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Objectif : la Stratosphère !

Par CYRIL MELAC, publié le vendredi 16 juin 2023 13:39 - Mis à jour le samedi 17 juin 2023 18:26
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Les 4e4 ont participé au projet "Un ballon pour l'école". Accompagnés par le CNES et Planète Sciences Occitanie, ils ont pu envoyer une nacelle jusqu'à la stratosphère pour effectuer des mesures scientifiques.
Un grand merci à Michel Maignan de Planète Sciences, sans qui, le projet n’aurait pu aboutir.

1. La conception

6 groupes d’élèves ont travaillé en parallèle sur différents systèmes, l’objectif :
  • Capter la pression pour en déduire l’altitude
  • Capter différentes températures
  • Détecter l’ouverture du parachute (pour connaître l’altitude max)
  • Détecter l’humidité (pour connaître l’épaisseur de la couche nuageuse)
  • Prendre des photos
  • Le tout dans une nacelle ne dépassant pas un poids total de 1,8kg
  • Récupérer toutes les informations par transmission radio (à l’exception des photos)
Une trentaine d’heures de travail réparties sur quelques mois ont été nécessaires au 4e4 pour construire cette nacelle scientifique destinée à relever ces informations sur notre atmosphère :
 

2. Le jour J : Mardi 23 mai

  • Météo : légèrement nuageux, peu de vents……. Ok !
  • Pesée de la nacelle : 1,5 kg ……………………………. Ok !
  • Mise en place des piles, activation du GPS, paramétrage de l’appareil photo…… Ok !
  • Mise en place des étiquettes d’informations et de contacts……. Ok !
  • → La nacelle peut être scellée.
 
  • Contact avec les différents aérodrômes et l’avion civile……..
  • → Autorisation de lâcher ………… Ok !
  • C'est parti !
 
Et maintenant ?
Plus qu’à suivre les informations envoyées sur l’ordinateur… jusqu’à ce que la rotondité de la Terre fasse obstacle à la transmission :

 

 

 
Et surprise, à 14h52, appel de la directrice de l’école de Seissan, dans le Gers : Après un survol de la cour de récréation, la nacelle s’est posée sur le toit d’un des bâtiments proche de l’école. Les enfants ont adoré, nous dit-elle, et ça les a occupé toute l’après-midi !
 

3. Le traitement

Maintenant nous avons toutes les données ! Sous forme de tensions …. et après quelques conversions :

 

 
 
Et voilà, ce que les élèves ont pu déduire sur le vol :
 
Exploitation des résultats du vol du ballon de la classe de 4° du collège Louisa Paulin :
  • Date du lâcher : le 23 mai 2023
  • Lieu du lâcher : parking du collège, 43,471096 N, 1.335511 E
  • Lieu d’atterrissage : école primaire de Seissan dans le Gers. 43,490506 N, 0.591825 E
  • Distance parcourue à vol d’oiseau : 60 km.
  • A quelle heure a décollé le ballon ?  11 h 26
  • A quelle heure a-t-il culminé ? 13 h 09
  • Combien de temps à duré la montée ? 103 min
  • A quelle heure a-t-on perdu la liaison radio ? 13 h 33
  • Quelle altitude a-t-il atteint ? 32 km environ
  • A quelle vitesse est-il monté ? 5,2 m/sec
  • Quelle température la plus basse la nacelle a-t-elle rencontrée ? -55 °C
  • Quelle température la plus basse a subi l’intérieur de la nacelle ? -23 °C
  • Quelle température la plus basse ont subi les piles ? – 3°C
  • Que peut-on en déduire sur la qualité de la nacelle ? Le polystyrène dont elle est constituée est un isolant thermique efficace. Il est d’ailleurs utilisé pour isoler les maisons.
  • A quelle heure la nacelle a traversé la tropopause ? à 12 h 14 et 13 h 29
  • A quelle altitude se situe la tropopause ? vers 11 km
  • A quelle heure le détecteur d’humidité s’est-il déclenché ? Pratiquement dès le décollage.
  • A quelle heure le détecteur d’humidité ne s’est-il plus déclenché ? 11 h 29
  • A quelle altitude le détecteur d’humidité ne s’est-il plus déclenché ? vers 1000 m
  • Que déduit-on ? Il y avait ce jour-là au-dessus de Muret, une couche d’air humide s’étendant depuis le sol jusque vers 1000 m d’altitude. Cette humidité est probablement apportée par les rivières Garonne et Louge qui traversent Muret. La Garonne coule à 300 m du collège.
  • Quelle était la tension des piles au début du vol ? 9,6 V
  • Quelle était la tension des piles à la fin de la liaison radio ? 8,5 V
  • De combien de volts, les piles s’usent chaque heure ? 0,52 V
  • Sachant que la nacelle s’arrête de fonctionner, quand la tension des piles passe en dessous de 7 V, combien de temps la nacelle est-elle capable de fonctionner ? 5 heures
 
4. Et une fois la nacelle récupérée, nous pouvons voir les photos :

 

Un petit montage vidéo ci-dessous ou ici.