13 Août 2012

Aéroclippers (AEC)

L'Aéroclipper est un ballon équipé d'un câble prolongé par un guiderope en contact avec la surface de l'océan, le tout dans un équilibre Archimédien, qui peut couvrir des milliers de kilomètres sans intervention humaine pour un coût relativement modeste.
L'Aéroclipper en essai © CNES

Dans le cadre de la surveillance des océans, en ce début du XXIe siècle, de nouveaux programmes de recherche et d'observation (comme CHARMEX et HYMEX, dans le cadre du grand chantier de la méditerranée) préparent de futurs systèmes opérationnels basés sur des missions satellites, des mesures in situ et du développement de modèles numériques.

Une approche intégrée englobant l’observation, les mesures et la modélisation mènera à des systèmes opérationnels particulièrement utiles dans les domaines de l’océan et de l’environnement climatique.

Afin d'alléger, dans une certaine mesure, les problèmes provoqués par des mesures in situ, le CNES a proposé un système autonome, l’Aéroclipper, qui fournit la possibilité d’effectuer simultanément des mesures de la surface de l'océan et des mesures de l'air sur de grandes distances, notamment dans les zones où les observations classiques sont moins concentrées comme dans le Pacifique, les mers du Sud, l’Atlantique Sud et l’Océan Indien.

Vues d'artiste du nouveau concept de l'Aéroclipper du CNES © CNES

Le concept

Schéma de principe d'un Aéroclipper © CNES

Structurellement, l’Aéroclipper comporte : 

  • Une nacelle océanique permettant d’effectuer des mesures à la surface de l’océan
  • Une nacelle atmosphérique permettant d’effectuer des mesures scientifiques dans la couche de surface atmosphérique, d’effectuer des prétraitements, de dialoguer avec la nacelle océanique et de transférer ces informations vers un utilisateur distant.
Elle est localisée plusieurs mètres sous le ballon et doit être légère et robuste.
  • Une enveloppe profilée sustentatrice permettant de maintenir la (les) nacelle(s) atmosphérique(s) à l’altitude souhaitée en assurant la portance statique (au sens de la poussée d’Archimède) et dynamique du système.
Le ballon peut être positionné 50 mètres au-dessus de la surface ou beaucoup plus haut selon des contraintes expérimentales.
L'enveloppe ne doit diffuser l'hélium que très faiblement, permettant ainsi des missions d’une durée de deux semaines environ. 
  • Un guiderope (tube flexible et robuste) flottant à la surface de la mer, supportant la nacelle océanique (qui effectuera la partie maritime des mesures), évitant l’envol du système et modulant les variations d’altitude dues au changement de portance (fuites, condensation, pluies). 

    Le guiderope a une densité légèrement inférieure à celle de l'eau.