Fonctionnement d'une montgolfière

 

Comment vole une montgolfière :
le principe d'air froid et d'air chaud

L'air est composé de particules invisibles appelées molécules. Quand l'air est froid, les molécules se rapprochent. Quand l'air est chaud, les molécules s'agitent et s'éloignent les unes des autres. Contenu dans un même volume, le nombre de molécules d'air chaud est plus petit que le nombre de molécules d'air froid. Ainsi, on peut conclure que l'air chaud est plus léger que l'air froid.

Pour faire voler une montgolfière, il faut réchauffer les molécules de l'air contenu dans l'enveloppe à l'aide d'un brûleur au gaz propane. L'air dans le ballon est plus léger que l'air de l'atmosphère, permettant ainsi à la montgolfière de s'élever. Pour faire atterrir la montgolfière, on laisse refroidir l'air dans le ballon. On peut aussi ouvrir la soupape située dans le haut du ballon, de cette façon, l'air chaud s'échappe et fait place à l'air froid dans l'enveloppe. Cette masse d'air devient donc plus lourde et la montgolfière peut amorcer sa descente.

L'enveloppe : le ballon de la montgolfière

L'enveloppe de la montgolfière est faite d'un nylon particulier. Malgré sa grande légèreté, ce matériau est très résistant. On pourrait le comparer à une toile de tente ou de parachute. Une montgolfière moyenne contient un volume de 2 550 mètres cubes d'air, l'équivalent de sept maisons unifamiliales. La hauteur totale de l'enveloppe peut dépasser 35 mètres, l'équivalent d'un édifice de 10 étages, et son poids total peut atteindre 250 kilos (550 livres).

Le gonflement de l'enveloppe se fait à l'aide d'un énorme ventilateur placé devant la bouche du ballon. Généralement, quatre personnes sont requises pour cette étape. Deux personnes tiennent la bouche de l'enveloppe ouverte afin de faciliter le gonflement. Une troisième personne est placée à l'autre extrémité du ballon et tient une corde attachée à la couronne afin d'étirer l'enveloppe. La quatrième personne manipule le ventilateur. Quatre à six minutes peuvent s'écouler entre le début du gonflement à froid et le moment où le ballon se redresse.

La nacelle de la montgolfière

Les nacelles sont traditionnellement faites d'osier. Entièrement tressée à la main, la nacelle allie la légèreté, la rigidité et la souplesse de l'osier afin d'amortir le choc de l'atterrissage. Une nacelle moyenne peut accueillir un pilote et trois passagers. Certaines montgolfières dont le volume d'air contenu dans l'enveloppe est plus élevé peuvent contenir jusqu'à 36 personnes. Les instruments de navigation, essentiels au bon déroulement du vol, se retrouvent également à l'intérieur de la nacelle. Ces derniers mesurent l'altitude (altimètre), la vitesse d'ascension (le variomètre) et la température à l'intérieur de l'enveloppe (le pyromètre).

 

Le brûleur pour réchauffer l'air contenu dans le ballon

Situé au-dessus de la nacelle, à l'embouchure du ballon, le brûleur réchauffe l'air contenu dans l'enveloppe permettant ainsi l'ascension de la montgolfière. On utilise du propane contenu sous pression dans des bonbonnes attachées dans la nacelle. La consommation de propane par le brûleur est d'environ 40 litres à l'heure, ce qui procure environ 15 millions de BTU. À titre de comparaison, votre barbecue dégage 40 mille BTU en une heure. Pour une heure de vol, une montgolfière dégage 375 fois plus d'énergie!

La flamme émise par le brûleur peut atteindre 6 mètres (18 pieds) de hauteur. En général, la montgolfière transporte suffisamment de carburant pour deux heures de vol. Des facteurs comme la température de l'air ambiant, le poids contenu dans la nacelle et la précarité du site d'atterrissage peuvent jouer sur la durée du vol.

Le décollage : larguez les amarres!

Une fois le ballon redressé, le pilote fait monter les passagers à bord de la nacelle pour vérifier la pesée du ballon. La pesée consiste à trouver le point où la nacelle ne touche plus le sol sans toutefois s'envoler : la montgolfière est alors en équilibre. Lorsque le pilote juge que le décollage peut s'effectuer, il indique à ses équipiers son intention et détache le câble qui le retient le ballon au sol... L'ascension commence.

Se laisser transporter au gré du vent

Une montgolfière est aussi rapide et aussi lente que le vent. Comme elle n'est pas munie d'un dispositif de propulsion, sa vitesse est entièrement déterminée par celle du vent. Elle va là où le vent la pousse. Cependant, il est possible de modifier légèrement la direction du vol puisque les vents soufflent dans des directions et à des vitesses qui varient selon l'altitude. En changeant d'altitude, un pilote possède donc une marge de manœuvre pour diriger le ballon.

La plupart des vols se font à une altitude variant entre 300 et 500 mètres. Toutefois, une montgolfière peut voler beaucoup plus bas ou beaucoup plus haut (jusqu'à 3000 mètres sans équipement spécialisé).

L'atterrissage en douceur

Lorsque le temps d'atterrir approche, le pilote repère deux ou trois endroits où se poser (champs non cultivé, prairie sans bétail). Il donne à nouveau les consignes à ses passagers et prend le soin de bien ranger l'équipement dans la nacelle. Il s'assure qu'aucun obstacle n'entrave sa trajectoire, tels des fils électriques, des arbres ou des installations agricoles. Puis, il commence l'approche finale. La plupart des atterrissages se font en douceur. Une fois la montgolfière posée, l'équipe de poursuite rejoint le pilote afin de procéder à la récupération du ballon. Et puis, c'est la fin de cette magnifique aventure...