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 De la montgolfière à la radiosonde moderne
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Histoire du radiosondage :
  Les préliminaires, de 1783 à 1928
  Les débuts du radiosondage : 1929 à 1940
  Les radiosondes à tubes de 1940 à 1970

Voir aussi :
 Le radiosondage : généralitésLe Wettermuseum de Lindenberg - Le "Musée virtuel" de Météo-France - Les radiosondes anciennes 



  C'est en observant la fumée monter dans sa cheminée que Joseph MONTGOLFIER imagina en 1782 l'utilisation de la force ascensionnelle de l'air chaud pour soulever une masse. Il réussit à convaincre son père et ses frères papetiers à Annonay de fabriquer une enveloppe en tissu puis une plus grande en papier pour vérifier ses hypothèses. Après un essai concluant le 25 avril 1783 la première expérience publique d'aérostation eut lieu le 4 juin 1783 (photo ci contre) à Annonay

Premiers vols habités

  Voler comme un oiseau est l'un des plus vieux rêves humains. Après leur exploit de juin 1783, les frères Montgolfier ont préparé une enveloppe capable de soulever une charge utile de plusieurs dizaines de livres (on ne parlait pas encore en kilogrammes). Sans attendre, ils se mettent au travail et, le 19 septembre 1783, le premier vol habité avait lieu, le ballon à air chaud construit pour la circonstance emportait un mouton, un canard et un coq à 500 mètres d'altitude. Le retour au sol des animaux s'étant effectué sans problème pour les passagers, le moment était venu de tenter l'expérience avec un être humain.
  Après plusieurs vols captifs, la montgolfière étant retenue au sol par des cordes, le premier vol piloté de l'histoire eut lieu à Paris le 21 novembre 1783, avec Jean-François PILATRE de ROZIER et le marquis François Laurent d'ARLANDES. Parti du Parc de la Muette le ballon emportant les deux premiers aéronautes de l'histoire toucha le sol 25 minutes plus tard et 9 km plus loin, sur la Butte-aux-Cailles (Paris 13e), tout près du petit square de la Montgolfière aménagé en mémoire de cet atterrissage historique.
  A Paris, Jacques Alexandre CHARLES et Marie-Noël ROBERT ont entendu parler de la machine des frères Montgolfier. Ils s'activent à réaliser un ballon qui, rempli de "gaz inflammable" (que Lavoisier n'avait pas encore baptisé "hydrogène") découvert par le physicien anglais Henry Cavendish en 1766, devait s'élever grâce à la différence de densité entre ce gaz et l'air. Le 27 août 1783, après quelques péripéties, le ballon décolle du Champ-de-Mars pour atterrir 16 kilomètres plus loin, à Gonesse (95).
 Le 1er décembre 1783, CHARLES le physicien et Nicolas-Louis ROBERT le frère de Marie-Noël s'envolent depuis le Jardin des Tuileries dans un ballon à gaz de 380m3. Ils emportent un baromètre et un thermomètre, effectuant ainsi les premières mesures de l'histoire de la météo à près de 3000m du sol.
  Le ballon fut très tôt utilisé par les scientifiques, comme Jean-Baptiste Biot et Louis Joseph Gay-Lussac qui effectuent en 1804 une ascension jusqu'à 4000 mètres dont le but est d'étudier le champ magnétique terrestre en altitude. De nombreuses autres expériences ont lieu au cours du XIXème siècle qui se sont parfois mal terminées, comme celle du Zénith à Ciron (36) le 16 avril 1875, où deux des trois aéronautes, Théodore Sivel et Joseph Crocé-Spinelli, moururent asphyxiés à près de 8000 mètres d'altitude.
  Le 25 septembre 1852 Henri Giffard effectue le premier vol en ballon dirigeable gonflé au gaz d'éclairage (photo ci-contre). Il est mû par un moteur à vapeur de 150 kg. Les risques présentés par la proximité de la chaudière et du ballon rempli de gaz inflammable (quand ce n'est pas de l'hydrogène) mais aussi les variations de la masse de la charge soulevée (à cause de la combustion du charbon et de l'évaporation de l'eau) limitent le développement du dirigeable à cette époque.


