Ballon dirigeable - Définition

Un ballon dirigeable est un aéronef plus léger que l'air, également appelé aérostat, manœuvrable dans un plan horizontal. Les dirigeables se distinguent des autres types de ballons, les montgolfières et ballons à gaz libres qui subissent les vents et ne sont donc manœuvrables que verticalement.

Pour se déplacer, les dirigeables utilisent la propulsion par hélices.

Théorie

Les dirigeables, comme tout ballon, utilisent la loi d'Archimède ou poussée d'Archimède, c'est-à-dire l'utilisation d'une enveloppe souple ou rigide qu'on remplit d'un corps (gaz) dont le poids volumique est tel que la somme des poids du volume occupé par ce corps plus le poids de l'enveloppe plus celui de la charge est inférieur au poids du volume d'air équivalent.

Jurisprudence

Voir l'article Troubles du voisinage pour l'histoire d'un procès à propos de clôtures proches d'un hangar à dirigeables. Voir aussi le texte entier de l'arrêt Clément-Bayard de la chambre des requêtes de la Cour de cassation française du 3 août 1915, définit la notion d'abus de droit.

Histoire

Les pionniers 

Dès les premiers ballons en 1783, l'idée de dirigeable est née, le général Jean-Baptiste Marie Meusnier de La Place conçoit un ballon de forme ellipsoïdale, muni d'un gouvernail, mais à l'époque aucun moteur n'existe.

C'est le 24 septembre 1852, qu'Henri Giffard fait un vol de démonstration entre Paris et Trappes à la vitesse de 7 km/h. Il utilise une petite machine à vapeur pour se propulser.

Le premier circuit fermé date du 9 août 1884, Charles Renard et Arthur Krebs font revenir leur dirigeable La France à leur point de départ, un petit voyage de huit kilomètres. Il est propulsé par un moteur électrique de 8 cv.

Le 3 novembre 1897, David Schwartz à Berlin fait s'élever le premier dirigeable entièrement en métal. Le vol se terminera malheureusement par un écrasement au sol.

Le 2 juillet 1900, c'est en Allemagne, sur le lac de Constance, le premier vol du premier dirigeable rigide Zeppelin, le LZ-1.

Alberto Santos-Dumont réalise l'exploit d'un aller-retour en moins de 30 minutes entre Saint-Cloud et la Tour Eiffel (circuit de 11 km) le 19 octobre 1901, avec son dirigeable n° 6. Un prix de 100 000 francs était offert au premier à le réaliser. Il offrit les trois-quarts de la récompense aux pauvres de Paris. Il avait failli se tuer lors d'une tentative précédente.

Le 12 novembre 1902, le premier dirigeable semi-rigide des frères Lebaudy, conçu par l'ingénieur Henri Julliot, fait le trajet Paris - Moisson, soit 62 km en 1h40.

Première Guerre mondiale 

Le comte Zeppelin va vraiment marquer l'essor du dirigeable. Durant les quatre années de guerre, les dirigeables construits vont devenir de plus en plus gros, allant jusqu'à dépasser les 200 mètres de longueur.

Pendant la guerre, de nombreux Zeppelin (96 en tout) bombardent la ville de Londres et d'autres cibles (231 attaques, 1 189 missions de reconnaissance).

Entre-deux guerres 

Dans les années 1920 et 1930, Allemands, Américains, Français, Italiens et Anglais se lancent dans la construction d'engins de taille spectaculaire qui servent le prestige national. Ils ont surtout une vocation de transport de passagers au long cours mais les Américains les testent pour des usages militaires dont celui de porte-avions (deux avions arrimés sous l'appareil)

Mais plusieurs catastrophes vont alors marquer l'histoire des dirigeables. Ces catastrophes sont essentiellement dues au fait que le dirigeable est trop sensible aux mauvaises conditions climatiques (vent, pluie, neige, givre, foudre) et que le gaz utilisé, l'hydrogène, est hautement inflammable.

En 1928, le dirigeable Italia, second engin d'Umberto Nobile s'abîme sur la route du pôle, probablement à cause de la glace accumulée sur le ballon et de la surcharge qu'elle a entraînée. Les opérations pour le sauvetage des aérostiers italiens seront tragiques ; Amundsen et Guilbaud y laisseront la vie.

Le 5 octobre 1930, le dirigeable anglais R-101, parti de Londres, s'écrase pendant son voyage inaugural vers Bombay sur les collines de Picardie, à proximité de Beauvais. L'accident a lieu de nuit et par mauvais temps mais la cause réelle de l'accident reste inconnue. 48 personnes trouvent la mort et le Royaume-Uni interdira l'usage de l'hydrogène pour les ballons.

