Ballon dirigeable
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Un ballon dirigeable est un aéronef plus léger que l'air, également appelé aérostat, manœuvrable dans un plan horizontal. Ils se distinguent des autres types de ballons, les montgolfières et ballons à gaz libres qui subissent les vents et ne sont donc manœuvrables que verticalement.
Pour se déplacer, les dirigeables utilisent la propulsion par hélices.
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[modifier] Théorie
Les dirigeables, comme tout ballon, utilisent la loi d'Archimède ou poussée d'Archimède, c'est-à-dire l'utilisation d'une enveloppe souple ou rigide qu'on remplit d'un corps (gaz) dont le poids volumique est tel que la somme des poids du volume occupé par ce corps plus le poids de l'enveloppe plus celui de la charge est inférieur au poids du volume d'air équivalent.
[modifier] Histoire
Dès les premiers ballons en 1783, l'idée de dirigeable est née, le général Jean-Baptiste-Marie Meusnier conçoit un ballon de forme ellipsoïdale, muni d'un gouvernail, mais à l'époque aucun moteur n'existe.
C'est le 24 septembre 1852, qu'Henri Giffard fait un vol de démonstration entre Paris et Trappes à la vitesse de 7 km/h. Il utilise une petite machine à vapeur pour se propulser.
Le premier circuit fermé date du 9 août 1884, Charles Renard et Arthur Krebs font revenir leur dirigeable La France à leur point de départ, un petit voyage de huit kilomètres. Il est propulsé par un moteur électrique de 8 cv.
Le 3 novembre 1897, David Schwartz à Berlin fait s'élever le premier dirigeable entièrement en métal. Le vol se terminera malheureusement par un écrasement au sol.
Le 2 juillet 1900, c'est en Allemagne, sur le lac de Constance, le premier vol du premier dirigeable rigide Zeppelin, le LZ-1.
Alberto Santos-Dumont réalise l'exploit d'un aller-retour en moins de 30 minutes entre Saint-Cloud et la Tour Eiffel (circuit de 11 km) le 19 octobre 1901, avec son dirigeable n° 6. Un prix de 100 000 francs était offert au premier à le réaliser. Il offrit les trois-quarts de la récompense aux pauvres de Paris. Il avait failli se tuer lors d'une tentative précédente.
Le 12 novembre 1902, le premier dirigeable semi-rigide des frères Lebaudy, conçu par l'ingénieur Henri Julliot, fait le trajet Paris - Moisson, soit 62 km en 1h40.
C'est la première guerre mondiale et le comte Zeppelin qui vont vraiment marquer l'essor du dirigeable. Durant les 4 années de guerre, les dirigeables construits vont devenir de plus en plus gros, allant jusqu'à dépasser les 200 mètres de longueur.
En 1918, 2 Zeppelin bombardent la ville de Londres.
Dans les années 1920 et 1930, Allemands, Américains, Français, Italiens et Anglais se lancent dans la construction d'engins de taille spectaculaire qui servent le prestige national. Ils ont surtout une vocation de transport de passagers au long cours mais les américains les testent pour des usages militaire dont celui de porte-avions (2 avions arrimés sous l'appareil)
Mais plusieurs catastrophes vont marquer l'histoire des dirigeables entre les 2 guerres. Ces catastrophes sont essentiellement dues au fait que le dirigeable est trop sensible aux mauvaises conditions climatiques (vent, pluie, neige, givre, foudre) et que le gaz utilisé, l'hydrogène, est hautement inflammable.
En 1928, le dirigeable "Italia", second engin de Nobile s'abîme sur la route du pôle, probablement à cause de la glace accumulée sur le ballon et la surcharge qui a suivi. Les opérations pour le sauvetage des aérostiers italiens seront tragiques, Amundsen et Guilbaud y laisseront la vie.
Le 5 octobre 1930, le dirigeable anglais R-101, parti de Londres, s'écrase pendant son voyage inaugural vers Bombay sur les collines de Picardie, à proximité de Beauvais. L'accident a lieu de nuit et par mauvais temps mais la cause réelle de l'accident reste inconnue. 48 personnes trouvent la mort et le Royaume Uni interdira l'usage de l'hydrogène pour les ballons.
L'Allemagne reste le seul pays avec des dirigeables à usage commercial. Ils sont principalement utilisés pour des traversées de l'Atlantique mais ces dernières ne se font que d'avril à octobre pour éviter le mauvais temps hivernal et les tempêtes de l'Atlantique nord.
Le 6 mai 1937, le dirigeable allemand Hindenburg, gonflé à l'hydrogène (200 000 m³ de gaz inflammable), prend feu à l'aéroport de Lakehurst, non loin de New York. Cet accident a fait 35 victimes (parmi 97 personnes à bord) et mit fin aux dirigeables commerciaux.
Devenu inutile pendant la Seconde Guerre mondiale, ils vont être détrônés à la fin de celle-ci par l'aviation qui a connu des progrès techniques décisifs permettant les premiers vols transatlantiques commerciaux dès les années 50.
