dépendant de la mission. En supposant qu'on va travailler sur un repérage avec de l'imagerie infra rouge (Selon les cas ces méthodes d'imageries permettent de repérer une pollution, de suivre l'évolution de végétaux au cours de l'année, de repérer un point chaud (feux), d'évaluer des fuites thermiques (écologie et construction)…etc

Imagerie infra rouge

  • Choisir le matériel (adaptation des longueurs d'onde aux PB a surveiller car il y a trois zones d'IR exploitables)

  • Réalisation d'images

  • Traitement des images (variation au cours du temps)

4 – Imagerie infra rouge


Après contact avec M Sylvain Labbé du centre de télédétection

Contact Sylvain Labbé : sylvain.labbe@teledetection.fr
Encadrement a définir SVT/PC/Maths
IMPORTANT et TRES BONNES INFOS : Voir l'échange de mél en annexe 1

IV - Synthèse


Le ballon et la mission sont connus

Le type d'évolution dans l'atmosphère précisé

Le type de gaz aussi

1 – Recherche de la forme du ballon


Encadrement Maths

Travail des élèves

  • Déterminer la masse embarquée

  • Déterminer le volume du ballon (incluant le transport de sa propre masse)

  • Déterminer la forme optimale selon la mobilité souhaitée.

  • Réaliser le PLAN du ballon

2 – Recherche sur la réalisation du ballon


Encadrement SVT

Travail des élèves

  • Quels matériaux pour le ballon (gros soucis pou l'He … mais aussi pour un gaz très chaud… voir FF Aérostation)

  • Comment réaliser un patron (plan)

  • Comment assembler les pièces (couture, soudure, collage, autre ???)

3 – Recherche sur la règlementation


Encadrement libre Maths PC ou SVT

Travail des élèves

  • Rechercher la réglementation aérienne concernant ces objets volants

  • Dire comment remplir la mission en s'y conformant.

4 – Optimisation technique


Encadrement libre Maths PC ou SVT

Travail des élèves

  • Recherche sur la mise en service (durée du gonflage, complexité)

  • Recherche sur la récupération et le "démontage" du ballon

  • Stockage d'un ballon gonflé (dans le cas de matériel qu'il vaudrait mieux ne pas dégonfler)

  • Récupération d'un ballon libre ???

  • Récupération de la mission embarquée : transmission air sol, parachute ?



V – Intervenants extérieurs à contacter selon choix effectués



Pistes à explorer … quelques personnes éventuellement

1 – Intervenant du site "Ballon Solaire"


http://ballonsolaire.pagesperso-orange.fr/
A contacter

Christophe PRATURLON et Laurence PETIT


tous ballons solaires
le Chalet
Z.A de Chadenet
48190 Chadenet (FRANCE)
tel. 06.78.27.52.32
E-Mail : ballonsolaires@gmail.com

Très intéressant car son adresse est en Lozère !!! Et ses productions parfaitement adaptables a un public de lycéens.

2 – Jean Louis Etienne (mission vers le Pôle)


http://www.jeanlouisetienne.com/
Et sa mission polaire utilisant une Rozière

http://www.jeanlouisetienne.com/generali_arctic_observer/

3 – Picard (Breitling orbiter )


Le record du tour du mode … tout simplement

http://www.bertrandpiccard.com/fr/around.php
Si on oublie le ballon… il y a aussi l'avion solaire

http://www.solarimpulse.com/index.php?lang=fr

4 – Michel Fournier - Le grand saut


A déjà fait des conférences à Montpellier (au lycée technique pour les prépa)… sa mission traine un peu en longueur !!!

http://www.legrandsaut.org/

5 – Sylvain Labbé – Centre de télédétection


Voir copies de mél en annexe sur ce thème

(04.67.54.87.47) au bureau sylvain.labbe@teledetection.fr

http://www.cemagref.fr/le-cemagref/lorganisation/les-centres/montpellier/montpellier/la-maison-de-la-teledetection
http://www.teledetection.fr/accueil/2.html


VI – UN EXEMPLE développé… juste pour voir



Exemple parmi plein d'autres possibilités.

Le choix d'un système captif limitant les problèmes de pilotage de l'objet et les problème liés à l'évolution d'un ballon dans l'espace aérien (réglementation).

