Ballon-sonde Stratotech

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Bonjour à tous !

Nous sommes un groupe de 4 étudiants de PEIP 2 qui, accompagné de M.Lagrange, a eu le projet d’envoyer un ballon-sonde dans la stratosphère, c’est-à-dire à environ 30 km d’altitude. L’objectif du projet était de faire un film de la courbure de la Terre, et de récupérer des données telles que l’altitude, la température, et la pression.

C’est un projet qui a été choisi par un autre groupe cette année, nous avons donc dû réfléchir à un point d’originalité à ajouter, pour nous démarquer. C’est ainsi que nous avons choisi d’effectuer le lancer du ballon un peu avant le lever du soleil, pour avoir de belles images au-dessus d’Angers et dans la stratosphère. Vous allez voir que tout ne s’est pas passé comme prévu !

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Avant toute chose, au début du projet, nous avons demandé une autorisation à la DGAC (Direction Générale de l’Aviation Civile), un organisme qui s’occupe de la sécurité du trafic aérien. En effet, notre ballon ne devait pas perturber le vol des avions et autres, et il était primordial de le faire en premier puisque sans cette autorisation, pas de lancer possible.

Nous avons fait toutes les démarches nécessaires, et ensuite est venu le temps des recherches, puisqu’il y a de nombreuses contraintes à respecter lorsqu’on envoie un ballon dans la stratosphère !

Le vol a une durée approximative de 3 heures, il faut que tous les composants électroniques, et les caméras, puissent tenir aussi longtemps.
La température pendant le vol peut descendre jusqu’à -60°C ! Il est primordial d’isoler la nacelle au maximum pour garder la chaleur à l’intérieur.

Par rapport à ces contraintes, voici la liste de ce qui compose notre dispositif :

Ce dispositif est composé de :

1 ballon gonflé à l’hélium
1 parachute
1 réflecteur radar (imposé par la DGAC pour que le ballon soit repérable sur les radars des avions)
1 nacelle en polystyrène contenant 2 caméras, 2 capteurs (altitude, température, pression), 1 carte Arduino, 1 émetteur radio/GPS, 1 batterie, ainsi qu’un dispositif GSM de secours.

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Vous comprenez qu’un des grands enjeux de notre projet a été de le retrouver après l’avoir lancé, nous avions été prévenus, c’était un point très important et nous devions tout mettre en oeuvre pour retrouver le ballon. Nous avons donc réfléchi à une solution efficace pour le rechercher, et nous avons décidé de recevoir en temps réel la position du ballon, pour le suivre en direct et le retrouver facilement. Cette transmission se fait par ondes radio, or aucun de nous 4 n’avait de connaissances particulières dans le domaine. C’est à ce moment que nous avons contacté le club de Radioamateurs d’Angers, une association composée de membres passionnés, qui nous ont été d’une grande aide dans la réalisation du projet.
https://arml.r-e-f.org/index.php

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Les membres de l’association nous ont donné beaucoup de leur temps, et de leurs conseils, pour nous aider, pour nous faire comprendre comment la transmission radio fonctionnait, et nous les remercions pour cela. Ce sont eux qui nous ont conseillé quant à l’émetteur que nous devions placer dans la nacelle, et ils nous ont également aidé pour sa programmation. Nous pouvons dire que sans eux, nous n’aurions pas pu suivre le ballon, ni le retrouver !

Maintenant que le projet est abouti, que la programmation des capteurs est terminée (même si elle nous a donné beaucoup de fil à retordre), que la nacelle est prête à être lancée, et que nous avons notre solution pour rechercher le ballon pendant son vol, nous allons le lancer.

Le 25 mai, à 6h35 du matin, après 3 heures de préparation et plusieurs tentatives qui n’ont pas abouties, le ballon s’envole enfin, vers une destination inconnue. La vitesse ascensionnelle du ballon était très faible, certainement à cause du poids de la nacelle, ce qui était déjà un mauvais présage pour la durée du vol, qui allait être plus longue que prévue ! Nous prenons la voiture et suivons le ballon grâce au dispositif dans la nacelle, et nous allons direction plein sud !

