CHAPITRE IX

PRATIQUE RATIOMNELLE d’unE ASCE?JSI0M LIBRE

Des différents genres d’ascensions. — Ascensions en hauteur. — Ascensions de durée ou de distance. — Premier principe : le ballon sera plein au départ. — Deuxième principe : faible rupture d’équilibre initiale. — Troisième principe : enrayer tout mouvement de descente. — Quatrième principe : ne pas s’opposer aux mouvements ascensionnels. — Diagrammes représentatifs. — Lest total projeté. — Réserve de lest. — Lest disponible à chaque instant.

Des différents genres d’ascensions. — Les

principes que nous venons d’énoncer dans l’étude statique et dynamique des mouvements d’un aérostat permettent d’établir enfin les règles qui doivent servir à la conduite rationnelle d’une ascension.

Il s’agit ici, hien entendu, d’un ballon ordinaire, dépourvu par conséquent d’aucun organe particulier destiné à combattre l’instabilité verticale; d’un ballon, en un mot , qui sera flasque aussitôt que le gaz se contractera, soit par suite d’un refroidissement, soit par suite d’un changement d’altitude.

Il importe, à la vérité, de bien déterminer tout d’abord le but que l’aéronaute poursuit dès le moment où il quitte le sol.

Pendant longtemps, en effet, il semble qu’on n’ait vu dans l’aérostation qu’une nouvelle sorte de sport empruntant à la fantaisie ses seules règles de conduite. Les voyages aériens, entrepris le plus souvent sans but défini, étaient menés au gré des caprices changeants du pilote et de ses passagers. On montait pour voir ce qui se passait au-dessus des nuages; on se laissait choir, simplement pour raser le sol un moment de plus près et embrasser plus aisément le merveilleux spectacle qui se déroule sous les pieds des aéronautes.

Si le voyage aérien est une simple excursion de sportsman, une telle manière de faire se justifie, car c’est encore poursuivre un but bien défini que de chercher uniquement à satisfaire sa fantaisie. Mais l’aérostation peut prétendre à mieux, et les études actuelles ont préparé une ère d’utilisation pratique et rationnelle des aérostats. Il est juste de reconnaître que l’essor de l’aérostation l’a conduite dans des voies nouvelles : un ballon ne s’élève plus pour le seul et frivole amusement de la foule, et nos pilotes possèdent une maîtrise qui leur permet de faire un peu ce qu’ils veulent de cet indocile instrument.

Les ascensions peuvent se classer en deux catégories principales, suivant qu’on cherche à gagner les hautes régions de l’atmosphère ou à parcourir une grande distance horizontale et à atteindre un point du sol éloigné de la station du départ.

Dans le premier cas, il s’agit à\iscensioiis en hauteur; dans le second, d'ascensions de distance, ou de durée, ce qui revient au même, ]uiisque, emporté par le vent, le ballon ne va loin que s’il parvient à se maintenir longtemps en l’ain.

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Ascensions en hauteur. — L’ascension en liauleur est favorable à un départ prestigieux. Il n’y a pas à ménager de lest, et l’on peut partir avec une rupture d’équilibre considérable. Il n’est même pas nécessaire que le ballon soit complètement gonflé au départ^ puisque sa rupture d’équilibre initiale se maintiendra constante jusqu’à ce qu’il soit plein, grâce à la dilatation régulière du gaz qu’il contient.

La conduite d’une ascension en hauteur est relativement facile, puisqu’il s’agit simplement de toujours monter, sans jamais laisser la rupture d’équilibre s’éteindre et devenir négative. 11 faut jeter du lest en temps opportun, et la seule difficulté consiste à régler ces jets de lest de manière à monter lentement, sûivant les nécessités des observations qui sont d’ordinaire le but de ces voyages dans les hautes régions, et aussi pour ménager l’organisme bumaiv. , qui s’accommode mal des changements trop brusques de pression.'

Ascensions de durée et de distance. — Toute autre est l’ascension dont le but est de maintenir le ballon en l’air aussi longtemps que possible. Rien ne sert alors de s’élever rapidement à une grande hauteur. Nous verrons, au contraire, qu’il importe de partir d’abord avec le ballon plein, c’est-à-dire pourvu de toute sa force ascensionnelle, et de ne dépenser cette force ascensionnelle qu’avec parcimonie, peu à peu, sous forme de projections de lest, et seulement lorsqu’il s’agit d’enrayer un mouvement de descente.

