Intrigante, cette installation sur laquelle de longs filaments courent et finissent assemblés par groupes de 7. Serait-ce un métier à tisser ? La confection d’une harpe ? Rien de tout cela, il est ici question d’espace ! Enfin, pas tout à fait d’espace : de vols vers la stratosphère, quelque 40 km au-dessus de nos têtes. Nous sommes dans l’usine d’Hemeria Airship, qui produit des ballons stratosphériques ouverts (BSO) développés par le CNES.
L’image s’attarde sur l’une des étapes de la confection de ces aérostats utilisés pour transporter des expériences scientifiques dans la haute atmosphère. Il s’agit de la mise en place de fibres de polyester en vue de confectionner des rubans mécaniques qui consolideront l’enveloppe du ballon. Les fils, tout juste déroulés de leur bobine, cheminent vers le peigne noir en bas de la photo où ils sont regroupés par 7 sous forme de torons.
Cette opération est longue et méticuleuse. La machine que nous voyons fabrique en parallèle deux rubans, comportant chacun quatre torons. Il y a donc deux fois vingt-huit fils, positionnés un par un. Ensuite, les torons seront encapsulés dans un film plastique et chauffés à environ 200°C pour finaliser les rubans.
- Responsable des matériaux d’enveloppe ballons au CNES
Légèreté et résistance
Comme on peut s’en douter, ces fils en apparence banals sont très techniques, appelés « fils haute ténacité ». Epais de quelques centaines de microns, ils ont été choisis pour leur légèreté et leur grande résistance. D’ailleurs, ce n’est pas par hasard si chaque ruban en compte 28 dans la configuration la plus utilisée. Ce nombre a été déterminé pour optimiser le ratio masse/tenue mécanique de l’ensemble du ruban. Soudés à l’enveloppe, ces rubans mécaniques forment l’armature du ballon. Pendant le vol, tandis que l’enveloppe du ballon rempli à l’hélium se déforme sous l’effet de la dilation du gaz, ils empêchent une trop grande déformation de l’enveloppe.
L’enveloppe, justement, est confectionnée sur une autre ligne de production, selon un procédé qui a tout de la haute couture. Comme son nom l’indique, sur un ballon stratosphérique ouvert, elle n’est pas fermée, ce qui permet de ne pas avoir de surpression. Constituée de film polyéthylène transparent d’une finesse extrême, sa qualité doit être suffisante pour résister aux froids plus que polaires de la haute altitude, à -60, voire -90°C. Un peu comme des quartiers d’orange, les bandes de film sont soudées entre elles et avec le ruban mécanique pour donner sa forme au ballon. Ces opérations demandent d’infinies précautions pour ne pas endommager le film. Pas question de le déformer, de le trouer ou de rater la soudure, au risque de devoir tout recommencer depuis le début.
Une difficulté de taille vient encore compliquer ces opérations… Précisément, la taille des aérostats. N’imaginons pas l’une de ces montgolfières que l’on voit couramment dériver dans le ciel : avec les systèmes BSO complet (enveloppe et chaîne de vol), on parle plutôt d’un objet de la dimension de la tour Eiffel qui se déplacerait à 40 km d’altitude. Les ballons stratosphériques atteignent, pour les plus gros, un volume de 900 000 m3 et dépassent 100 m de haut. Ce qui nécessite de confectionner 30 km de ruban mécanique ! La dimension de la table sur laquelle les opérateurs travaillent, 200 m de long, donne une idée de l’immensité de l’ouvrage.
Vol transatlantique
Une fois terminé, le ballon pourra emporter ses nacelles, avec ses charges utiles, jusqu’à 2,8 tonnes d’instruments de mesure et autres télescopes, pour mener des expériences scientifiques. Les missions des BSO sont courtes, de quelques heures à quelques jours. Cela n’a pas empêché l’un d’entre eux, il y a 2 ans, de réaliser le premier vol transatlantique d’un ballon de ce type, entre Kiruna, en Suède, et l’île de Baffin (Nunavut) au Canada. Par la même occasion, en restant 3 jours et 17 heures dans les airs, ce ballon avait battu le record de la durée de vol.
Pour la prochaine étape majeure des BSO, le CNES mettra le cap au Sud, avec la construction d’une base de lancement sur le site de Palmas, au Brésil en partenariat avec l’agence spatiale brésilienne. Les premiers lâchers devraient avoir lieu en septembre 2027 avec des vols consacrés à l’étude des concentrations de gaz à effet de serre et à la convection profonde dans la région intertropicale.
D’ici là, dès l’automne prochain, le coup d’envoi de la nouvelle campagne Stratéole-2 mettra à l’honneur une autre catégorie de ballons. Il s’agira de ballons pressurisés stratosphériques, dont l’enveloppe est fermée, et qui peuvent rester en vol jusqu’à 3 mois. Ils sont aussi beaucoup plus petits que les BSO et emportent des charges beaucoup plus légères. À partir du mois d’octobre, 22 ballons seront lâchés depuis la base de Mahé, aux Seychelles. Ils évolueront dans la zone équatoriale avec la mission d’étudier les vents et de prendre des mesures atmosphériques. Cette nouvelle campagne vient rappeler l’expertise française dans ce domaine. À ce jour, le CNES a réalisé plus de 4 000 lâchers de ballons pour des missions d’étude de l’atmosphère, d’astronomie, et même pour tester des composants de satellites dans un environnement proche, mais moins contraignant que l’espace. Bon vent !