Le premier ballon sonde

Avant l'avénement des ballons-sondes, les mesures à basse altitude (inférieure à 300 m) étaient pratiquées avec des cerfs-volants ou des ballons captifs. Pour les plus hautes altitudes elles étaient effectuées exclusivement par des opérateurs aéronautes. Comme on l'a vu plus haut, les accidents n'étaient pas rares et les moyens requis étaient importants et coûteux. En 1892, deux amateurs parisiens Gustave Hermite et Georges Besançon, intéressés par l'expérimentation scientifiques imaginent d'utiliser des "petits" ballons pour emporter des appareils enregistreurs permettant la mesure en altitude de la température ou de la pression, par exemple. Le problème est qu'à l'époque, les enregistreurs sont lourds et coûteux et que les chances de les récupérer en bon état sont très minces. En attendant que l'enregistreur léger et bon marché voient le jour ils commencent par lâcher des ballons en papier huilé emplis de gaz d'éclairage. Chaque ballon emporte une carte-réponse que le découvreur est invité à compléter et à renvoyer ; le succès de cette première tranche d'essais les encourage à tenter le lancement d'un ballon beaucoup plus grand, puisqu'il renferme 5m3 de gaz, et emportant dans une sorte de nacelle un appareil enregistreur de leur fabrication permettant de mémoriser la pression minimum et un thermomètre à minima-maxima. Après plusieurs tentatives, le 11 octobre 1892, non seulement le ballon (de baudruche, cette fois) s'envole avec ses instruments mais il est retrouvé sur le territoire de la commune de Montdauphin (77), à 25km à l'est de Meaux.

La première radiosonde

C'est aussi en France que la première radiosonde a été lâchée. Le 8 mars 1927 le physicien Pierre Idrac et le météorologiste Robert Bureau installent un émetteur à tube électronique dans un ballon-sonde, ils prouvent ainsi qu'il est possible de recevoir les signaux émis depuis la stratosphère. Encouragé par ce succès, Robert Bureau travaille à la réalisation d'une radiosonde capable de retransmettre au sol les informations de température et de pression en fonction de l'altitude. Le lâcher de la première radiosonde de l'histoire a lieu le 17/01/1929. Elle atteint l'altitude de 13000 mètres.

Evolution des radiosondes

L'exemple de Robert Bureau fut très rapidement suivi en janvier 1930 par le Soviètique Pavel Molchanov et l'Allemand Paul Duckert en mai 1930 (qui travaillaient bien sûr depuis longtemps sur le sujet) puis, en décembre 1931, par le Finlandais Vilho Väisälä, le fondateur du plus important constructeur actuel de radiosondes. En 1936 un réseau était organisé aux USA qui permit de pratiquer des mesures cohérentes et coordonnées sur une vaste échelle.
Les mesures de vents étaient effectuées dès les années 40 à l'aide de radiothéodolites qui mesuraient manuellement les déplacements de la radiosonde en utilisant les principes que nous connaissons en radiogoniométrie. Par la suite les mouvements des radiosondes ont été suivis par des radars, ou encore grâce à l'utilisation du système de navigation LORAN-C et enfin avec l'aide du GPS.
Les premières radiosondes étaient équipées d'un émetteur HFutilisant un tube et le codage des données avant transmission était assuré par des mouvements d'horlogerie, des systèmes mécaniques astucieux, légers et assez imprécis (photo ci-contre).

Les performances des RS ont suivi l'évolution de la technologie avec l'apparition dans les années 60 des émetteurs à transistors et dans les années 80 des modules construits à partir de circuits intégrés. Les PIC et autres microcontrôleurs sont maintenant couramment utilisés dans les radiosondes. Les capteurs ont beaucoup évolués pour une meilleure fiabilité, une plus grande précision et un coût très bas. La photo ci-contre montre le capteur barométrique et une partie de la platine de mesure d'une RS92-KL. On peut mesurer le chemin parcouru en comparant la photo précédente avec celle-ci.
Le décodage des mesures, qui nécessitait autrefois de fastidieux calculs, est rapidement effectué par un micro-ordinateur qui transmet ensuite ses résultats par Internet à une base de données mondiale, celle qui nous permet d'effectuer des calculs prévisionnels de trajectoire.