Projet Ballon Sonde La rotation de la nacelle Flora Taburet, Ninon Bodin, Sylvain Guinard, Marine Guittier, & Hélène Heuveline.

Sommaire Présentation de notre projet Liste du matériel utilisé Avant l’envoi de la nacelle : Présentation de notre projet Liste du matériel utilisé Schéma du montage Explication du montage Courbe d’étalonnage Interprétation Photos du montage Après l’envoi de la nacelle : Interprétation de la courbe en 5 parties Conclusion du projet

Présentation de notre projet Nous avons choisi d’analyser la rotation de la nacelle pour savoir quand le ballon éclatera. Nous nous demandions également si ce mouvement pouvait varier en fonction de l’altitude et ainsi déterminer le changement de couches. Après réflexion, nous avons décidé d’abandonner l’étude de ce deuxième paramètre, celui-ci étant trop difficile à déterminer. Nous nous sommes donc concentré sur le sens de rotation de la nacelle pour observer les changements pendant l’ascension et la chute de celle-ci.

Liste du matériel à utiliser Pour réaliser notre montage nous avons utilisé : Deux photorésistances : disponibles dans la salle de MPI, nous avons décidé de les utiliser car elles fonctionnaient bien, cela nous a permis de commencer tôt la réalisation du montage puisque nous n’avions pas à attendre l’achat du matériel. Deux dominos Cinq fils -Deux rouleaux en carton entourés de scotch qui nous serviront à protéger les photorésistances, puisqu’un trou sera fait dans la nacelle afin que la lumière du soleil les atteigne directement.

Schéma du montage Phr2 Phr1 Nous faisons l’acquisition sur la première photorésistance. Nous l’appellerons Phr1 et la deuxième photorésistance Phr2.

Explication du montage Nous avons décidé de placer les deux photorésistances à 90° l’une de l’autre. Si nous les avions placé côte à côte nous n’aurions pas observé de variations, à l’opposé nous aurions pu déterminer que la nacelle tournait mais nous n’aurions pas trouvé le sens. Nous avons protégé les résistances avec deux rouleaux de carton entourés de scotch pour créer un puit de lumière sur chaque résistance, nos valeurs sont ainsi plus tranchées.

Courbe d’étalonnage

Interprétation On a fait l’acquisition toute les ½ secondes sur un temps de 5secondes. Jusqu'à la deuxième seconde, la nacelle fait un tour dans le sens des aiguilles d’une montre. Puis de la seconde 2 à la seconde 3.5, la nacelle a fait ¾ de tours dans le sens inverse. Ensuite, elle fait ¼ de tours dans le sens des aiguilles d’une montre de la seconde 3.5 à la seconde 4. Et enfin, elle fait ½ tours dans le sens inverse de la seconde 4 a 5. Grâce à l’interprétation de la courbe d’étalonnage, nous avons pu observer que la tension de phr1 est forte lorsque celle-ci n’est pas face au Soleil, quand elle est face à celui-ci, sa tension est donc faible. D’après ces observations, on en déduit que quand la nacelle tourne dans le sens des aiguilles d’une montre, on aura ces valeurs: une mesure à 0V (Phr1 éclairée), puis deux à 2.5V (Phr1 et Phr2 autant éclairées) , une à 4.5V (Phr2 éclairée) et une dernière à 0V (phr1 éclairée) et l’inverse dans le sens contraire.

Photo du montage test

Photo du montage à l’intérieur de la nacelle Phr1 Phr2

Interprétation de la courbe Voici la courbe des données que nous avons reçu. Nous allons découper la courbe en 5 parties pour une meilleure interprétation de nos données.

Partie 1 1 2 3 4 5 6 7 8 D’abord, on n’observe pas de rotation, la nacelle ne tourne pas (partie 1,3,5,7). On voit ensuite de légères variations qui correspondent bien à celles de la courbe d’étalonnage, la nacelle tourne mais la luminosité est quasiment homogène (on reste aux alentours d’une tension à 2,5V, ce qui signifie que les deux photorésistances sont presque autant éclairées). Sur cette partie, on observe donc des passages de rotation avec peu de variations de lumière (partie 2, 4, 6, 8) et des passages sans rotation. On en déduit que la nacelle est bloquée dans un nuage.

Partie 2 On observe des variations de tension plus importantes. La nacelle tourne et la luminosité n’est plus homogène: on sort du passage nuageux. La nacelle tourne rapidement et change souvent de sens. C’est une rotation irrégulière, on observe plusieurs tensions égales à la suite (ralentissement) quand la nacelle change de sens de rotation.

Partie 3 1 2 3 Tout d’abord, on observe des variations entre 2,5V et 3,5V (partie 1). La nacelle fait des quarts de tours dans un sens puis dans l’autres avec des périodes de ralentissement. Ensuite, on observe un passage de rotation très lente (partie 2). A partir de 13h51, l’heure de l’éclatement du ballon, les variations deviennent très importantes (partie 3): la nacelle alterne tours complets et demis tours très rapidement, en changeant de sens.

Partie 4 1 2 3 Premièrement, on observe la même rotation que précédemment, avec des demis tours et des changements de sens (partie 1). Puis on voit un passage de ralentissement important (partie 2). Enfin, la nacelle tourne irrégulièrement et lentement (partie 3) avec des passages où la nacelle stagne à 2,5V par exemple.

Partie 5 1 2 D’abord, on observe que la rotation devient très irrégulière, on observe des quarts de tours, des demis tours, des passages de ralentissement (partie 1). Puis les variations deviennent très faibles, on reste aux alentours de 2,5V (partie 2): la luminosité redevient homogène, la nacelle retourne dans un passage nuageux. A la fin de la courbe, on peut proposer deux hypothèses: la nacelle ne tourne plus ou la luminosité est tellement homogène qu’on n’observe plus de variations suffisamment significatives.

Conclusion du projet En décembre, nous avons commencé le projet ballon sonde. Au début, nous avons eu du mal à trouver le montage et le matériel qui conviendrait le mieux pour déterminer la rotation de la nacelle. Après avoir fait des recherches fructueuses, notre projet a vite était mis en place. En étudiant les résultats obtenus, nous nous sommes rendu compte que l’on pouvait aussi déterminer les passages nuageux, la présence du Soleil et l’éclatement du ballon. Du point de vue personnel du groupe, ce projet a été intéressant et très enrichissant pour nous. Il nous a appris l’autonomie et le travail en groupe.