Montgolfière
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La montgolfière est un moyen de transport aérien, un aéronef plus léger que l'air aussi appelé aérostat. Le concept est simple, on gonfle une enveloppe grâce à de l'air chaud. L'air chaud étant plus léger que l'air environnant, le ballon s'élève donc dans les airs.
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[modifier] Histoire
.La montgolfière a été inventée par les frères Montgolfier, Joseph et Étienne, en 1782. La première expérience publique eut lieu le 4 juin 1783 à Annonay (Ardèche). Le 19 septembre de la même année, un coq, un mouton et un canard firent l'expérience du premier vol habité à Versailles devant le roi Louis XVI, tandis que le 19 octobre à la Folie Titon, aujourd'hui situé rue de Montreuil à Paris, à l'époque encore bourg de Saint-Antoine, le premier vol humain eu lieu habité par Jean-Baptiste Réveillon Jean-François Pilâtre de Rozier et Giroud de Villette.
Le 21 novembre, Jean-François Pilâtre de Rozier et le Marquis d'Arlandes un second vol eu lieu, qui fut commémoré plus officiellement comme le 1er.
À noter que la première femme à voler fut Élisabeth Thible, le 4 juin 1786 à Lyon.
Après des débuts prometteurs, les montgolfières vont être supplantées par les charlières, les ballons à gaz, dont le premier s'est envolé le 1er décembre 1783. Surtout quand l'hydrogène, coûteux et difficile à préparer, pourra être remplacé par du gaz d'éclairage bon marché.
Les montgolfières étaient délicates à mettre en œuvre avec le foyer qu'il fallait alimenter sans mettre le feu au ballon avec des escarbilles ou un fétu de paille à moitié consumé.
Pendant la période de déclin, les ballons n'étaient pas équipés de foyer, ils étaient gonflés à bloc au sol puis on lachait tout. La montgolfière s'élevait très rapidement pour un vol d'une dizaine de minutes.
En 1972, deux « inventions » allaient relancer la montgolfière : une fibre synthétique pour l'enveloppe, le nylon, et un gaz de pétrole liquéfié, le propane comme carburant.
[modifier] Technologie
Une montgolfière moderne est constituée de trois éléments principaux : l'enveloppe, le brûleur et la nacelle. Image:Intérieur montgolfière.jpg
[modifier] L'enveloppe
Celle-ci, constituée d'un tissu de nylon et traité avec un vernis de polyuréthane pour le protéger des rayons ultraviolets et améliorer la capacité thermique, peut être lisse ou lobée. Dans les deux cas, l'enveloppe est constituée de fuseaux qui sont cousus ensemble. La forme des fuseaux changent selon le type de ballon désiré.
Le volume peut aller de 550 m³, pour emmener une personne seule, à plus de 25 000 m³ pour les montgolfières modernes, permettant l'emport de plus de vingt personnes.
La diminution de température par arrêt d'alimentation en air chaud suffit à atterrir quand il y a peu de vent. Sinon, les ballons sont équipés de système permettant de les vider très vite. Il existe trois types de systèmes de dégonflement, deux réversibles et un définitif. Les systèmes réversibles sont soit une soupape parachute circulaire dans la partie supérieure de l'enveloppe qui est accrochée avant le gonflement grâce à des velcros, le pilote peut l'ouvrir, depuis la nacelle, en l'air pour libérer de l'air chaud en vue de mettre le ballon en descente, la pression interne permet à la soupape de se remettre en place dès que la corde d'ouverture est relâchée; soit le "dégonflement rapide",en réalité un dérivé du premier qui permet d'actionner cette même soupape et de la transformer en un cône permettant de libérer l'air beaucoup plus rapidement. La soupape revient en place en actionnant une autre corde. Ce système n'est normalement utilisé qu'à l'atterrissage par vent fort pour éviter au ballon de traîner au sol. Le système non réversible est un panneau de déchirure, triangle plus ou moins grand situé au dessus de l'équateur du ballon. Le pilote l'actionne au moyen d'une corde à l'atterrissage. Cette action a pour effet d'ouvrir le ballon libérant ainsi l'air chaud. Il faut remettre en place le système avant le prochain décollage au moyen de velcro ou autres sangles.
[modifier] Le brûleur
Le propane en état liquide est contenu dans des bouteilles cylindriques en aluminium (ou acier plus lourd), placées dans la nacelle. Il va vers le brûleur où il se vaporise et se réchauffe dans un serpentin. Le mélange air-propane est enflammé par une veilleuse continue. La longue flamme, juste sous l'ouverture de l'enveloppe, réchauffe l'air contenu dans le ballon, ce qui permet son ascension.
[modifier] La nacelle
Elles sont pratiquement toutes en osier. Beaucoup d'autres matériaux ont été utilisés, mais on est toujours revenu à l'osier : le plus souple. Sauf pour la fabrication du constructeur Français « Ballons-Chaize » qui utilise le rotin dont le brin est plus régulier et plus résistant. Pour trois passagers, les bouteilles, un peu de bagage, la dimension classique est 1 m de hauteur, 1,20 m de longueur sur 1,10 m de largeur.
[modifier] Fonctionnement d'une montgolfière
Les montgolfières exploitent d'un part le principe d'Archimède et d'autre part la caractéristique des gaz d'avoir leur produit pression * volume = constante * température. Ce deuxième principe est décrit par l'équation d'état des gaz parfaits.
Sous l'action de la chaleur, l'air se dilate. Sa masse volumique diminue : l'air chaud prends plus de place pour le même poids, ou pèse moins lourds pour le même volume que l'air froid. On peut vérifier ce phénomène, dans une pièce calme, en plaçant un thermomètre au sol et un autre au plafond. On constate ainsi qu'il y a une légère différence de température et que l'air au plafond est plus chaud que l'air au sol.
Le poids de l'ensemble {ballon + air} dépends du poids de l'air contenu dans l'enveloppe. Si l'on diminue la masse volumique de l'air contenu dans l'enveloppe, le poids de l'ensemble diminue et le ballon peut "flotter dans l'air".
Comme la pression atmosphérique diminue avec l'altitude, d'environ 1 mb par 30 pied, la masse de l'air déplacé par le ballon diminue. Un point d'équilibre sera atteints lorsque le poids de la montgolfière sera égale au poids de l'air qu'elle déplace. Notons que de l'air s'échappe de l'enveloppe du ballon lorsque la pression atmosphérique diminue.
[modifier] Rencontres
- Semaine internationale de ballons à air chaud à Château-d'Œx, dans le canton de Vaud, en Suisse
- Mondial Air Ballons, rassemblement biennal sur le tarmac de Chambley.
- International des mongolfières de Saint-Jean-sur-Richelieu, Québec. http://www.montgolfieres.com/
[modifier] Voir aussi
[modifier] Liens internes
[modifier] Liens externes
- Voir un schéma détaillé d'une montgolfière
- Histoire de la montgolfière et des frères Montgolfier
- La fédération française d'aérostation
- L'Aérostation à la Française
- Panorama Montgolfières
- Construire soi-même son ballon solaire
- Voler en montgolfière
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