Ces considérations, aussi bien que l’étude détaillée des circonstances du mouvement des aérostats, permettent d’énoncer quelques principes dont il importe

de ne point s’écarter dans la conduite d’une ascension.

1er Principe. — Le ballon doit être plein an départ. On répète souvent, il est vrai, que puisqu’un ballon plein ne saurait monter sans cracher du gaz, jusqu’à ce qu’il ait atteint sa zone d’équilibre, il serait plus naturel et plus économique à la fois de ne renfermer dans son enveloppe, au départ, que juste la quantité de gaz qui le remplira après dilatation, au moment même où il arrivera sur sa zone d’équilibre.

Il semble ainsi que deux ballons qui partent ensemble du sol, l’un flasque, l’autre entièrement gonflé, peuvent se retrouver à une certaine hauteur, dans des conditions identiques, avec une seule différence que l’on a économisé pour l’un tout le gaz que l’autre a été forcé de perdre. Mais, en réalité, les conditions sont loin d’être identiques, comme on va le voir.

Examinons les choses de plus près, en effet. Voilà deux ballons lestés près du sol et gonflés par le gaz à des volumes différents V et V'. Leurs forces ascensionnelles totales sont proportionnelles à ces volumes. Le poids mort étant le même pour les deux aérostats, il est évident que celui qui contient un volume de gaz plus considérable pourra enlever un poids de lest plus considérable aussi ; la différence entre les deux poids de lest sera sensiblement (V — V')x\ en appelant A la force ascensionnelle du gaz.

Si donc on part en jetant la même quantité de lest pour rompre l’équilibre, le ballon plein emporte plus de lest que le ballon flasque, et se trouvera avec cette quantité de lest plus grande sur la même zone d’équi-

PRATIQUE RATIONNELLE D’UNE ASCENSION LIBRE IGS

libre que ce dernier ballon. Or nous avons dit que la durée du voyage est intimement liée à la quantité de lest disponible, on voit qu’il y a là un sérieux avantage en faveur du ballon plein.

Est-ce le seul? Non ; car un ballon plein a le mérite d’être bien dans la main de son pilote, qui peut, par une rupture d’équilibre très faible, choisir sa première zone de route aussi bas qu’il le désire, ce qui est avantageux, comme nous allons le voir.

Le ballon flasque, au contraire, est instable, et sous la moindre rupture d’équilibre il montera, nous l’avons dit, jusqu’au delà du point où le gaz dilaté le remplit complètement. Or, pour qu’il y ait avantage à ne pas le gonfler entièrement au départ, il faut admettre qu’il existe une différence sérieuse entre les volumes V et V' : la zone où la dilatation aura comblé cet écart est donc assez élevée et sera atteinte du premier coup. Il sera par conséquent impossible de maintenir le ballon à des altitudes inférieures, pour n’approcher que graduellement du point culminant après lequel l’ascension peut être regardée comme pratiquement terminée.

2® Principe. — Il faut partir avec une rupture d'équilibre très faible. Il résulte , en eflet, de ce qui précède, qu’oji doit retarder le plus possible le moment où l’on atteindra les plus hautes altitudes où le lest est épuisé et où l’ascension est virtuellement finie.

Si l’on pouvait maintenir le ballon sur une zone d’équilibre déterminée, ce principe n’aurait que peu d’importance ; mais le pilote n’est pas le maître de fixer sa zone de navigation ; il n’est en équilibre que sur une zone définie et qui se relève à mesure

LA TE'^IINfQUE DU BALLON

qu’il jette du lest, ce qui peut s’énoncer en disant :

Après tout mouvement descendant ayant occasionné une projection de lest, le ballon, en remontant, ira trouver une zone d'équilibre plus élevée que la précédente.

L’ascension sera donc une série de bonds de plus en plus élevés, et se terminera par l’impossibilité de monter plus haut, lorsqu’on aura épuisé tout le lest dont on peut disposer pour la manœuvre.

La trajectoire moyenne peut être représentée par une ligne inclinée. L’ascension est virtuellement terminée quand cette ligne inclinée atteint l’altitude maximum déterminée par le délestage possible.

