 mini ballon solaire ou plus grand, fabrication à la porter de tous
15/3/2009
Pour les interesser, cette définition provient de wikipedia, I C I
Ballon solaire
Le ballon solaire est un aérostat semblable à la montgolfière sauf qu'il n'utilise pas de brûleur, ni aucune autre source de chaleur exceptée celle fournie par le soleil. Comme les autres aérostats, le ballon solaire est en sustentation grâce à la poussée d'Archimède
GénéralitésLe ballon solaire est le plus souvent construit et utilisé par des amateurs. Les objectifs d'un vol de ballon solaire sont très variés.Cela peut aller du simple plaisir de le voir voler, jusqu'à l'expérience embarquée avec radio-transmission des données et suivi du ballon par GPS,en passant par la traditionnelle photographie aérienne. Certaines personnes utilisent même leur ballon pour s'élever dans les airs.
Avantages du ballon solaireIl y a plusieurs avantages à construire un ballon solaire, parmi eux : - le coût, il n'est pas nécessaire d'avoir un brûleur ni d'utiliser du gaz
- le poids, l'absence de brûleur permet de diminuer la masse de la charge utile
- la mise en évidence des possibilités d'utilisation de l'énergie solaire
Inconvénients du ballon solaireUn tel dispositif a ses inconvénients : - nécessite des conditions météorologiques favorables (pas ou peu de nuages, température ambiante pas trop élevée)
- un vol doit être fait de jour (présence de soleil) et pour cette raison il a une durée déterminée (inconvénient dans le cas d'un dispositif destiné à voler plusieurs jours).
Dimensions d'un ballon solaireLes dimensions d'un ballon solaire dépendent de l'utilisation à laquelle il est destiné. On cherche en général à transporter à une charge utile de masse définie. Pour soulever cette masse, il faut que le volume du ballon soit suffisamment important. Pour trouver ce volume minimal, on applique la formule de la poussée d'Archimède.Il faut se fonder sur une différence de masses volumiques entre l'air à l'intérieur du ballon et l'air ambiant. Si il fait 20°C de plus dans le ballon qu'à l'extérieur, alors la différence de masses volumiques sera d'environ 80g/m³.
Types de vol avec un ballon solaireLe vol d'aérostats est soumis à la législation. Renseignez-vous avant d'effectuer un vol (habité ou non). On distingue deux types de vol : - le vol captif, le ballon est attaché au sol par une corde solide reliée à une masse suffisamment importante pour retenir le ballon
- le vol libre, le ballon n'est pas retenu. Sa trajectoire est soumise aux conditions environnementales
Un vol en ballon solaire peut être habité ou non. Dans le cas d'un vol habité toutes les précautions doivent être mise en œuvre pour un déroulement sans encombre.
Gonflage du ballon Tout dépend de la taille du ballon, voici quelques techniques de gonflage : - Gonflage manuel : se mettre devant l'ouverture du ballon, maintenir le bas de l'ouverture contre le sol avec les genoux et tenir le haut de l'ouverture avec les mains. Faire entrer de l'air dans le ballon en secouant vivement les mains de haut en bas. Ainsi de l'air entre dans le ballon et le gonfle.
- Avec un ventilateur, il suffit de mettre le ventilateur dans l'ouverture du ballon et de le gonfler.
Une fois le ballon gonflé, il faut attendre qu'il se réchauffe suffisamment pour s'envoler.
Réchauffement de l'air du ballon solaireL'air du ballon est réchauffé par les rayonnements du soleil. L'enveloppe du ballon est un film fin de polyéthylène noir qui capte la chaleur des rayonnements solaire ce qui a pour effet de réchauffer l'air dans le ballon.
Composition du ballon solaireUn ballon solaire est relativement simple, c'est pour cela que la construction d'un modèle de taille raisonnable est à la portée de toute personne motivée.
