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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 : généralités - Le 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.