Des projets de dirigeables commerciaux vont renaître avec la crise pétrolière mais sans jamais aboutir. La société Zeppelin renaît bien mais avec quelques modèles limités à un usage de promenade, de publicité visuelle ou de surveillance. Ils ne sont utilisables que par beau temps ce qui limite beaucoup leur possibilité.
Une société allemande, Cargo Lifter, pour le transport de marchandise encombrante sur longue distance, est lancée en Allemagne avec le soutien de grands groupes industriels d'outre-Rhin à la fin des années 90 mais sans succès et doit arrêter ses activités dès 2003.
[modifier] Quel avenir pour le dirigeable ?
Le dirigeable est un moyen de transport qui a toujours suscité beaucoup d'engouement et d'études mais sans jamais réellement aboutir. Ses détracteurs font remarquer que son seul intérêt est de faire rêver ou pire fantasmer. L'histoire leur donne raison puisque les grandes heures du dirigeable l'ont été sous le régime nazi qui s'en servait comme un instrument de propagande interne et externe, cette masse énorme survolant les villes marquant les esprits. Le développement de ces engins dans les années 20 et 30 répondait plus à une compétition entre nations qu'à des facteurs strictement économiques.
Une fois réglé le problème de l'inflammation de l'hydrogène avec l'utilisation de l'hélium (mais gaz beaucoup plus cher à produire), le volume en déplacement reste le principal défaut du dirigeable. Il le rend particulièrement sensible aux vicissitudes du climat (vent, pluie, neige, givre, grêlons, foudre), beaucoup plus que les avions modernes.
Son économie ou écologie est aussi remise en cause. La traînée que provoque son immense ballon et la résistance à l'air nécessitent pour son déplacement une consommation importante d'énergie. Il a ainsi été calculé que par passager transporté, l'Hindenburg consommait 10 fois plus de carburant qu'un Boeing 747 actuel.
Les partisans répondent que les progrès technologiques favorisent aussi le dirigeable : nouveaux matériaux pour la structure limitant la déperdition d'hélium, plus grande résistance à la déchirure, textile empêchant l'accumulation de glace ou de neige, facteurs d'accidents dans le passé, meilleur profilage du ballon pour diminuer la résistance à l'air, etc.
Mais cela n'ayant pu être démontré économiquement, l'avantage reste pour l'instant aux plus lourds que l'air.
Il faut noter qu'une entreprise allemande a tenté de produire des dirigeables (Cargo Lifter) de grandes envergure, les nouvelles technologies permettant une très grande force de portée, ces dirigeables étaient destinés au transport de matériel ou au transport de troupe, l'entreprise a fermé, pour cause de mauvaise gestion. Cet épisode est intéressant car il souligne l'extraordinaire potentiel du ballon dirigeable dans le contexte des nouveaux gaz et nouveaux matériaux (exemple : matériaux auto-rebouchants).
[modifier] Caractéristiques
Les qualités du dirigeable sont :
- Un mode de transport économique (meilleur rapport masse transporté / coût kilométrique après le transport fluvial). Mais cet avantage est discuté par ses détracteurs ;
- Il peut transporter de très lourdes charges ;
- Les défaillances des moteurs sont moins critiques que pour un avion ;
- Les dirigeables modernes peuvent atterrir pratiquement n'importe où ;
- Ils ont une capacité de rester en l'air très longtemps et de manière silencieuse par beau temps.
Ses défauts sont :
- Une forte prise au vent du fait d'un volume conséquent, ce qui le rend très vulnérable par mauvais temps ou lors rafales de vent ;
- Un risque de surcharge due à la neige ou au givre ;
- Une faible manœuvrabilité ;
- Un rapport encombrement / volume de charge utile très défavorable ;
- Une altitude maximum réduite.
Il utilise plusieurs types d'enveloppe :
- Souple ;
- Semi-rigide ;
- Rigide ;
- Rigide lenticulaire.
- Auto-rebouchant.
Il emploie comme gaz :
- L'hydrogène, très léger, bon marché, mais sujet aux fuites et très inflammable, ce qui fut la causes d'accidents spectaculaires, (désormais interdit pour un utilisation commerciale ou de loisir) ;
- L'hélium, plus coûteux, mais plus sûr, est le plus couramment employé de nos jours ;
- L'air chaud, proportionnellement très peu porteur par rapport à l'hélium, mais avec encore moins de risques et facile à produire.
[modifier] Motorisation
Tous types de moteurs couplé à une hélice ont été essayés sur les dirigeables.
Généralement, on installe un nombre pair de moteurs, afin de ne pas subir le couple de giration des hélices et des moteurs.
De nos jours, le moteur électrique a la vedette, plus encore avec les dirigeables à coques rigides qu'on peut facilement doter de panneaux solaires.
[modifier] Voir aussi
[modifier] Liens internes
[modifier] Liens externes
- Voir un schéma détaillé d'un dirigeable
- Les dirigeables sur le site Techno-science.net
- Plusieurs vues de dirigeables construit dans les établissements aérostatiques de Chalais-Meudon
- Dendronautics
- Phodia: Photographie Aérienne et Publicitée par ballon captif (HELIUM)
- La Ballonine de Liwentaal
- BLUEphotographie - Photographie Aérienne par ballon captif à hélium
- SANTOS-DUMONT n. 6
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