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Le voyage n’a pas été sans embûches et nous avons à plusieurs reprises perdu le signal du ballon, ce qui nous a inquiété et nous a emmené jusqu’à Bordeaux. Nous avons patienté longtemps, en recevant quelques nouvelles toutes les heures, mais le ballon continuait de monter ! Il devait éclater aux alentours de 30 km d’altitude, et il l’a fait, à 13h, et est retombé peu de temps après dans une clairière remplie de fougères. Au final, le vol aura duré 6 heures, et nous aurons fait 1000 km pour aller le chercher ! (et rentrer chez nous ensuite)

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Au final, nous avons récupéré notre ballon, et nous en sommes fiers ! Malheureusement, comme tout ne peut pas être parfait, nous n’avons récupéré que quelques minutes de vidéo des caméras, nous ne savons pas pourquoi mais elles se sont arrêtées toutes seules, malgré les tests que nous avions effectué au préalable. Nous avons quand même de belles données récupérées par les capteurs !
Vous trouverez plus bas le trajet du ballon, et la vidéo que nous avons montée avec les images que nous avons récupéré.

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La vidéo montrant le jour de lancement est disponible sur le lien ci-dessous.

Ballon stratosphérique

Chers lecteurs,

Nous regrettons fort de devoir vous le dire, mais l’article suivant n’est pas des plus joyeux.

Il raconte la triste aventure de quatre étudiants en deuxième année de classe préparatoire à Polytech’Angers qui ont toutes les malchances et collectionnent les angoisses.

Dans cet unique article, ils vont affronter les standards de la DGAC, les regards d’une centaine d’élèves en classe de quatrième, un système GPS défaillant, et des interviews incessantes. Pour notre part, il est dans notre devoir de raconter ces funestes épisodes, mais rien ne vous interdit, chers lecteurs, de passer votre chemin et de cliquer sur un autre article.

Avec nos sentiments respectueux.

Rosanne Biotteau, Ersin Duman, Juliette Trahan, Emmy Teillet. 

Bonjour à tous !

Nous sommes quatre étudiants en EI2 et pour le semestre 4, nous avons décidé de travailler ensemble sur le projet d’un ballon stratosphérique.

L’enjeu de ce projet était d’envoyer un ballon gonflé à l’hélium dans la stratosphère, de filmer le voyage et de récolter certaines données telles que la température, la pression, l’altitude, l’humidité et la quantité de CO2. De plus, nous devions nous rendre auprès des classes de quatrième du collège Clément Janequin, à Avrillé, afin de leur expliquer notre travail et de leur donner envie d’étudier les sciences.

Notre ballon et de notre chaîne de vol lors du lancer

Notre ballon et de notre chaîne de vol lors du lancer

Ce projet est un projet complexe, qui nécessite des compétences dans de nombreux domaines. Avant de commencer à travailler dessus, nous ne savions notamment pas qu’il fallait demander des autorisations, parfois plus de trois mois avant le lancer. Voici les différentes autorisations que nous avons dû demander :

  • DGAC (Direction Générale de l’Aviation Civile) !! Vous ne pouvez pas envoyer un objet traversant les voies aériennes quand vous voulez, où vous voulez !!

  • L’autorisation du Maire d’Avrillé pour lui demander son accord pour lancer notre ballon depuis le Stade Delaune d’Avrillé

  • Autorisation d’occupation du domaine public avec l’accord de la DGAC et du Maire, auprès de la Police Municipale d’Avrillé.

Dans notre nacelle, nous avions décidé de mettre deux GoPro afin de filmer le vol de la nacelle, deux capteurs de température (intérieur/extérieur), un capteur dit Baromètre mesurant la pression, l’altitude, l’humidité, un capteur GPS pour enregistrer la trajectoire de notre matériel, et un capteur de CO2.