L'enveloppe du ballon solaireL'enveloppe du ballon doit impérativement être noire afin de capter la chaleur des rayonnements solaires. On utilise un film de polyéthylène d'une épaisseur de 15 à 20 microns. Une épaisseur de 30 microns ou plus donne à l'enveloppe une masse trop grande pour avoir des performances satisfaisantes. Pour des ballons de taille modeste, des sacs poubelles noirs sont souvent utilisés (attention à leur épaisseur). Pour de plus gros ballons, on utilise une large bobine de film polyéthylène afin delimiter la quantité de raccordements à faire entre les panneaux qui constituent les lés[1] (bandes). Il existe différentes techniques de raccordements des panneaux plus ou moins résistantes : - raccordement par ruban adhésif (attention à la qualité du ruban), cela augmente le coût et la masse du ballon
- par thermosoudure, peu coûteux mais plus difficile à maîtriser. Une mauvaise thermosoudure peut mener à la déchirure de l'enveloppe. Divers appareils peuvent être utilisés (fer à souder, sèche-cheveux, coupe-corde, ...)
La charge utile du ballon solaireLa principale caractéristique de la charge utile est se masse. Son contenu dépendra de ce que l'utilisateur souhaite faire. Les dispositifs suivants sont souvent embarqués : - appareil photo ou caméra (souvent numérique)
- capteurs de pression et de température
- émetteur/récepteur radio
- récepteur GPS
Il est possible d'imaginer toute sorte d'expérience embarquée à bord du ballon solaire. Mais pensez toujours à la sécurité et la réglementation.
Tags : fabrication solaire mini grand mini Ballon polyethylene
Catégorie : Solaire - jeux et jouet
1/1/1970
Matériel nécessaire pour la fabrication du mini ballon solaire:
- un rouleau de 20 sacs poubelles noirs de 100 litres avec liens de fermeture.
- un mètre dépliant,
- une paire de ciseaux,
- un couteau ordinaire avec bout rond et finement dentelé
- un rouleau de scotch 19 mm x 33 m,
- un stylo-styck correcteur blanc,
- une règle de 1,5 m (un manche à balai suffit...)
- une "nacelle" : pot de yaourt,
- un salon !
Temps de fabrication du mini ballon solaire:
3 à 6 heures à 2 personnes.
Pour une personne seule, c'est difficile et à plus de 2 personnes, les autres ne donnent que des conseils inutiles !
Procédure :
Le modèle de ballon en photo comporte 6 fuseaux et a un diamètre d'environ 1,7m.
Mais il vaut mieux réaliser un ballon avec 8 fuseaux (environ 2,25m de diamètre) : le ballon sera plus grand et lèvera une charge plus importante !
0 - Faire de la place dans le salon !
1 - Dérouler et empiler 16 sacs en alignant bien la partie soudée au bas des sacs.
Si vous êtes seul, immobiliser les sacs entre eux à l'aide de pinces à linge.
2 - Couper à environ 2 cm du bas des sacs pour supprimer la soudure. Enlever les pinces.
3 - Prendre les sacs l'un après l'autre et couper avec le couteau un pli sur toute la longueur.
4 - Déplier en enlevant le lien (à conserver). On obtient des feuillets rectangulaires d'environ 185 cm X 88 cm. Ces dimensions peuvent varier selon la marque des sacs.
5 - Fabrication du demi-ballon inférieur : Superposer 8 feuillets avec le maximum de précision.
Si vous êtes seul, immobiliser les feuillets entre eux à l'aide de pinces à linge.
6 - Replier le paquet de 8 feuillets en 2 dans le sens de la longueur.
7 - Faire une marque à 20 cm du pli (à 15 cm pour un miniballon de 8 fuseaux) avec le stylo-styck correcteur blanc (voir schéma), puis tracer avec la règle le trait de coupe.
8 - Couper avec la paire de ciseaux suivant le tracé. Enlever les pinces.
9 - Déplier le tas de feuillets.
