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Ballon sonde

                En 2013, une équipe d’Ensmatique est parvenue avec succès à mettre au point une expérience embarquée dans un ballon stratosphérique dans le cadre du projet proposé par le CNES et Planète Sciences. Cette année, nous sommes cinq Premières Années à relever le défi.                   

 Notre Equipe:

     Chef de projet : Clément Ducourtieux.

     Membres: Amaury Bricout, Bertrand Klein, Clémence Coudournac et Thomas Merveilleux Du Vignaux.

 Notre Expérience:

              - Principe du Projet:

Envoyer une nacelle contenant une expérience de moins de 2,5 kg jusqu’à 40 km d’altitude. 

             - Objectifs et intérêts:

Nous allons réaliser une nacelle dans laquelle nous placerons des spectromètres de manière à mesurer le taux d’ozone dans l’atmosphère. Le lâcher aura lieu depuis la technopôle du Futuroscope et permettra ainsi de recueillir de précieuses informations sur la qualité de l’atmosphère environnante. En effet, l’ozone est présent dans la troposphère, à moins de 10 km d’altitude.  Cet ozone qui interagit avec des composés polluants est nuisible à notre santé. L’ozone stratosphérique quant à lui existe naturellement dans notre atmosphère entre 20 et 40 km d’altitude: c’est la fameuse « couche d’ozone ». Cet ozone est vital car il nous protège des rayons ultraviolets émis par le soleil.

         – Avancement du projet:

En ce début d’année 2013, le projet  ce précise de plus en plus.

Nous avons choisis les capteurs de pression et de température que nous utiliserons et mis au point les montages adaptés aux mesures souhaitées :

Le capteur Motorola MPX2200 pour la mesure de la pression sera intégré dans un montage dit « inversé »,  car la tension de sortie  passe par une valeur maximum à l’altitude la plus élevée. Or, en réalité, la pression est minimale au moment de l’éclatement du ballon d’hélium. Le montage doit permettre d’amplifier cette tension très faible. Le choix des composants a été fait en tenant compte des conditions d’utilisation (température pouvant atteindre -55°C).

Le capteur de température utilisé est une sonde Pt1000 qui permet la mesure de température  très faibles (jusqu’à -60°C).  Ce capteur sera lui aussi associé à un montage constitué de deux amplificateurs opérationnels montés en soustracteur et en amplificateur.

La prochaine étape est la réalisation des circuits imprimés à partir du logiciel kicad.

Nous avons aussi récupéré un tacker GPS.

Du côté de l‘expérience principale,  nous avons commencé réfléchir au moyens techniques qui nous permettront de réalisé un spectromètre d’une précision acceptable, léger et  surtout pouvant être embarqué dans une nacelle. Cependant,  le choix définitif de la mise en œuvre ne pourra  être fait qu’à partir des résultats des tests effectués au sol. En effet, nous allons reconstituer de l’ozone pas électrolyse afin de reproduire une atmosphère pour tester et étalonner  le matériel. Cela permettra entre autre de répondre à quelques questions clés :

-          Comment doit-on précisément placer les composants les uns par rapport aux autres ?

-          Comment  prélever l’air  à analyser ? (système de clapets,  tube percé dans la nacelle …)

-          Quels éléments extérieurs interviennent dans les mesures ?  Et dans quelles proportions ?

-          Quels moyens technologiques pour les prendre en compte ? (élimination de la vapeur d’eau, filtre pour les rayons UV…)