Sommaire
- Historique du projet
- Les vols
- Une thermosonde et de l'eau à différentes température (chaude, froide, glacée),
- Un pressiomètre et une cloche à vide pour faire varier la pression,
- Un luxmètre et une lampe de bureau,
- Une boussole
- la température intérieure et extérieure (sonde PT1000)
- la pression atmosphérique (capteur différentiel MPX5100DP)
- la luminosité (photodiode BPW34)
- l'orientation par rapport au Nord magnétique (boussole électronique)
Le projet au fil des semaines
Cette section retrace la chronologie du projet, à rebours.
05/04/2012 : jour J !
Cette journée a été riche en événements : fin de préparation, qualification, lâcher, prises de vue aériennes, récupération, exploitation des prises de vues embarquées
Derniers préparatifs, accueil de Planète-Sciences et du CNES10h : Il est temps de penser à faire la dernière pesée de la nacelle et de procéder à une inspection compléte (Dominique testera même la résistance au retournement en prétextant chercher une vis nylon tombée au fond ;-) )
11h30 : André, Gilles, Romain et Amaury finissent les tests de réception vidéo sans fil et l'installation de l'antenne sur le toit du Spatiobus du CNES arrivé tôt le matin.
Son conducteur et animateur, Philippe Layeb (photo de droite), a reçu toute la matinée des élèves du lycée Algoud par petits groupes afin de leur présenter les activités du CNES et leur expliquer
ce qui allait se passer l'après midi et comment il leur permettrait également depuis la cour de suivre le vol d'USAIN BALL.
Benjamin Pabion (veste bleue sur la photo de gauche), aérotechnicien de Planète-Sciences Rhône-Alpes, le rejoint juste à temps pour une pause déjeuner à l'IUT autour de pizzas (c'est le moment pour promouvoir la raviole ;-) )
Qualification de la nacelle, assemblage de la chaîne de vol
13h : Les lycéens, arrivés à 12h45, ont fini leur casse-croéte. Après avoir écouté les consignes de Benjamin Pabion, un premier groupe d'élèves s'attaque au montage de la chaîne de vol.
Un second groupe d'élèves s'installe et commence à bloguer/Twitter.
Pendant ce temps, Benjamin Pabion procéde à la qualification de la nacelle avec un troisième groupe.
Cette étape importante, qui conditionne le lâcher, consiste à s'assurer du respect du cahier des charges qui est alors vérifié point par point.
Après le stress (photo de gauche), revient la sérénité après le verdict : ça peut voler !
14h : Avant de se déplacer au Lycée Algoud pour le gonflage de l'enveloppe et le lâcher, c'est aussi le moment d'accueillir les collégiens qui viennent de rejoindre l'amphithéâtre et de donner quelques précisions sur la suite des événements.
Gonflage de l'enveloppe, lâcher
14h30 : Le gonflage de l'enveloppe débute, sous la supervision de Benjamin Pabion et Philippe Layeb.
Les 4 bouteilles d'Helium se succéderont sur la bâche où toutes les précautions sont prises pour ne pas risquer de crever le ballon.
14h30 : l'enveloppe, entièrement gonflée, est refermée et le reste de la chaîne de vol y est attaché.
15h05 : USAIN BALL prend son envol
Après avoir téléphoné à l'aéroport de Valence-Chabeuil pour confirmer l'autorisation de décollage, l'enveloppe est prudemment relachée...
Guy Plagias, un pilote valentinois, a spontanément et généreusement proposé de tenter de prendre des clichés aériens du ballon. Il a emmené avec lui Benjamin (pour qui c'était un baptême de l'air en mono-moteur), un des 3 étudiants d'IUT ayant participé à la réalisation du système embarqué.
Il a alors été décidé de synchroniser le lâcher avec l'arrivée de l'avion (au départ de Valence-Chabeuil). Après avoir eu le feu vert de l'aéroport pour le lâcher du ballon , Guy a décollé et a rejoint la zone 5 minutes plus tard. Trompé par un autre avion faisant un tour de la zone, le ballon sera finalement laché un peu avant le survol du lycée par Guy et Benjamin qui se lanceront alors à sa poursuite, pour ramener des clichés exceptionnels en dessous et au dessus de la couche nuageuse ! Parti un peu lentement, surement rabattu par les vents au sol, le ballon sera peu après aspiré par des ascendants rapides. L'avion de Guy ne parviendra pas à monter aussi rapidement et fera la course avec USAIN BALL quelques minutes avant de le laisser partir à l'assaut de la stratosphère.
Guy et Benjamin reviendront peu après dans l'amphithéatre pour témoigner de leur expérience et montrer les photos aux étudiants ébahis !
Récupération
16h30 : Julien, de l'association "Chasseurs de ballon", part à la poursuite d'USAIN BALL.