10 - Assemblage au scotch : Mettre côte à côte 2 feuillets avec la partie étroite du même côté. Assembler au scotch sur toute la longueur. Une personne aligne les 2 feuillets avec un léger recouvrement, l'autre déroule le scotch et le lisse.
Si vous êtes seul, il faudra réaliser ces deux opérations simultanément, ce qui implique de progresser tout doucement en déroulant le scotch (Attention, le film plastique se froisse facilement).
11 - Répéter cette opération 7 fois au total en enroulant les feuillets au fur et à mesure.
12 - Fabrication du demi-ballon supérieur: Répéter les opérations 5 à 11 avec les 8 feuillets restants et enrespectant le tracé (voir schéma). L'assemblage au scotch est un peuplus difficile du fait du tracé brisé.
13 - Assemblage du ballon : Mettre côte à côte le demi-ballon supérieur et le demi-ballon inférieur avec un léger recouvrement (les faces avec scotch doivent correspondre). Assembler au scotch.
Attention, il faut faire léger, alors pas d'excès avec le scotch !
14 - Fermer le ballon en scotchant de haut en bas (toujours la bande adhésive sur la même face que les autres scotchs).Commencer par le haut et avec un léger recouvrement.
15 - Fignoler le haut du ballon pour qu'il n'y ai pas de fuite !
16 - Renforcer le bas du ballon avec une bande de scotch placée à 5 mm du bord.
17 - Retourner le ballon comme une chaussette pour que les adhésifs se retrouvent à l'intérieur (l'adhésif à l'extérieur ce n'est pas très esthétique ! et il y a un ramollissement beaucoup plus important de la pellicule adhésive quand elle est directement exposée au rayonnement solaire).
18 - Scotcher les 8 liens sur le plastique noir au bas du ballon (ne pas appliquer du scotch sur du scotch : ça adhère mal et ça glisse à chaud). Longueur à scotcher : environ 6 cm. Bien lisser les bandes adhésives.
19 - Scotcher les 8 liens sur le pot de yaourt.
20 - Votre miniballon est terminé.
  Tags : solaire Fabrication utilisation miniballon mini ballon
Catégorie : Non spécifié
1/1/1970
 
Matériel nécessaire pour le mini ballon solaire:
* 1 piquet de 2 m de long,
* 1m de bande de chantier rouge et blanche,
* adhésif, ciseaux, ficelle pour les dernières retouches,
* des petits cailloux pour le lest (à moins que vous ayez autre chose à envoyer en l'air !),
* un rouleau de ficelle très fine : ficelle de boucher.
Remarque : Votre miniballon a été assemblé avec du scotch. Cette méthode a un inconvénient : la pellicule d'adhésif du scotch se ramollit quand la température à l'intérieur du ballon atteint 40 à 45°C. Donc il y a un risque de décollement des fuseaux entre eux. Ce risque est très réduit si vous faites vos essais tôt le matin ou bien en période froide....
Mise en oeuvre :
Pour mettre en oeuvre le ballon, il est nécessaire de :
* choisir le jour et l'heure : beau temps ensoleillé (pas de nuages ou seulement de légers cirrus), pas de vent ou bien, avec un vent faible, pouvoir se mettre à l'abri d'un mur ou d'une façade de bâtiment, tôt le matin (à partir de 10/11h la convection thermique provoque des déplacements de la masse d'air).
# réaliser une manche à air avec un piquet de 2 m de long et un morceau de 50 cm de bande de chantier rouge et blanche. Placer la manche à air à distance.
# étaler le ballon sur le sol, le bas du ballon du côté du vent.
# gonfler le ballon : plusieurs techniques : - avec un ventilateur, c'est rapide, - avec vos bras ! ça se fait sans problème pour un miniballon: asseyez-vous au sol face à l'ouverture du ballon. Avec vos genoux, vous appuyer sur l'enveloppe qui est au contact du sol. Avec vos mains, prenez le dessus de l'enveloppe et faites lui faire des mouvements de montée, descente qui font pénétrer l'air dans le ballon.