Rozière Solaire déployable tous les jours (en été) pour la surveillance des feux de forêts


Le Ballon

Rozière ? Hybride Helium (ballon fermé JAMAIS dégonflé mais simplement rechargé) plus enveloppe externe ouverte chauffée par le Soleil (Montgolfière solaire).

Les PB :

  • fuites d'Hélium donc choix d'une membrane très technique

  • Chauffage Solaire initial (apport électrique pour "former" l'enveloppe ???

Sa forme et son contrôle

Forme sphérique pour le ballon intere (He) entouré d'une enveloppe a symétrie verticale allongé coté haut et bas pour la partie air chaud solaire.

Ballon captif (cable) treuil électrique (électricité photovoltaïque plus batterie + capteur de rayonnement solaire (laché le matin rentré le soir)

Hébergement volumineux (He reste gonflé) dans un cylindre vertical (noir ? pour apport Solaire avant lancement ?) au dessus du treuil.

Contrôle altitude = treuil . Il dépend de la météo locale (vent)

Contrôle de positionnement (Boussole avec lecture électronique ? GPS ?... pour un ballon fixe le GPS ne sert a RIEN seul est intéressant l'orientation prise par léquipeent de repérage des feux (mission)

Mission

Mission de surveillance des feux dans la région.

Imagerie infra rouge avec détection informatique d'anomalies (point chaud ou fumées)

Repérage directionnel (boussole)

Localisation précise

  • Solution 1 : croisement d'informations de plusieurs détecteurs

  • Solution 2 : télémètre

Transmission des données ballon/base au sol/site d'intervention

  • Solution 1 : télétransmission sans fil vers le relai au sol (plus puissant)

  • Solution 2 : transmission par cable… le ballon étant captif les données peuvenet être véhiculé par le cable (conducteur) liant le ballon au sol.

Télétransmission des données grace a l'électricité au sol (photovoltaïque émetteur + antenne + récepteur pompiers ou autre)

Composante développement durable

Dans la mission (mission de surveillance des feux dans la région).

Dans le Ballon (Chauffage Solaire)

Dans la gestion d'altitude par treuil (alimentation électrique photovoltaïque)

VII – Annexe 1 : imagerie IR


MANIPS de classe (à tester) (Copie brute d'un échange de méls)

Le 13/11/2010 Gerard Pujol a écrit :

Bonjour M Labbe

 

Vous aviez réalisé une intervention au lycée Jean Monnet dans le cadre d'un fête de la science.

 J'ai un projet d'imagerie suspendue sous un ballon (montgolfière solaire) en secondes. 

Votre précédente intervention comportait le contenu suivant (adapté à un public de seconde): 

 Exposé 
- d'où vient la lumière: le spectre électromagnétique, loi de Planck et corps noir, rayonnement solaire, rayonnement terrestre, micro-ondes (radar) 
- comportement des objets vis à vis des ondes électromagnétiques (reflectance spectrale) 
- application à l'observation de l'environnement depuis les satellites (basé sur des exemples: stress hydrique, feux de forêts, production végétale, inondations, etc.) 
 
Manipulations: 
- acquisition d'images dans le domaine électromagnétique du visible, du proche infrarouge et de l'infrarouge thermique (nous amènerons des imageurs visibles et infrarouge) 
- déchargement des images sur ordinateur et interprétation en groupe des résultats 


Je suis très intéressé par les parties que j'ai mis en gras.

 

Pour le moment je ne vais pas vous déranger une autre fois car cela concerne un faible nombre d'élèves.

Par contre je souhaiterais savoir COMMENT REALISER DES IMAGES IR en classe avec un matériel peu onéreux ou/et facile  a se procurer (APN, tél port etc..).

J'aimerai aussi voir si on peut réaliser des applications simples (signature IR d'une maison, fuites ou ponts thermiques..).

 

Puis je vous contacter vous ou un de vos assistant (Par téléphone ?)

