Montgolfière

Un article de Freepedia.

Le 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.

Histoire

La montgolfière a été inventée par les frères Montgolfier, Joseph-Michel et Étienne, en 1782, le 14 décembre à Annonay. Le 19 septembre 1783, un coq, un mouton et un canard firent l'expérience du premier vol habité, tandis que le 21 novembre Jean-François Pilâtre de Rozier et le Marquis d'Arlandes eurent le bonheur d'être les premiers êtres humains à voler.

À noter que la première femme à voler fut Élisabeth Tible, le 4 juin 1784 à Lyon.

Après des débuts prometteurs, les montgolfières vont être supplantés par les charlières, les ballons à gaz, dont le premier s'est envolé le 1^er décembre 1783. Surtout quand l'hydrogène, couteux 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 a 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 1962, deux « inventions » allaient relancer la montgolfière : une fibre synthétique pour l'enveloppe, le nylon, et un gaz de pétrole liquéfié, le propane comme carburant.

Technologie

Une montgolfière est constituée de trois éléments principaux : Image:Intérieur montgolfière.jpg

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 4 000 m³ pour les montgolfières modernes, permettant l'emport de huit 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 : soit un panneau de déchirure circulaire dans la partie supérieure de l'enveloppe qui est tenue avec des attaches velcro qu'on peut arracher depuis la nacelle, soit un panneau parachute, toujours dans le haut de l'enveloppe, qui est un panneau amovible pouvant être remis en place par un système de sangles.

Image:Ballon2.jpg

Image:Flamme montgolfière.jpg

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.

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. Pour trois passagers, les bouteilles, un peu de bagage, la dimension classique est 1 m de hauteur, 1 m 20 de longueur sur 1 m 10 de largeur.

Fonctionnement

Voyons maintenant comment fonctionne une montgolfière.

L'air chaud a tendance à monter alors que l'air froid à descendre. (En effet, sous l'action de la chaleur,l'air se dilate. Ainsi, l'air chauffé devient plus "léger" que l'air froid). Faites l'expérience en plaçant un thermomètre au sol et un autre au plafond. Vous verrez qu'il y a une légère différence de température et que l'air au plafond est plus chaud que l'air au sol. On remplit dont une mongolfière d'air chaud pour la faire s'élever dans les airs.

C'est alors que la poussée d'Archimède intervient :

Tout corps plongé dans un fluide subit une force verticale, dirigée de bas en haut et elle égale le poids en fluide du volume immergé ;

Lorsque l'air contenu dans le ballon est froid, sa masse est plus grande que s'il était chaud. Or, le poids de l'ensemble {ballon + air} dépend de la masse. Ainsi, en réduisant la masse du de cet ensemble, (soit, en chauffant l'air), on en diminue également le poids. Par conséquent, cette force appelée "poussée d'archimède" devient plus importante que le poids. C'est pourquoi une montgolfière peut voler en chauffant l'air contenu à l'intérieur du ballon.

Rencontres

Image:Rassemblement des Saisies.jpg

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.