L'Allemagne reste le seul pays avec des dirigeables à usage commercial. Ils sont principalement utilisés pour des traversées de l'Atlantique, mais ces dernières ne se font que d'avril à octobre pour éviter le mauvais temps hivernal et les tempêtes de l'Atlantique nord.

Le 6 mai 1937, lors de la catastrophe du Hindenburg, ce dirigeable allemand, gonflé à l'hydrogène (200 000 m³ de gaz inflammable), prend feu à l'aéroport de Lakehurst, non loin de New York. Cet accident a fait 35 victimes (parmi 97 personnes à bord) et mit fin aux vols de dirigeables commerciaux.

Seconde Guerre mondiale et trente glorieuses 

Devenus inutiles pendant la guerre, ils vont être détrônés à la fin de celle-ci par l'aviation qui a connu des progrès techniques décisifs pendant cette période, permettant les premiers vols transatlantiques commerciaux dès les années 1950 puis ensuite l'apparition et la généralisation des avions de ligne à réaction sur de grandes distance.

De nouveaux projets 

Des projets de dirigeables commerciaux vont réapparaitre avec la crise pétrolière des années 70 mais sans jamais aboutir. La société Zeppelin renait bien, mais avec quelques modèles limités à un usage de promenade, de publicité visuelle ou de surveillance. Ils ne sont utilisables que par beau temps, ce qui limite beaucoup leurs possibilités.

Une société allemande, Cargo Lifter, pour le transport de marchandise encombrante sur longue distance, est lancée en Allemagne avec le soutien de grands groupes industriels d'outre-Rhin à la fin des années 90 mais sans succès et faute de financement suffisant, elle doit arrêter ses activités dès 2003.

Quel avenir pour le dirigeable ?

Le dirigeable est un moyen de transport qui a toujours suscité beaucoup d'engouement et d'études mais sans jamais réellement aboutir. Ses détracteurs font remarquer que son seul intérêt est de faire rêver ou, pire, fantasmer. L'histoire leur donne raison puisque c'est sous le régime nazi, qui s'en servait comme un instrument de propagande interne et externe, que le dirigeable connut ses grandes heures, cette masse énorme survolant les villes marquant les esprits. Le développement de ces engins dans les années 20 et 30 répondait plus à une compétition entre nations qu'à des considérations strictement économiques.

Une fois réglé le problème de l'inflammation de l'hydrogène avec l'utilisation de l'hélium (mais gaz non renouvelable et beaucoup plus cher à extraire), le volume en déplacement reste le principal défaut du dirigeable. Il le rend particulièrement sensible aux vicissitudes du climat (vent, pluie, neige, givre, grêlons, foudre), beaucoup plus que les avions modernes.

Son économie ou écologie est aussi remise en cause. La trainée que provoque son immense ballon et la résistance à l'air nécessitent pour son déplacement une consommation importante d'énergie. Il a ainsi été calculé que par passager transporté, l'Hindenburg consommait 10 fois plus de carburant qu'un Boeing 747 actuel.

Les partisans répondent que les progrès technologiques favorisent aussi le dirigeable : nouveaux matériaux pour la structure limitant la déperdition d'hélium, plus grande résistance à la déchirure, textile empêchant l'accumulation de glace ou de neige, facteurs d'accidents dans le passé, meilleur profilage du ballon pour diminuer la résistance à l'air, etc.

Mais ces progrès n'ont pas pu encore démontré que les nouveaux dirigeables sont économiquement rentables, l'avantage reste pour l'instant aux plus lourds que l'air.

