Une fois leur tâche accomplie, les instruments envoyés par ballon-sonde dans la haute atmosphère pour recueillir des données météorologiques sont souvent perdus. Des étudiants de l’EPFL ont planché sur un système permettant de les retrouver plus facilement.

Chaque jour, des dizaines de ballons-sondes météorologiques sont lâchés dans l’atmosphère, a indiqué mardi l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) dans un communiqué.

Destinés à mesurer la température, la pression, l’humidité et la direction des vents à différentes altitudes, les instruments retombent ensuite sur Terre. La plupart du temps, ce matériel sophistiqué est perdu à jamais.

Cinq étudiants en section de l’environnement et en physique à l’EPFL ont décidé de s’attaquer à ce problème. Pour leur travail de bachelor, ils ont travaillé sur un système permettant d’influencer la trajectoire de la sonde dans sa descente afin de pouvoir la récupérer plus facilement et de la réutiliser. Une invention qu’ils ont pu tester ce printemps lors d’un vol d'essai depuis l’un des toits de la haute école.

Ballon d'hélium

Pour ralentir leur chute et éviter les dégâts éventuels d’un impact au sol, les sondes sont traditionnellement équipées d’un petit parachute. Celui-ci se déploie une fois l’altitude maximale atteinte et après l’éclatement de l’énorme ballon rempli d’hélium qui transporte les instruments en haute altitude. Selon les cas, ils peuvent monter jusqu’à une trentaine de kilomètres.

L’idée-phare des étudiants est d’ajouter un mécanisme permettant de contrôler l’ouverture et la rétractation du parachute. "Le but est d’optimiser la prise au vent pour diriger les instruments vers les courants qui les rapprocheront d’une position où ils pourront ensuite être retrouvés plus facilement", explique Hugo Cruz, étudiant en Sciences et ingénierie de l'environnement, cité dans le communiqué.

"Il s’agit notamment d’éviter que la sonde ne se retrouve coincée dans les rochers d’une montagne, immergée au fond d’un lac ou perdue dans tout autre endroit inaccessible", ajoute Lorenzo Donadio, qui suit le même cursus.

Système automatisé

Le système entièrement automatisé repose sur un code informatique mis au point par les étudiants. Dès le début de la descente, il enclenche un petit moteur qui sert à tendre et distendre les fils du parachute selon qu’il s’agit d’ouvrir ou de refermer la toile et donc d’accélérer ou de ralentir la chute.

Ces manœuvres permettent par exemple de faire prendre à la sonde une autre direction en empruntant un nouveau courant. Elles sont déclenchées de manière indépendante sur la base des informations météo du moment ainsi que des indications fournies par le GPS, qui sont actualisées toutes les 30 secondes en fonction d’un point de référence. Un traceur indique ensuite la position exacte de l’impact.

Il était impératif que le parachute puisse résister à des conditions météo de tous genres et à des vents potentiellement violents. Pour être facilement redirigé en situation de chute libre, l’appareil devrait être le plus léger possible, conditionnant et limitant ainsi drastiquement le choix des instruments et des matériaux.

Vol d'essai

Lors du vol d'essai réalisé ce printemps, la sonde s’est élevée comme prévu jusqu’à une altitude d’environ 10'000 mètres au-dessus du lac Léman. Elle a ensuite pu être récupérée dans un champ des hauts de Lausanne, sur la commune d’Epalinges (VD).

Si le mécanisme de traction et de rétractation des fils a bien fonctionné, la trop faible puissance du microcontrôleur n’a toutefois pas permis d’enregistrer toutes les données nécessaires. Un nouveau lâché devrait avoir lieu en septembre avec des instruments plus fiables et un ballon plus grand.

ats