 

 

Merci

 

Gérard Pujol

Sces Phys

 
Réponse de Sylvain Labbé (16/11/2010)

Bonjour,
Je suis en mission en Espagne cette semaine. Vous pouvez me contacter au bureau la semaine prochaine (04.67.54.87.47)
Pour caractériser les objets de l'environnement nous distinguons plusieurs gammes dans l'infrarouge :
- le proche infrarouge, proche du rouge (longueur d'onde de 0,7 à 1µ), énergie émise par le soleil et plus ou moins réfléchie par les objets. Les images proche infrarouge sont simples à réaliser avec un appareil photo numérique et un filtre. La mesure proche infrarouge n'est pas liée à la température de l'objet mais à sa réflexion dans cette longueur d'onde (comme pour le visible). Cette gamme de longueur d'onde met particulièrement en évidence la végétation
- le moyen infrarouge (1 à 5 µ), également énergie réfléchie par le soleil, nécessitant des capteurs spéciaux, mettant en évidence par exemple le contenu en eau des végétaux
- l'infrarouge lointain (ou infrarouge thermique au delà de 5µ) émis par les objets en fonction de leur température, nécessitant également des capteurs spéciaux
C'est cette dernière gamme qui semble vous intéresser pour des bilans thermiques. Il n'existe toutefois pas aujourd'hui de caméra thermique à bas coût et les technologies employées coutent au moins quelques milliers d'euros pour le premier capteur d'entrée de gamme.
Cordialement
Sylvain Labbé

Le 16/11/2010 13:30, Gerard Pujol a écrit :

C'est assez clair

 

En pratique, comme on reste en secondes ce qu'il me faudra  c'est faire des manips (donc des images) avec n'importe quel ap photo num (APN)

Soit un réflex avec un filtre IR visé... ou bricolé si vous avez des possibilité de vous procurer des filtres en feuilles "découpables".

Soit un APN "obsolète" modifié pour l'occasion (enlèvement de la protection du capteur er remplacement par un vrai filtre IR si vous pouvez nous guider dans ce genre d'opération chirurgicale)

 

L'important c'est ce que vous aviez fait chez nous (fête de la science) en classe DES IMAGES !!!

 

Pour les applications pratiques qui nécessitent d'autres longueurs d'ondes, et puisque ces images seront impossible a réaliser avec du matériel basique peu onéreux... on travaillera sur des images réalisées par des professionnels (comme vous) .

 

Je vous recontacte dès votre retour et j'essaierai de passer dans vos locaux pour faire le point.

 

L'objectif principal restant de faire des images IR en classe avec un petit objectif à la clé (trouver qque chose que je n'aurais pu voir sans faire ces images)

 

A bientôt

 

Merci de votre réponse

G Pujol
Réponse de Sylvain Labbé (16/11/2010)
De la pellicule photo (d'un vieux 24x36) non exposée et développée (prélevée au début ou à la fin de pellicule développée) constitue un bon filtre proche infrarouge. Avec des ciseaux et un peu de scotch ou de colle cela est simple à monter sur l'objectif d'un vieil APN.  Faire un essai avant collage car si cet APN est de qualité il comporte en interne un filtre proche infrarouge qui bloquera finalement l'essentiel du signal. Mieux vaut un appareil d'entrée de gamme (type APN de téléphone, webcam, etc.). Ensuite récupérer dans un logiciel de traitement d'image le canal (parmi rouge, vert, bleu) qui a le plus de signal (généralement le rouge) et l'extraire comme une image en niveaux de gris. On pourra découvrir sur cette image proche infarouge que la végétation est très brillante, les sols un peu moins et l'eau (qui absorbe tout le signal) très sombre.
Autre application, la surveillance de nuit:: acheter une lampe proche infrarouge ou prendre une lampe torche à filament avec notre même filtre (pellicule) pour ne laisser passer que le proche infrarouge et utiliser l'APN comme outil de vision nocturne (cela fonctionnera même sans le filtre, mais le filtre montrera les longueurs d'onde utilisées). C'est utilisé dans les hopitaux pour la surveillance des malades la nuit, pour observer les animaux la nuit, dans les cinémas pour surveiller les spectateurs, pour la vidéosurveillance nocturne et bien sur par les militaires... On peut montrer qu'une lampe torche à LED ne fonctionnera pas (car n'émettra pas de proche infrarouge) et qu'en revanche les télécommandes (type télé) émettent un rayonnement visible.
Voilà pour quelques exemples
Cordialement
Sylvain Labbé

VIII – Annexe 2 : Liste d'idées évoquées sur diff docs …. A méditer



Résidu d'idées (non tiées et en partie exploitées) évoquées lors des précédentes réunions… peut servir de base de réflexion pour ajouter quelques couches a un projet existant.