De plus, pour retrouver tout cela une fois retombé sur terre, nous avions placé un traceur GPS ainsi qu’un téléphone connecté à un compte Google. Tous deux devaient nous communiquer leur position.

Ici vous pouvez voir l'intérieur de notre nacelle, comprenant les systèmes GPS ainsi qu'Arduino et son alimentation

Ici vous pouvez voir l’intérieur de notre nacelle, comprenant les systèmes GPS ainsi qu’Arduino et son alimentation.

Nous avons fait un exposé le lundi 13 mai 2019 auprès des classes de quatrième du collège Clément Janequin d’Avrillé, afin de leur expliquer notre projet en sachant qu’ils allaient assister au lancement de notre ballon. Cet exercice était assez intéressant puisqu’il nous a permis de pouvoir nous exprimer devant des groupes d’une cinquantaine de personnes, de devoir apprendre à expliquer simplement des concepts pouvant être compliqués à comprendre pour un niveau de quatrième (la notion de forces par exemple).

La date du jeudi 6 juin 2019 pour le lancement était prévue depuis le début du projet. Après avoir installé tout notre matériel au stade Delaune, nous avons appelé les collégiens pour qu’ils assistent à ce moment mémorable. Tout s’est bien passé, et notre ballon a décollé bien plus rapidement que ce à quoi nous nous attendions.

Lundi 6 juin, Stade Delaune Nous étions en train d'installer tout le matériel nécessaire, ici en train de gonfler le ballon. Il fallait le maintenir avec un drap afin qu'il ne s'envole pas de suite.

Lundi 6 juin, Stade Delaune, Avrillé
Nous étions en train d’installer tout le matériel nécessaire, ici en train de gonfler le ballon. Il fallait le maintenir avec un drap afin qu’il ne s’envole pas de suite.

A l’aide d’une simulation réalisée sur Internet, nous savions que notre matériel devait se rendre dans la Mayenne, et atterrir aux alentours de Vaiges, mais plein de critères étaient pris en compte et la précision de cette simulation n’était pas optimale.

Itinéraire entre le Stade Delaune d'Avrillé et Vaiges

Itinéraire entre le Stade Delaune d’Avrillé et Vaiges

 

A la recherche de notre matériel, Vaiges

A la recherche de notre matériel, Vaiges

Lancer ce ballon présentait certains risques. :

  • Traverser des voies aériennes nécessitait l’autorisation de la DGAC !

  • Il faut également savoir qu’en prenant de l’altitude, les températures peuvent descendre jusqu’à -60°C, ce qui est mauvais pour les batteries ! Pour cela notre nacelle était fabriquée en polystyrène extrudé, recouverte d’une couverture de survie. De plus, nous avions mis des chaufferettes à l’intérieur.

  • La chute du matériel n’est pas contrôlée. La nacelle peut très bien retomber sur une route et causer un accident, tomber dans l’eau, ou pire… en zone blanche, tout en sachant que nos deux systèmes GPS requièrent du réseau mobile afin de nous envoyer leur position. Le téléphone nécessite également des données mobiles afin de communiquer sa position sur une carte.

Malheureusement, 24 heures après le décollage… toujours aucune nouvelle…

C’est alors que commence notre longue et triste histoire… Sans nouvelle de notre nacelle, nous avons commencé par contacter les journaux. Quelques jours plus tard, nous retrouvions déjà notre avis de recherche sur plusieurs journaux (ici Ouest France) et même à la radio (ici Hit West) ! (une petite erreur de prénom, mais on n’a pas tout ce qu’on veut dans la vie…)

C’est alors que les témoignages fusent, mais aucun ne correspond à notre matériel…

C’est dans l’attente d’un signe de vie de notre nacelle  que nous vous quittons.

Nous vous avions prévenu, bien que nous ayons acquis de nombreuses compétences, cette histoire n’est pas des plus joyeuses.