17h15 (le ballon a éclaté depuis peu) : après le départ des lycéens, André et Sébastien partent également, accompagnés de Benjamin et Matthieu. A bord: un récepteur FM portable, ordinateurs et clés 3G pour se tenir au courant de l'évolution du vol.
18h00 : Le ballon semblant se diriger vers Méaudre (les dernières positions reçues depuis l'IUT annonçaient USAIN BALL à 1000m au dessus du village, sans vent), les IUTiens se sont engagés dans les gorges de la Bourne. Aucun contact n'a pu être établi avec Julien, il n'est pas possible de savoir s'il a pu récupérer le ballon qui est probablement déja retombé. Bruno Gaudin et un autre radio-amateur, partis 15 minutes après les IUTiens suivent la même route.
19h00 : après avoir dû faire un détour de 30km (qui a paru interminable) pour cause de fermeture de la route à 4km de Méaudre (!), les IUTiens arrivent enfin à Méaudre et captent la porteuse radio mais le système embarqué ne semble plus fonctionner puisqu'il n'émet plus de données (et donc pas de position GPS). Un contact téléphonique est établi avec Julien, qui cadrille la zone en faisant des relevés goniométriques. Les mesures de Julien et les dernières positions connues d'USAIN BALL suggèrent comme point de rendez-vous le lieu dit "Les Chaberts", à la sortie de Méaudre en direction d'Autrans. Arrivé le premier, Julien retrouvera sans peine USAIN BALL, posé dans une combe à une centaine de mètres de la route. Les IUTiens le rejoindront quelques minutes plus tard, suivis de Bruno Gaudin. Le système embarqué, qui avait probablement gelé lors de la descente (les chauferettes ayant évité le gel lors de l'ascension), recommence à fonctionner et les IUTiens en profitent pour capturer les derniers messages émis avant de couper les batteries.
04/04/2012 : Intégration, jour 3
L'intégration s'est terminée aujourd'hui ! Les derniers éléments ont été intégrés à l'IUT sous la conduite d'André et Sébastien et avec l'inestimable soutien de Dominique. Les dernières mises au point ont été effectuées, USAIN BALL semblait prêt à prendre son envol...
Romain et Gilles (enseignant-chercheur et doctorant du LCIS) sont venus installer et tester le couple caméra sans fil / antenne rotative, avec l'aide d'André. Les tests se sont bien déroulés et aucune interférence notable avec le système embarqué n'a été remarquée. Si tout va bien donc, les premières minutes du décollage vu du ballon pourraient être suivies depuis l'écran du Spatiobus, la vidéo étant également enregistrée.
Les derniers tests de fonctionnement du système embarqué complet ont été réalisés en intérieur, le mauvais temps ayant contraint USAIN BALL à renoncer à sortir. La météo pour le lâcher devait être plus clémente !
03/04/2012 : Intégration, jour 2
L'intégration s'est poursuivie avec quelques mésaventures : problème de masse sur la carte, modem GSM récalcitrant, bug sur la carte d'acquisition. Finalement, tous les problèmes ont trouvé leur solution (et comme dit le proverbe Shadock : "s'il n'y a pas de solution, c'est qu'il n'y a pas de problème"), et en fin de journée, un test en extérieur avec tous les éléments a pu être réalisé par Sébastien (enseignant-chercheur à l'IUT) et Amaury, un étudiant de 2e année de DUT Informatique venu apporter son aide pour cette dernière semaine décisive.
Afin que les radio-amateurs puissent tester leur chaîne de réception, un enregistrement audio de quelques minutes de la symphonie binaire d'USAIN BALL a été réalisé : un court extrait d'une minute peut-étre écouté ici et les données décodées correspondantes peuvent être téléchargées ici.
02/04/2012 : Intégration, jour 1
Les IUTiens ont débuté avec Sylvain (enseignant des BTS) l'intégration des différents éléments dans la nacelle. Les cartes, caméras et modules de transmission seront fixés sur les parois d'un croisillon amovible pour faciliter les manipulations (photo de gauche).
Le matériel réalisé par les étudiants de BTS (carte d'alimentation et carte d'acquisition) a d'abord subi l'épreuve de la pesée (photo de droite) pour s'assurer que le cahier des charges est bien respecté (440g pour ce qui est du matériel des BTS, environ 2400g en tout pour le moment).
Il a fallu également faire des tests d'intéropérabilité entre les cartes BTS et IUT, et adapter le logiciel sol pour s'adapter au nouveau format de trame. En fin de journée, la majeure partie des éléments était intégrée et un premier test de bon fonctionnement a pu être réalisé. Reste à vérifier le comportement du module GSM et de la carte de contrôle des caméras.
22/03/2012 : Revue de projet !
Bruno Gaudin est revenu vérifier l'état d'avancement du projet, à 15 jours du lâcher. Il lui fallait s'assurer que les mesures embarquées pourraient être prises et exploitées, et que le vol était quasi prêt.