Implication des enseignants d'un établissement scolaire

L'idéal est d'impliquer deux ou trois professeurs… la plupart du temps scientifiques. Mais on peut donner du grain à moudre à tous ceux qui voudraient y participer

  • Sciences physiques : sustentation/forces charge utile, matériaux, collages ou coutures ou soudures des plastiques, gaz, pressions, aérodynamique, gestion de l'énergie électrique… Imagerie infrarouge : modification d'un appareil photo numérique pour la photo IR.

  • Sciences de la vie et de la Terre : l'atmosphère Terrestre, les risques à surveiller, recyclage d'un produit manufacturé, matériaux biodégradables… Expériences embarquées en haute atmosphère ? (rayonnement solaire, température vie des végétaux ou des animaux…)

  • Mathématiques : géométrie du ballon (le choix de la forme passe de la sphère à la saucisse avec des formes plus complexes poire inversée ou plus simple à réaliser comme le tétraèdre). L'idée est de comparer forme, quantité de matière, longueur des coutures et volume. Tracé du "patron de réalisation de l'enveloppe" c'est-à-dire passage de 3D à 2D par développement de forme. Optimisation du volume en fonction de la charge et des contraintes liées à la forme (prise en compte de la variation de l'épaisseur de l'enveloppe en cas d'augmentation de taille ou par gonflage) etc. Mesure de distance à partir du ballon (géométrie à partir d'une image). Trigonométrie de repérage du ballon depuis le sol.

  • Informatique : comparaison d'images automatisée (recherche de points chauds pour les incendies…) Penser à la société astronomique de Montpellier qui sait faire ! Création de pages sur le site du lycée. Gestion d'un blog du projet. Recherche documentaire de l'existant et information de la communauté travaillant sur le projet.

  • Français : écriture d'un texte accrocheur pour la plaquette du projet. Synthèse de la documentation rassemblée. Contrôle de la tenue linguistique du site ou du blog…

  • Communication : réalisation de la plaquette du projet. Participation aux publications informatique (blog site…). Evaluation du temps passé par les internautes sur les pages du site.

  • Anglais : traduction de la plaquette… traduction du site. Recherche sur sites anglophones rédaction d'une synthèse liés à ces recherches.

  • Prof atelier BIA : réglementation aérienne et sécurité pour ce type d'objets volants. Aérodynamique. Essais en soufflerie d'une maquette papier du ballon (*) ?

  • Enseignants techniques : sondes/capteurs, propulsion, guidage, gouvernes, aide au gonflage, porosité des membranes, réalisation d'un support articulé avec contrôle du zoom par l'imagerie. Stabilisation gyroscopique de la caméra (difficile mais très utile pour la qualité d'images)

  • Arts plastiques : la décoration du ballon (éventuelle utilisation publicitaire). Réalisation d'une maquette papier (voir *)

  • Economie et gestion : aspect économique chiffrage des couts de réalisation et d'exploitation. Evaluation d'un (éventuel) prix de vente des images… ou de l'ensemble de l'engin (R&D incluse !)… Projet d'utilisation rentable : photographie aérienne pour les agences immobilières (vente). La même avec déperdition thermique (dév durable dans l'immobilier). Exploration aérienne de bâtiments, de villes ou villages, de manifestations diverses.

  • Histoire … la place du ballon dans l'histoire (beaucoup d'anecdotes comme l'évasion de Léon Gambetta en 1870. Mais aussi beaucoup d'applications pratiques depuis la bataille de Fleurus en 1794… ). Les records et autres exploits réalisés en ou avec un ballon. (Projet "Le grand saut de Michel Fournier")

  • Et géographie… Repérage dans l'espace. Longitude, latitude GPS. Evolution dans la haute altitude jusqu'au tour du monde sans escale utilisant des jets…(lien avec SVT et BIA).

  • Education physique ??? doit-on leur faire recharger les batteries à la force du jarret juste pour n'oublier personne ?
Investigations des élèves

Il est souhaitable que les élèves aillent chercher l'information et les compétences pour la réalisation là où elles se trouvent. On pourra donc avoir besoin :

  • D'une documentation sur les réalisations déjà testées (internet et …). En version française ou avec l'appui d'un professeur de langue pour d'autres sources.

  • De contacts avec

    • Des universitaires

    • Des entreprises (le monde de la voile peut il intervenir pour réaliser un ballon ?)

