Enseignements Pratiques Interdisciplinaires

Vectorisation

Des moteurs plus puissants et orientables, avec si besoin un pilote automatique, sont censés contrer et dominer les effets imprévisibles des sautes de vent près du sol. Le Zeppelin NT est ainsi la première réalisation aboutie et mise en service opérationnel de la vectorisation améliorée. Cette voie semble cependant avoir trouvé sa limite, car les moteurs nécessaires pour être plus fort et avoir une effet plus rapide que le vent près du sol seraient beaucoup trop lourds et incompatibles avec le devis de poids du dirigeable.

Variation de portance

En vol, la portance du dirigeable est égale ou très proche de son poids. C'est pour cette raison que l'appareil est malmené près du sol dans le vent : le vent le soulève trop facilement et l'empêche d'atterrir. Une partie de l'hélium porteur contenu dans l'enveloppe, à pression atmosphérique, est comprimé dans des réservoirs sous plus forte pression. La portance diminue, l'appareil devient plus lourd et son atterrissage est facilité. Cette voie est très prometteuse.

Hybridation

Le parti est pris d'être toujours « plus lourd que l'air », au décollage comme en vol. La portance statique du dirigeable est donc choisie délibérément inférieure à son poids, et il faut lui donner une vitesse et une assiette pour qu'il tienne en l'air, comme un avion. Quand il a une vitesse par rapport à l'air, le dirigeable est cabré de façon à créer une portance « dynamique » complémentaire à la portance « statique » de l'hélium. Leur inconvénient est qu'ils ont besoin d'une piste pour atterrir quand il y a peu ou pas de vent. L'avantage de l'atterrissage et du décollage vertical du dirigeable disparaît..

Fond plat à coque rigide

La forme de l'enveloppe est dissymétrique entre le haut et le bas. Le haut est bien galbé tandis que le bas l'est moins et proche d'une surface plane. Cet effet venturi qui naît entre le sol et le fond plat attire le dirigeable vers le sol à l'atterrissage. Le pilote peut poser et arrimer son appareil sans aide humaine au sol, même par vent important et irrégulier.

Un autre enjeu est de maîtriser la perte d'hélium. La molécule d'hélium traverse n'importe quelle barrière d'étanchéité, même l'acier. Et ceci d'autant plus qu'il existe une différence de pression entre les deux cotés. C'est ici que la technique du dirigeable rigide, abandonnée en 1937 après l'accident du Hindenburg, revient en force. Car à l'inverse des dirigeables souples ou « semi rigides », les rigides fonctionnent sans avoir besoin d'une surpression de l'hélium dans l'enveloppe. La fuite d'hélium est minimisée et l'autonomie sans recharge d'hélium se mesure non plus en jours, mais en semaines, voire en mois.

(Extrait Le renouveau des dirigeables par Philippe Tixier, président de l'ACUD)

Il reste cependant des défis inaccessibles aux aérostats. En raison de sa portance relativement faible, il faut approximativement 1 m3 d'hélium pour soulever 1 Kg au niveau de la mer. Ce volume doit augmenter au fur et mesure que le dirigeable prend de l'altitude (car la masse volumique diminue avec l'altitude et la température). Le plafond envisagé pour la circulation des dirigeables étant entre 2000 et 2500m, le volume du gaz porteur devra être augmenté de 25 % (l'augmentation de ce volume étant pratiquement linéaire). A cette altitude le dirigeable volera lors des perturbations au milieu des turbulences, pluie, grêle etc... et son taux d'ascension ne dépasse pas les 600m par minute.

Enfin, il faut tenir compte de la masse de l'enveloppe, des enceintes, des ballonnets, des ballasts, de l'ossature, des suspentes ou des filets, des moteurs, des générateurs électriques, éventuellement des compresseurs, du carburant, de l'avionique, de la nacelle ou de la soute, du poste d'équipage - et de son aménagement dans le cas de parcours longs - et enfin de l'équipage lui- même, ce qui réduit d'autant la charge utile. ! En première approximation on peut dire qu'un m3 d'hélium d'un dirigeable soulève 500 grammes de charge utile ! ( +/-10% suivant les types et les missions). De ce fait, le ballon, quelque soit sa forme, prend des dimensions énormes ce qui fait des dirigeable des engins très encombrants.

(Source: Réflexions sur les possibles développements de nouveaux dirigeables par R. Giraudon .)