Les collégiens ont à cette occasion livré les deux nacelles qu'ils ont étudiées et fabriquées, et ont également fait un exposé pour expliquer leur démarche
dans le choix des matériaux, de la forme et des techniques d'assemblage.
La première nacelle, cylindrique, semble la plus stable dans le vent (pour éviter la rotation de la nacelle sur
elle-même) comme l'ont confirmé les tests réalisés avec des maquettes de petite taille et des séches-cheveux.
La seconde nacelle est de forme cubique. Toutes les deux sont réalisées en polystyrène extrudé, l'assemblage étant effectué grâce à de la colle acrylique et des vis nylon.
La nacelle cylindrique a une masse de 620g (35cm de diamètre extérieur, 35 cm de hauteur), contre 680g pour la nacelle cubique (32cm d'arête).
08/03/2012 : Etalonnage des capteurs par les lycéens
Après s'étre appropriés le matériel et les documentation réalisés par les étudiants de BTS, les lycéens ont étalonné les capteurs. Pour prendre des mesures de réference, ils avaient à leur disposition :
01/03/2012 : Installation d'une station fixe de réception à l'IUT, tests
Après être allés emprunter dans les locaux de Planète-Sciences Rhône-Alpes à Vaulx-en-Velin la baie de télémesure du CNES qui sera utilisée le jour du vol, les enseignants de l'IUT ont aménagé
un local destiné à la réception des émissions du futur ballon. Cette installatoion sera conservée par la suite pour opérer le suivi d'autres lâchers Planète-Sciences et à écouter les radio-sondes et l'ISS.
Après avoir installé une antenne "maison" sur le toit du bâtiment abritant le local, un test rapide a été réalisé en vue directe à quelques centaines de mètres, puis un test un peu plus
long l'après-midi depuis le rocher ardéchois de Crussol (5 km). Les deux tests ont été concluants et ont permis de valider l'installation qui sera complétée par la suite.
29/02/2012 : Récupération du module GPS d'une radiosonde M2K2
Les étudiants d'IUT ont procédé au démontage d'une radiosonde M2K2 (voir photo ci-dessous à gauche) et à l'isolation du module GPS. Plusieurs centaines de radio-sondes sont lancées par an depuis quelques stations météo
réparties sur le territoire (voir ce lien pour plus d'information sur le radiosondage). Cette radiosonde a été lancée depuis Nîmes et
a été récupérée par un radio-amateur qui en a ensuite fait don aux étudiants.
Le module GPS utilisé pour ces sondes est plus léger et plus performant (il fonctionne jusqu'à 40 km au moins) que celui utilisé dans la précédente édition du projet.
L'idée était donc de démonter la sonde (photo ci-dessous à droite) et d'isoler ce module pour le réutiliser sur le système embarqué. Le résultat final est visible sur la photo ci-dessous en bas. L'ensemble (GPS, antenne et connectique) a une masse de 13g.
09/02/2012 : livraison des modules capteurs par les étudiants de BTS
A partir de la liste (établie par les lycéens) des mesures à effectuer pendant le vol, et des contraintes (conditions climatiques, tensions d'alimentation et de sortie), les étudiants de BTS ont étudié et réalisé des cartes capteurs qu'ils ont venus ensuite présenter sous forme d'exposés aux lycéens, pendant une de leurs séances de travaux pratiques MPS.
Les capteurs ainsi réalisés permettent de mesurer :
Avant de partir, les étudiants de BTS ont expliqué aux lycéens comment alimenter les cartes capteurs et comment mesurer la tension de sortie, et leur ont laissé les précieuses cartes.
Ci-dessous, quelques photos du module d'alimentation/mesure, ainsi que des cartes capteurs pour la luminosité, la température et la pression
03/11/2011 : réunion de lancement du projet
La réunion de lancement a lieu dans la salle polyvalente du lycée Triboulet de Romans, où se sont rassemblés tous les élèves et enseignants participant au projet (soit à peu près une centaine de personnes).
C'est avec plaisir que nous retrouvons cette année Bruno Gaudin, radio-amateur et bénévole de Planète-Sciences Rhône-Alpes avec lequel avions déjà eu l'occasion de travailler par le passé, en tant que suiveur technique du projet.
Endossant sa casquette d'aérotechnicien, il avait procédé au premier lâcher à l'IUT en avril 2008. Il avait également été suiveur de notre projet en 2009 et 2010. Enfin,
en tant que "chasseur de ballons", il avait participé à la récupération des nacelles en 2009, 2010 et 2011.
Après une présentation interactive des activités du CNES et du déroulement du projet, Bruno a interrogé les élèves sur les expériences qu'ils avaient déjà songé embarquer dans la nacelle. Parmi les réponses, ont été citées les mesures de température, pression, hygrométrie, luminosité, et vitesse. Cette liste sera reprise ensuite en cours par les lycéens et se traduira par une "commande" aux étudiants de BTS de capteurs permettant d'effectuer ces mesures.