On a donc intérêt, pour aller loin, à faire partir cette trajectoire inclinée du point le plus bas possible, grâce à üne faible rupture d’équilibre au départ, et à la tenir aussi près de l’horizon qu’on le peut, ce qui dépend de la manœuvre judicieuse et opportune du lest.

11 semble qu’on peut fixer â 4 ou 5oo mètres la première zone d’équilibre et de navigation, hauteur suffisante, avec un ballon de capacité moyenne, pour éviter les obstacles et pour qu’on ait le temps de parer par la manœuvre aux velléités de descente.

3e Principe. — Enrayer tout mouvement de descente aussitôt que possible. On sait, en efiet, que le ballon devenu flasque descendrait alors jusqu’à terre. 11 importe, en outre, d’arrêter le mouvement sans laisser à la vitesse le temps de s’accélérer et de ne jeter que la quantité de lest strictement nécessaire, afin de ne pas remonter trop haut quand le mouvement de descente est fini.

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Celte dernière recommandation revient à dire qu’il faut que la trajectoire moyenne soit le plus inclinée possible sur l’horizon. Si nous la représentons par OP, l’altitude MP = 7

qui termine l’ascension étant fournie par la table donnée précédemment d’après la formule du délestage, et qui permet de déterminer y en fonction de la quantité de lest disponible^ on voit que le chemin parcouru est :

OM = y cotga.

Ce chemin parcouru augmente donc lorsque oc diminue. Le diagramme (fig. i8) permet, en même temps, de se rendre compte de l’importance qu’il y a à choisir une première zone d’équilibre très basse; car, pour deux ballons partant avec des ruptures d’équilibre différentes et capables de leur faire atteindre tout d’abord des hauteurs de 5oo ou de looo mètres, par exemple, alors même qu’ils manœuvreraient aussi bien l’im que l’autre par la suite, les chemins parcourus seraient respectivement :

AM = (y — ,5oo) cotg a ,

BM = (}' — I ooo) cotg CL ; d’où BM — AM = 5oo cotg a.

4® Principe. — Ne pas s’opposer aux tendances ascensionnelles. On ne pourrait le faire qu’en lâchant

du gaz par une manœuvre de la soupape. Mais cet organe n’est pas disposé de manière à permettre d’évaluer exactement les quantités expulsées. Il est, par suite, impossible de limiter ces pertes au strict nécessaire, et l’on peut dire qu’un aéronaute qui commence à toucher à la soupape ne saurait se maintenir longtemps en l’air. Ces mouvements ascendants, d’ailleurs, s’enrayent assez rapidement d’eux-mêmes, comme nous l’avons indiqué.

Ce principe de ne toucher à la soupape que pour les manœuvres finales de l’atterrissage est sanctionné par la pratique journalière des pilotes expérimentés.

Diagrammes représentatifs* — Le trajet suivi par un aérostat peut donner lieu à deux courbes représentatives.

L’une est le diagramme horaire , qui s’obtient en portant les temps en abscisses et les altitudes atteintes en ordonnées.

C’est la courbe qui se déduit immédiatement des mesures barométriques qu’il serait bon de relever^ de cinq minutes en cinq minutes.

D’autre part, si l’on a soin de relater sur le journal de marche les moments du passage au-dessus de points bien déterminés du sol (villes ou villages , traversée de cours d’eau, croisées de routes, etc.), on a les éléments d’une seconde courbe représentative qui est le diagramme géographiqae. L’axe des x représente le développement de la trajectoire réelle jnojetée sur le sol, obtenu au moyen de mesures sur la carte. Les ordonnées sont encore les altitudes au-dessus des points remarquables que l’on a identifiés. C’est, en quelque

Fig. 19.

Diagramme horaire de l’ascension du ballon le Ilong-Hoa , ballon de 540 mètres cubes gonflé à l’hydrogène (du 29 juin 1886). Aéronautes : MM. Espitai.ueh, capitaine; Duté - Poitevin , aéronaute civil.

Poids du lest emporté : — Poids du lest dépensé : 125*'?. — Poids du lest à l’atterrissage : 10*^». — Durée de l’ascen-

sion : 8 heures. — ^ Chemin narcouril : 170*^'“. — Vitesse mnvenne • 91km ô l’heure. — T-Tantenr rnavimnin • 9fi7U"' — Fiennrt

sorte, le profil en long dn voyage que l’on peut ainsi comparer au profil en long du terrain.