    • Des écoles d'ingénieurs

    • Des industriels

    • Des modélistes (fédération, clubs régionaux)

    • Des administrations (DGAC…)


Quelques pistes de réflexion :

La définition du projet


  • On peut s'intégrer à un concours… si les règles de participation sont compatibles

  • On peut choisir un autre type d'objectif de production. La plupart sont liés à une prise de vue aérienne dans le domaine visible (photo) ou Infra Rouge (rayonnements liés à une source de chaleur)

    • Environnemental (feux … analyse de croissance et de répartition des végétaux naturels ou cultivés à intervalles réguliers dans l'année)

    • Scientifique (Etude diverses…)

    • Commerciale (Immobilier…)

    • Culturelle (Archéologie…)

    • Comptage ou analyse de rassemblements de personnes (manifestations, concerts, évènements,…)

Le choix de la réalisation du ballon


  • Le plus simple serait un ballon captif (au sens large : gaz léger, montgolfières et objets hybrides tels que les rozières) un peu sur le principe des "Saucisses de 14-18" contrôlés par treuils depuis le sol.

  • On peut aussi envisager d'autres types de Ballons (toujours dans les catégories Montgolfière, ballon, rozière..) mais cette fois-ci libres ou dirigeables.

  • Logiciels (ou simple application tableur) d'évaluation / Simulation pour la charge utile et le volume de l'enveloppe. Choix de la forme

  • Choix de réalisation (matériaux, coutures ? collage ? ou combinaison de plusieurs méthodes …)

  • Outil de réalisation de la forme (étude du patron de découpe et d'assemblage)

  • Etude de porosité de la membrane (courbe de dégonflage d'une enveloppe fermée selon le gaz utilisé H, He , CH4, air chaud ...)

  • Etude comparée des différentes options (principes, performances, applications, coûts, financement, innovation etc…)

  • Etude de performances d'emport de charge utile : évaluation de la charge incontournable et détermination de la charge utile (ap photo, caméra réémetteur) en fn de la taille du ballon.

La technologie embarquée


  • Etudes des manœuvres de caméra et de transmission des images sur un ballon captif (Nîmes) ou un cerf-volant.

  • Etude de propulsion et de pilotage sur une maquette réduite (ballon He) en gymnase. Evaluation des vitesses et donc de la puissance en fonction d'un maximum de vitesse de vent. Calcul des limites d'utilisation météo de l'objet fini.

  • Thermographie aérienne à budget réduit : comment transformer un appareil grand public en capteur Infra-Rouge (intervention d'Universitaires… ou exemples internet..)

  • Les outils de propulsion et de pilotage (gouvernes, moteurs, soupape de décharge d'enveloppe, parachute éventuel de récupération en cas de pépin…)

  • Les outils de suivi de trajectoire

    • Embarqués (capteur d'altitude, de cap, de vitesse… GPS ???)

    • Au sol : lunette associée à un capteur d'orientation et un autre d'élévation PLUS un suivi vidéo… pour estimer la diminution de taille et donc la distance.

La composante solaire (éventuelle)


  • Etude de performances solaires : évaluation de la variation de température et pression d'un ballon fermé exposé au Soleil. La manip se fait avec différents capteurs + un suivi informatique + un suivi simultané de l'éclairement du soleil (P reçue en W/m²).

  • Capteur solaires photovoltaïques fins et légers (emportés par le ballon !). Recherche des sociétés réalisant ces cellules, comparaison de performances/poids… Evaluation de cout… et de l'intérêt de cette surcharge dans le cas d'un matériel embarqué ??? Choix des batteries de stockage, du régulateur de charge et optimisation de l'utilisation de l'énergie.

  • Solution bizarre … charger la batterie au SOL avec un capteur solaire au sol (moins cher plus connu) exploiter cette énergie en vol (motorisation… et éventuellement chauffage de l'air dans le cas montgolfière ou rozière…

Les partenariats


  • Recherche de partenariats (fournitures et financements). Eventuellement aussi rencontre avec des sociétés de dirigeables pour savoir OÙ on va.

  • Recherche d'utilisation : réfléchir à un ou plusieurs exemples (photographie immobilière pour les agences, vente de photos de LEUR villa vue du ciel aux particuliers pour les petits appareils. Transport de charge lourdes = Zeppelin pour une extension.

La gestation du projet


  • La mise en place d'outils communs de documentation et d'information me parait indispensable. Cela peut se voir au travers d'un blog ou d'une liste de diffusion. Dans tous les cas il faudra échanger dans un espace commun.

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