Plusieurs projets ou études sont nés ces dernières années 

• En Allemagne, la société Cargo Lifter, spécialement créée et soutenu par de grands groupes industriels du pays a essayé de produire des dirigeables de grand envergure destinés au transport de matériel lourd sur de grandes distances ou au transport de troupe. L'entreprise a fait faillite, fermée en partie pour cause de mauvaise gestion et devant des investissements trop important mais elle a permis de tester pour le dirigeable des nouvelles technologies et des nouveaux matériaux comme, par exemple, les matériaux auto-cicatrisant. La société Zeppelin travaille également sur des projets de dirigeable de grande taille à coque semi-rigides.
• Aux États-Unis, la DARPA, l'agence de recherche américaine pour la Défense a lancé en 2005 un appel à projet baptisé Walrus. Ses contraintes étaient de pouvoir transporter 500 tonnes sur 20 000 kilomètres en moins de sept jours. La DARPA ne communique pas sur le projet se contentant d'indiquer que le programme Walrus "est clos". Lockheed Martin, groupe d'aéronautique et de défense avec l'aide du Pentagone, continue de travailler sur un projet de dirigeable capable de voler à plus de 20 kilomètres d'altitude : le P-791 (en) dont le premier vol de test à eu lieu le 31 janvier 2006.
• En France, l'Aerospace Adour Technology (AAT), nouvelle société basée à Pau étudie à un dirigeable capable de transporter 250 tonnes sur 9 000 kilomètres à 160 km/h et une altitude de 2 000 mètres. Mais pour l'instant, seule une modélisation testée sur ordinateur a vu le jour avec un prototype qui mesurerait 320 mètres de long pour 70 mètres de diamètre, soit la taille de quatre Airbus A380. Début 2007, a été lancé le projet Dirisoft ou Objectif Base Dirigeable, réseau regroupant plusieurs écoles et centres de recherches visant à promouvoir le dirigeable. Les chances de voir voler de tels prototypes paraissent encore faibles et seul des sociétés comme Auver Prime utilisent des dirigeables radiocommandés comme support publicitaire lors d'évènements sportifs et culturels dans les plus grands stades de France.
• La Russie, forte d'une grande tradition dans les ballons, travaille sur un prototype pour le transport de 25 à 30 tonnes.
• Au Royaume-Uni, projets développés autour du concept SkyCat (en). SkyCat, Mot-valise pour sky catamaran, est un engin de technologie hybride où seulement 60 % de la sustentation est assuré par l'hélium, les 40 % restant étant fourni par l'aérodynamique de la forme de l'aéronef avec la vitesse, comme pour un avion.
• La Chine ou la Corée travailleraient aussi sur des projets mais pour l'instant au stade d'études théoriques.
• Pour les Jeux Olympiques d'été de 2004 à Athènes, un dirigeable (rattaché au sol par une corde de plusieurs centaines de mètres) servait de caméra de surveillance afin d'avoir une vue d'ensemble des sites olympiques.

Caractéristiques

Les qualités du dirigeable sont :

• Mode de transport économique (meilleur rapport "masse transportée / coût kilométrique" après le transport fluvial), mais cet avantage est discuté par ses détracteurs ;
• Possibilité de transporter de très lourdes charges ;
• Les défaillances des moteurs sont moins critiques que pour un avion ;
• Les dirigeables modernes peuvent atterrir pratiquement n'importe où ;
• Capacité de rester en l'air très longtemps et de manière silencieuse par beau temps.

Ses défauts sont :

• Une forte prise au vent du fait d'un volume important, ce qui le rend très vulnérable par mauvais temps ou lors de rafales de vent. Actuellement au dela de 20 noeuds de vent, le dirigeable n'est pas manoeuvrable;
• Un risque de surcharge due à la neige ou au givre ;
• Une faible manœuvrabilité ;
• Un rapport "encombrement / volume de charge utile" très défavorable. On considère en effet qu'il faut 1m³ d'hélium pour transporter 1 kg de charge.

Il utilise plusieurs types d'enveloppe :

• Souple ;
• Semi-rigide ;
• Rigide ;
• Rigide lenticulaire.
• Auto-rebouchant.

Il emploie comme gaz :

• l'hydrogène, très léger, bon marché, mais sujet aux fuites et très inflammable, ce qui fut la causes d'accidents spectaculaires (désormais interdit pour une utilisation commerciale ou de loisir). Gaz "historique", il a pratiquement été abandonné;
• l'hélium, plus coûteux mais plus sûr, le plus couramment employé de nos jours. Son principal défaut est d'être une ressource naturelle non renouvelable en voie d'épuisement, même s'il est, après l'hydrogène, l'élément chimique le plus courant dans l'Univers ;
• l'air chaud, proportionnellement très peu porteur par rapport à l'hélium, mais comportant encore moins de risques et facile à produire.

Motorisation

Beaucoup de types de moteurs couplés à une hélice ont déjà été essayés sur les dirigeables.
Généralement, on installe un nombre pair de moteurs afin de ne pas subir le couple de giration des hélices et des moteurs.

De nos jours, le moteur électrique a la vedette, plus encore avec les dirigeables à coques rigides, que l'on peut facilement doter de panneaux solaires.