...et de température

La capacité de portance d'une montgolfière dépend de la température ambiante à l'altitude de vol. L'atmospère 'standard' à une température de 15 degrées Celsius au niveau de la mer, et environ 8 à 9 degrées à une altitude de 1000 m (la ligne rouge dans le bulletin météo à droite), ce qui correspond à une hauteur entre 200 et 300 m au-dessus du plateau des Combrailles. Dans l'atmosphère standard, la température baisse environ 7 degrées Celsius par kilomètre d'altitude.

Un calcul de charge en fonction de la température indiquée par les services météo fait obligatoirement partie des préparations par le pilote. Pour ça, notre pilote prend les prévisions pour 1000 mètres (ou 300 par rapport au sol). Jusqu'a 15 degrées à cette altitude (qui correspond à environ 22 degrées C au niveau de la mer, alors assez chaude pour le matin à l'aube), un vol avec deux passagers de taille moyenne ou trois personnes très légères est possible. Pour chaque degrée Celcius de plus, notre ballon peut porter environ 10 kg de moins - alors s'il fait 20 C à 1000 m, on doit réduire le poids par environ 50 kilos - si non on abime la toile du ballon. Une température trop élevée à l'altitude de vol prévu par rapport à la charge peut être une raison pour annuler un vol et de le reporter à une journée moins chaude. En période caniculaire, ça peut même arriver avec deux passagers.

À la fin de sa vie une montgolfière est beaucoup moins étanche et peut consommer jusqu'à 2 fois plus de gaz par heure qu'un ballon neuf. Si la toile est neuve ou a été refait comme neuve, on peut alors voler avec moins de carburant à bord (alors plus légère), tout en gardant une durée de vol normale et une marge de sécurité correcte. Et si les passagers sont des 'plumes', ça rend des vols possibles dans des conditions plus chaudes que d'habitude. Le pilote doit alors prendre en compte la température en altitude, le poids des passagers et de lui-même, la condition du ballon, la charge de carburant minimum nécessaire pour fair un vol de durée correcte, et ensuite calculer la 'masse maximum au décollage' et la marge de poids.

Inversions

Ce qui complique encore plus les choses sont les 'inversions de température'. Dans un atmosphère standard, la température baisse d'environ 6 à 7 degrées par mille mètres d'altitude. Alors si il fait 15 degrées au sol, on prévoit une température d'environ 13 degrées à 300 m d'hauteur. Mais si cet effet s'inverse, le sol (et l'air juste au-dessus) se refroidit plus vite pendant la nuit que l'air en altitude: le châleur traine souvent à quelques centaines de mètres. On décolle, en pensant que tout va bien, c'est bien frais au sol le matin, et on constate qu'on doit chauffer beaucoup trop son ballon une fois dans l'air, en montant au-dessus de la plus basse couche. C'est un phénomène très fréquent dans notre zone des Combrailles et sur les volcans d'Auvergne - la faculté de météorologie/climatologie de 'l'université Blaise Pascal à Clermont-Ferrand à même posé des capteurs d'altitude et de température sur le train touristique qui monte sur le Puy-de-Dôme pour mieux analyser les inversions.
Il faut alors trouver des données sur la température prévue en altitude et les éventuelles inversions chez des services météo professionnelles, pour éviter de surcharger son ballon.

Voici quelques diagrammes d'exemple:

Ce diagramme 'Stueve' (nommé pour son inventeur), qui simule un sondage comme avec un ballon instrumenté, montre la température avec l'altitude (la ligne rouge), la temperature de rosée (ligne bleue), et le vent (ligne verte pour la vitesse et les flèches pour la direction). La zone jaune est l'inversion: la température ne diminue pas avec l'altitude mais elle reste constante ou monte (dans ce cas la zone sera coloré en rouge). On voit que le lundi matin le 10 août 2020 à 8 h (locale), la température à 1000 m est d'environ 24 degrées Celsius, identique à la température au sol local (la ligne horizontale 'surface'). Un inversion légère alors ; il y a des matins quand la température a 1000 m est 5 degrées plus élévée qu'au sol, et on le sent vraiment dans le ballon - on enlève la veste en altitude et on le remet en descendant dans la basse couche encore froide...

Ensuite on met ces données dans un petit programme de calcul de charge fait en tableur, en utilisant des données habituelles pour les passagers (150 kg le couple) et le carburant (3 cylindres). Le tableur calcule alors la marge de poids disponible à 1000 m par rapport à la mer (300 m sol environ, dans les Combrailles). Le résultat : on sera 86 kilos trop lourde !
Alors, malgré des conditions avec un ciel bleu et bien dans les marges pour le vent, en regardant ce diagramme la veille du vol, on appelle les passagers et les équipiers pour annuler le vol.

Bien sûr si les passagers sont beaucoup plus légères que la moyenne, et on enlève un réservoir de carburant, on arrive encore à faire des vols dans des conditions relativement chaudes - deux filles folles qui ensemble ne pèsent que 130 kg, ça marche encore s'il fait 20 degrées à mille mètres... Et c'est pour cette raison que nous avons introduit ce genre d'aventures qui comprisent des limites de poids et une fête d'après-vol encore plus ludique que l'habitude.

Les photos sur cettes pages ont été prises par des membres de l'équipe du Ballon Bleu. (c) Le Ballon Bleu.