Simulation numérique et expérimentale du comportement ...

I. Cadre général de l'étudeICADRE GENERAL DE L'ETUDECe chapitre est consacré à la description des activités du CNES dans le domaine des ballonsstratosphériques. Plusieurs types de ballons sont utilisés, en fonction des missions à réaliser.Nous présentons uniquement les ballons pressurisés qui font l'objet de notre étude, les typesde mission pour lesquelles ils sont conçus ainsi que leur principe de vol qui permet decomprendre la problématique de cette étude.I.1 Généralités sur les ballonsL'histoire des ballons a commencé le 4 juin 1783 avec l'ascension du premier aérostat à airchaud suivi, le 27 août de la même année, du lancement du premier ballon à hydrogène. Ilfaudra attendre le début des années soixante pour qu'apparaissent sur le marché des filmsplastiques comme le polyéthylène ou le polyester de faible épaisseur en grandes dimensions.Dès lors, il devint possible de fabriquer des ballons de grandes dimensions, donnant naissanceà l'activité ballon stratosphérique dans le monde.Depuis plus de 40 ans, le CNES est maître d’œuvre d’un programme de ballons scientifiquesqui est le plus important au monde après celui des Etats-Unis. Plus de 3000 ballons ont étélâchés depuis environ 30 sites en France et à l’étranger. La France a ainsi acquis unecompétence reconnue dans la conception, la fabrication et le lâcher de ballons pourl’exploration de la stratosphère. Les besoins de la communauté scientifique en matièred’aéronomie, d’aérologie, d’astronomie, d’astrophysique de géophysique ou de biologieaugmentent sans cesse au cours des années. Les ballons stratosphériques sont une réponseadaptée et économique à ces besoins. Pour l'étude du climat et de l'environnement, le ballon,en tant que traceur, permet l'étude de la dynamique de l'atmosphère. Immergé dans le milieu ilpermet également d'analyser sa composition chimique. Utilisé conjointement avec lessatellites et les avions, il est un des moyens complémentaires à mettre en œuvre pour étudierl'évolution du climat. Il a déjà largement contribué à analyser le trou de la couche d'ozone.Les essais de rentrée dans l'atmosphère de sondes d'exploration planétaires ou de véhicules detransport spatial ont été réalisés sous ballon. Le ballon, en tant que seul véhicule porteurséjournant dans la stratosphère, peut servir de moyen d'essai et de validation d'instruments(télédétection, écoutes radioélectriques, tests de cellules solaires). Il subit moins decontraintes mécaniques et thermiques qu'une mission satellite, les expériences y sont doncsoumises à des règles de conception moins sévères et sa mise en œuvre s’en trouve simplifiée.13