Grands comme la tour Eiffel, les ballons stratosphériques du CNES sont assemblés fil par fil au sud de Toulouse. Un travail de haute précision qui rappelle la haute couture, pour des aérostats destinés à la recherche scientifique jusqu'à 40 km d'altitude.
Le Centre national d'études spatiales (CNES) a décidé de montrer l'un de ses plus étonnants ateliers de production. On y découvre comment sont assemblés, fil après fil, les rubans mécaniques qui arment les ballons stratosphériques ouverts, ces aérostats capables d'emporter des instruments scientifiques jusqu'à 40 km d'altitude. Une fabrication minutieuse, qui invite à la découverte.
Comment le CNES fabrique des ballons aussi grands que la tour Eiffel
Sur la photo prise dans l'usine d'Hemeria Airship, que vous pouvez découvrir un peu plus bas, les fils de polyester tout juste déroulés convergent vers un peigne noir où ils se regroupent par sept, formant des torons. Deux rubans naissent ainsi en parallèle, chacun composé de quatre torons. Une fois assemblés, ces derniers seront encapsulés dans un film plastique puis chauffés à environ 200°C pour consolider l'ensemble.
Ces fils, baptisés « fils haute ténacité » et épais de quelques centaines de microns seulement, ont été sélectionnés pour leur équilibre précis entre légèreté et résistance. Ce n'est pas un hasard si chaque ruban en compte 28 dans sa configuration la plus courante. Ce chiffre optimise le ratio entre masse et tenue mécanique, avant que le tout ne soit soudé à l'enveloppe pour former l'armature du ballon. Un rôle majeur, car en vol, ces rubans empêchent l'enveloppe de trop se déformer sous l'effet de la dilatation de l'hélium.
L'enveloppe du ballon, elle, prend forme sur une autre ligne, selon un procédé qui emprunte vraiment à la haute couture. Ouverte pour éviter toute surpression, elle est constituée d'un film polyéthylène transparent d'une finesse extrême, capable de résister à des froids qui dépassent largement ceux des pôles, jusqu'à -60, voire -90°C. Comme des quartiers d'orange, les bandes de film sont soudées entre elles et au ruban mécanique avec une précision absolue. Il faut avoir conscience qu'à la moindre déchirure, la moindre soudure ratée, il faut tout recommencer depuis le début, sur une table de travail qui s'étend, excusez du peu, sur 200 mètres de long.
Cap sur le Brésil pour les prochains lancements des ballons du CNES, 4 000 lâchers au compteur
N'imaginez d'ailleurs pas une montgolfière de fête foraine. Un système BSO (ballon stratosphérique ouvert) complet, avec son enveloppe et sa chaîne de vol, atteint la taille de la tour Eiffel une fois déployé à 40 km d'altitude. Les plus imposants dépassent 100 mètres de haut pour un volume de 900 000 m³, ce qui nécessite pas moins de 30 km de ruban mécanique.
Une fois achevé, le ballon peut emporter jusqu'à 2,8 tonnes d'instruments de mesure et de télescopes, pour des missions courtes, qui peuvent aller de quelques heures à quelques jours. Il y a deux ans, l'un de ces BSO a marqué l'histoire du programme en reliant Kiruna, en Suède, à l'île de Baffin, au Canada. Ce fut une première pour ce type de ballon, doublé d'un record en restant 3 jours et 17 heures dans les airs.
Le CNES est ambitieux, car une base de lancement doit voir le jour à Palmas, au Brésil, en partenariat avec l'agence spatiale brésilienne. Les premiers vols, prévus dès septembre 2027, seront consacrés à l'étude des concentrations de gaz à effet de serre et à l'observation de la convection profonde dans cette région intertropicale.
Mais avant cela, dès l'automne prochain, place à une tout autre famille de ballons avec la campagne Stratéole-2. Ici, changement de philosophie : ces ballons pressurisés, à l'enveloppe fermée cette fois, sont plus petits, emportent des charges plus légères, mais peuvent tenir en vol jusqu'à trois mois. Depuis la base de Mahé, aux Seychelles, 22 exemplaires seront lâchés à partir d'octobre pour évoluer dans la zone équatoriale, avec pour mission d'étudier les vents et de prendre des mesures atmosphériques.
De quoi rappeler l'expertise bien française en la matière. Imaginez que le CNES a déjà réalisé plus de 4 000 lâchers de ballons, pour étudier l'atmosphère, mener des observations astronomiques ou encore tester des composants de satellites dans un environnement proche de l'espace, mais bien moins contraignant à mettre en œuvre. Bon vent !
