GAREF PARIS

GAREF PARIS

Ballons sondes


Cette activité consiste en la réalisation d’une nacelle comportant un certain nombre d’équipements électroniques, optiques, mécaniques, devant être emportés par ballon stratosphérique.

Cette expérience permet, entre autres, de réaliser des images des territoires survolés à partir d’une caméra embarquée, et reliée à un ensemble d’équipements électroniques. Ces images, simultanément retransmises à des équipements au sol, subissent alors un traitement informatique qui permet de recueillir une multitude d’informations concernant la nature de la végétation, sa composition, sa répartition, son état, son évolution saisonnière, le degré de pollution des cours d’eau...

D'autres paramètres comme la pression, la température ou la localisation spatiale peuvent également être captés et transmis directement au sol pour y être analysés.

Les expériences sont embarquées conjointement avec des expériences du CNES. Elles peuvent également être envoyées lors de campagnes de lancement amateur comme la Campagne nationale de lancement organisée chaque année par le CNES et l'association Planète Sciences sur un camp militaire de l'armée de terre française.

Depuis 1966, les lancements de ballons sondes stratosphériques se sont succédé.


Un ballon-sonde est un aérostat utilisé dans les domaines de la météorologie et de l'astronautique. Il s'agit d'un ballon libre non habité, utilisé pour faire des mesures locales dans l'atmosphère grâce à un certain nombre d'instruments mis à bord dans une nacelle appelée radiosonde, ainsi que d'un réflecteur radar ou d'un système de radiolocalisation pour le suivre et donc déterminer la vitesse des vents. Le ballon-sonde a été inventé par Gustave Hermite en 1892.

Son principal intérêt est de pouvoir atteindre des altitudes d'au moins 35 kilomètres, le record étant de 53 kilomètres, difficile à obtenir avec des moyens plus conventionnels tels que les avions, et à un coût beaucoup moindre que celui d'une fusée-sonde ou d'un satellite.

Un ballon-sonde est constitué d'une chaîne de vol, composée par :

  • le ballon lui-même, tirant le reste de la chaîne ;
  • un parachute dans la plupart des cas, afin de permettre une descente en douceur ;
  • un transpondeur permettant aux contrôleurs aériens de connaître sa position — ou un réflecteur radar pour les ballons les plus simples ;
  • une ou plusieurs nacelles, pouvant souvent se détacher à des phases différentes du vol, si nécessaire chacune avec son parachute et/ou son propre transpondeur. C'est la nacelle (le panier en osier est moins utilisé que la simple boîte) qui contient les expériences.


Ballons "Horus"

De conception assez simple, les ballons sondes "Horus" permettent une initiation à la préparation et au lancement de ballons sondes.

Composé d'une nacelle d'un poids maximum de 2,5 kg, le projet comprend un appareil de photos numérique, une carte électronique de mesures, des capteurs de pression et de température, un calculateur de bord, un récepteur et antenne GPS, et enfin un émetteur de télémesure.

Pouvant atteindre une altitude de plus de 30 000 mètres, ces ballons sont lancés en collaboration du CNES et de l'association Planète Science lors de campagnes de lancement.

Ils sont capables de transmettre au sol en temps réel des données et surtout des images hautes définitions.

À culmination, le ballon éclate et commence une chute en parachute toujours en liaison GPS avec la base pour sa récupération.

  • Juillet 2002 : Horus 1 (lancement, prises de vues et mesures de l'expérience), projet pour lequel le GAREF a reçu l'année suivante le prix EADS/Sodern remis par le jury du prix Gifas (Groupement des Industries Françaises Aéronautiques et Spatiales, ex Usias)
  • Juillet 2004 : Horus 3 (rapport de l'expérience)
  • Juillet 2005 : Horus 4 (lancement et rapport de l'expérience), projet primé la même année au Musée de l'Air et de l'Espace du Bourget lors de la 19ème édition du prix "Espace et Industrie" par le jury du Gifas
  • Juillet 2006 : Horus 5 (lancement et rapport de l'expérience)
  • Juin 2006-avril 2007 : Horus G, projet pour lequel le GAREF a reçu en 2007 le Prix de la conduite de projet et de partenariat
  • Août 2007 : Horus 6


Ballons "Paparazzi"

Avant les projets, des ballons sondes plus complexes ont été réalisés par le GAREF avec les expériences "Paparazzi", qui avaient pour but la localisation et la prise de vue de photographies numériques jusqu'à 18 000 mètres d'altitude.