# très vite, le soleil va réchauffer l'air à l'intérieur du ballon et l'enveloppe va commencer à se lever. Le ballon finira de se gonfler tout seul en l'air.
# charger la nacelle : si la nacelle n'est pas chargée, le ballon risque de se retourner et de se vider de son air chaud !. Plus la nacelle sera chargée plus sa vitesse d'ascension sera lente et plus son altitude maximale sera basse.
# attacher la ficelle au bas du pot de yaourt pour garder le ballon captif.
# au bout de 5 à 10 mn, le ballon est capable de soulever sa charge utile.
# évaluer le vent (force et direction) ; évaluer les risques : ballon entraîné vers des lignes électriques, des bâtiments ou des cheminées...
# laisser monter le ballon en vol captif avec une ficelle très longue (la notre fait 200m !) ou effectuer un lâcher de ballon.
Technique de dégonflage du mini ballon solaire:
Le plus simple est de faire effectuer un demi-tour au ballon afin que le sommet se retrouve près du sol et la bouche en l'air. L'air chaud va alors s'évacuer par le haut. Finir d'évacuer l'air à la main. Ranger le ballon dans un grand sac sans le tasser ! 
Tags : solaire Fabrication utilisation miniballon mini ballon
Catégorie : Non spécifié
1/1/1970
Adhésif :
* ruban adhésif scotch transparent, de largeur 19 mm, en rouleaux de 33 m environ. Ce ruban adhésif convient pour les miniballons. Ne pas utiliser les rubans adhésifs de premier prix ou ceux dits "recollable" (le ruban se déchire fréquemment ou colle mal). Fournisseurs : papeteries, etc. (1,7 à 3 €)
* un dérouleur pour rouleau adhésif (ça facilite la pose de l'adhésif) (environ 8 euros).
Polyéthylène noir
* - en rouleau de 20 sacs poubelles noirs de 100 litres avec liens de fermeture : seulement pour les miniballons...
TRÈS IMPORTANT ! Il faut du plastique noir très fin : 15 microns !
ce qui correspond à un masse de 15 gr par m²
Les marques HANDY BAG, APTA ne conviennent pas : plastique de 30 microns et plus !
Choisir des rouleaux de 20 sacs de 100 litres bas de gamme.
Exemples :
o IPSO Presto.com : Sacs poubelles noirs pas cher : 110 L : H. 108 x Ø 45,6 cm - épaisseur 17 µ : 2,49 euros les 25 sacs (publicité gratuite !)
o Intermarché - rouleaux sans marque fabriqués par la société BARBIER : épaisseur 15 microns (1,3 € environ),
o La Foir'Fouille : sacs sans marque, avec un écureuil imprimé sur l'emballage,
o Cora & Casino (sous la marque Cockpit), Auchan (sous la marque Emballsac) - sacs fabriqués par SCHWEITZER - 198, impasse Clément Ader - 54710 Ludres (tel. 03.83.97.16.00).
Cordelette et ficelle :
pour un lâcher de ballon libre non habité : n'utiliser que de la ficelle rayonne alimentaire 23 kgf dite "ficelle de boucher"; longueur 188 m - magasin de bricolage, quincaillerie (2,3 € environ)
pour maintenir en vol captif un ballon libre non habité (petit ballon) : cordelette de 2 mm de diamètre (nylon, tresse polyamide ou tresse polypropylène 8 fuseaux) - longueur 100m (7 € environ)
Note : Quand vous avez besoin d'une longueur de cordelette précise, tenir compte de 2 caractéristiques :
* un pré-étirement est nécessaire (attacher à un point fixe, tirer progressivement plusieurs fois).
Cela produit un allongement définitif de 0,5% à 0,6%.
* la cordelette est dynamique : elle s'allonge en fonction de la traction puis reprend sa longueur initiale quand il n'y a plus de charge. Pour une traction de 50 N, l'allongement normal et réversible est de 1,2% à 1,6%.
Tags : solaire Fabrication utilisation miniballon mini ballon
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