| (0) |
|
Voir aussi : Vol
d'une radiosonde - L'écoute
des radiosondes - Le radiosondage - Le parachute
- Les enveloppes de ballons-sondes
-
Les radiosondes ne servent pas uniquement à
mesurer les vents ou la température et l'humidité
de l'air jusqu'à plus de trente kilomètres de hauteur
pour les besoins de la météorologie. Il n'est pas
rare qu'une banale radiosonde comme la M10 soit associée
à une nacelle renfermant une expérience scientifique
comme simple auxiliaire de positionnement dans l'espace grâce
à son récepteur GPS embarqué. Cela ne l'empêche
pas de mesurer et de transmettre les données relatives
à l'état de l'atmosphère, bien sûr.
Dans la région d'Orléans, en octobre
2016, une équipe de chercheurs du LSCE et du LMD ont lâché
toute une série de radiosondes qui ont été
entendues et décodées dans une grande partie de
la France. Ces M10 participaient à une série de
mesures à l'aide d'un dispositif particulièrement
astucieux. Ces travaux sont effectués dans le cadre d'ICOS
(voir note [1])
L'expérience
On n'en est plus à l'époque où
Louis Paul CAILLETET [2] proposait un système automatique
emporté par un ballon-sonde pour aller prélever
de l'air dans la stratosphère. Une bouteille de verre soigneusement
vidée de son air était ouverte à une certaine
altitude puis refermée grâce à un robinet
dont le fonctionnement était souvent perturbé par
le froid stratosphérique.
Aujourd'hui l'équipe composée de chercheurs
du LSCE (Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement)
et du LMD (Laboratoire de Météorologie Dynamique)
utilise un appareil très particulier qui effectue un prélévement
d'air en continu, depuis le sol jusqu'à plus de
30000m mais, à la place d'un bocal en verre, le réservoir
a une forme très originale : celle d'un tube en acier de
70 mètres de longueur.
En fait le tube est composé de deux parties : une
première section de diamètre 8mm et d'une longueur
de 23m et une seconde d'une diamètre de 4mm et de 46m de
long. Les deux sections sont mises bout-à-bout à
l'aide d'un raccord en laiton. La masse totale de la nacelle ne
dépasse pas 3 kg car l'épaisseur des tubes est de
0,1mm. Le volume d'air recueilli est de l'ordre de 1,6 litre.
Ce tube est bouché à une extrémité
et fermé par une vanne à l'autre ; il est enroulé
sur une bobine, ce qui explique la forme annulaire de la charge
utile. Pendant tout le vol, la vanne est ouverte, ainsi, pendant
la montée, le gaz contenu dans le tube s'échappe
et on peut considérer que ce dernier est vide au sommet
de la trajectoire. Lors de la descente sous parachute, l'air va
pénétrer à nouveau progressivement dans le
tube, poussé par la pression atmosphérique. Au fond
du tube on trouvera donc un résidu du gaz initial, puis
l'air des plus hautes couches et, près de la vanne (fermée
automatiquement en arrivant au sol), sera conservé l'air
que respirera l'équipe de récupération de
l'appareil.
Le volume d'air ainsi récupéré
(1,6 dm3) a tout d'une "carotte" comme celles obtenues
par les géologues en forant le sol. Le terme employé
par ces spécialistes de l'atmosphère est d'ailleurs
celui de carotte (AirCore, voir [3]). Le petit diamètre
du tube limite les mouvements des molécules et l'air constituant
la carotte peut être considérée comme figé
si le temps qui sépare le moment du prélèvement
de celui de l'analyse est relativement court. Pour l'équipe
du LSCE-LMD ce sont les gaz à effet de serre qui sont intéressants
: dioxyde de carbone, méthane et bien sûr vapeur
d'eau. L'échantillon est traité ensuite par un analyseur
qui fournit le profil de l'atmosphère traversée
par la sonde avec la teneur de chacun des gaz. Ces mesures permettront,
entre autres, de valider celles obtenues depuis l'espace par les
satellites comme OCO-2 [4].
|
|
|
|
| Le tube de prélévement. (Photo : LSCE-LMD) | Le petit boîtier de couleur rose-orangé contient le système de mesure de la température par thermistances à différents niveaux du tube. (Photo : F6GVH) |
La chaîne de vol