De taille et de poids plus importants, la nacelle comportait plus de matériel et plus d'électronique à bord.

Durant tout le vol, différentes télémesures ont été transmises en temps réel. Ces dernières ont ensuite été traitées et analysées par les jeunes du club à leur retour sur Paris.

  • 1998 : Paparazzi 1 (détails du lancement)
  • 2001 : Paparazzi 2 (lancement, prises de vues et mesures de l'expérience)


Ballon "TELIDAT"

TELIDAT (TÉLédétection Informatisée à Détecteur À Transfert de charges) reste une expérience inoubliable pour l'équipe du GAREF.

Sur les conseils du CNES, elle s'est orientée vers une expérience de télédétection. C'est ainsi que le projet commença en 1982.

Son intérêt résidait principalement dans les nouveaux procédés employés. En effet, la télédétection se faisait d'habitude par avion à l'aide de clichés photographiques. L'expérience du GAREF, elle, était embarquée à bord d'un ballon stratosphérique et employait des techniques récentes en électronique et informatique.

L'innovation dans la méthode de prise de vue fut obtenue grâce à la réalisation d'une caméra conçue autour d'un capteur CCD (Charge Coupled Device, que l'on peut traduire par système à transfert de charges).

Tout le traitement était entièrement numérique, c'est-à-dire que le signal issu de la caméra était digitalisé, stocké dans une mémoire temporaire, puis retransmis au sol. La réception était réalisée par un calculateur qui enregistrait les résultats et affichait en temps réel les images sur un écran couleur. Par la suite, ces images subissaient un traitement informatique pour faire apparaître les informations désirées. Elles étaient par exemple traitées en fausses couleurs afin de faire ressortir tel paysage en telle couleur et telle autre paysage en telle autre couleur.

Dès 1983, le projet fut scindé en trois différents domaines (électronique, informatique et mécanique) afin d'obtenir une maquette de la mécanique de la nacelle et de la première version du calculateur de bord.

Mi-1983, la nacelle vit le jour avec l'aide des ateliers de France Télécom Cnet (Centre national d'études des télécommunications), et un prototype de la caméra permit d'obtenir les premières images.

La dernière année se succédèrent plusieurs essais techniques, de juillet à septembre 1986.

TELIDAT a pris son envol, après une semaine d'attente pour réunir des conditions météorologiques favorables, à partir du centre de lancement du CNES à Aire-sur-l'Adour (Landes) le 14 septembre 1986.

GAREF PARIS : expérience concluante pour le lancement de TELIDAT 1 (Journal de la Ville de Paris / novembre 1986)


Ballons "Tout-Amb-Ahlon"

  • 12 septembre 1966 : Tout-Amb-Ahlon 1, lancé de La Courtine, qui est le premier ballon sonde conçu par le GAREF et qui a permis de tester des systèmes de télémesures à 72 MHZ également réalisés par le GAREF
  • 5 avril 1968 : Tout-Amb-Ahlon 2, lancé de Mourmelon
  • 3 décembre 1973 : Tout-Amb-Ahlon 3, lancé d'Aire-sur-l'Adour

Le numéro 3 de cette série de ballons sondes a reçu le 31 octobre 1974 le prix national scientifique Philips et, le 31 mai 1975, le prix Usias (Union Syndicale des Industries Aéronautiques et Spatiales, future Gifas).


Les centres de lancement des ballons

Camps militaires de l'armée de terre française

  • le camp du Larzac à Millau, dans le département de l'Aveyron
  • le camp de Mourmelon, dans le département de la Marne
  • le camp de La Courtine, dans le département de la Creuse
  • le camp de Ger, camp du 1er Régiment de Hussards Parachutistes (RHP), près de Tarbes, dans les départements des Pyrénées-Atlantiques et Hautes-Pyrénées

Centres du CNES

  • le centre d'Aire-sur-l'Adour, dans le département des Landes
  • le centre Gap-Tallard, dans le département des Hautes-Alpes
  • le Centre spatial guyanais (CSG) à Kourou, en Guyane

Autres

  • Jussy-Champagne, dans le département du Cher
  • Flixecourt, dans le département de la Somme



Préparation du lancement de Horus 3 en 2004

Le ballon Paparazzi lancé en 2001

Après une semaine d'attente pour réunir des conditions météorologiques favorables, TELIDAT a pu effectuer son vol plafonnant à 26 km d'altitude.