Si l’ascension est bien conduite, le diagramme horaire doit présenter une succession assez régulière d’oscillations sur la verticale. Les points culminants qui marquent les zones successives d’équilibre se trouvent à peu près sur une droite faiblement inclinée sur l’horizon.

Il est bien évident, d’ailleurs, que certains phénomènes météorologiques suffisent à rompre la parfaite régularité de l’ascension, et sont accusés sur le diagramme, où il est bon d’en mentionner la cause.

Nous donnons ci- avant (fig. 19) un exemple d’ascension conduite d’après ces principes. On y remarque précisément une descente très accentuée à i h. 5o', due à l’influence persistante d’un nuage ; la projection continue d’une grande quantité de lest réussit*seule à l’arrêter, mais cette perte de lest occasionna un bond vertical portant l’aérostat à l’altitude de 2 4oo mètres. L’examen du tableau des ruptures d’équilibre donné précédemment indique que la perte de lest qui a été réalisée dans la descente, et qui a occasionné le relèvement subséquent de la zone d’équilibre , de i 800 à 2400, a dû être d’environ 3o k., ce qui est vérifié par le journal de l’ascension.

La figure 20 se rapporte à la remarquable ascension effectuée, le 9 octobre i9oo, par le comte II. deLaVaulx, et qui lui a valu la coupe de l’Aéronautique. Parti de Paris, le ballon est resté 35 h. 45' en l’air, et a atterri près de Kiev, en Russie, après un parcours de i925 kilomètres sans escales.

Le diagramme altimétrique indique, nettement accusée, l’influence alourdissante du crépuscule.

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Fig. 20. — Ascension du comte H. de La Vaulx (9 oct. 1900}.

On peut résumer dans le tableau graphique suivant les données relatives au lest. Nous avons supposé un

ballon de 5/|0 m’ gonflé à l’hydrogène et enlevant au départ 200 k. de lest. Le graphique comprend les trois courbes suivantes :

1" Lest projeté depuis le départ. — Pour les

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différentes altitudes atteintes, cette courbe est donnée par les chiffres du tableau du délestage (cliap. VI).

2"* Réserve de lest. — Cette réserve se compose de deux parties : a) la réserve d’atterrissage /' = lo k. pour un ballon de 5 à 6oo m% et

b) la réserve de descente donnée par la formule

où II est exprimé en kilomètres. Pour V = 54o m^, on aura donc :

/-[-/'=io+ioH=:: io(H + i).

La courbe rej^résentative est une ligne droite.

3^ Lest disponible à chaque instant. — Cette courbe est évidemment complémentaire de celle du lest projeté.

Les courbes i et 3 se coupent en un point A qui correspond au moment où la quantité de lest encore disponible est précisément égale à celle qu’on a jetée. En un mot, on a disposé déjà à ce moment de la moitié de son lest. La figure montre que cette circonstance se produit à i 5oo mètres d’altitude.

La courbe du lest total disponible coupe la courbe du lest de réserve en un point B. Ce point correspond évidemment à l’instant où le lest disponible est égal au lest de réserve ; c’est le moment où l’on ne doit plus s’opposer à un mouvement de descente que pour l’amortir. Le voyage est pratiquement fini.

Le graphique montre que le ballon, parti avec

200 k. de lest, sera alors à 2680 mètres; on aura consommé 170 k. de lest, et il en restera 3o k. pour amortir la descente et choisir son point d’atterrissage. En s’arrêtant plus tôt, on arriverait à terre avec un excès de lest mesuré par la différence des ordonnées des courbes 2 et 3. En allant plus loin, on manquerait, en arrivant au sol , d’une quantité de lest mesurée aussi par cette différence , et l’on risquerait de l’atteindre avec une vitesse trop grande'.

^ Le graphique donné ci-dessus suppose à chaque instant les mêmes circonstances atmosphériques qu'au déi)art.

Si , le départ s’efîectuant aux heures fraîches du matin , par exemple, l’ascension parvient à son point culminant au moment le plus chaud de la journée, il est clair que le ballon montera plus haut que ne l'indiquerait, d'après le graphique, le poids de lest emporté : c’est ce qui se présente pour l’ascension dont nous avons donné le diagramme lioraire (Êig. 19) : avec 135'' de lest emporté, on aurait dû parvenir à une hauteur maximum de 2 000”»,. tandis qu’on est monté à 2 600'“.