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Club Espace « Ballon sonde » Collège Les Chalais 2026

Dans les couloirs des collèges Les Chalais, l’effervescence est à son comble chaque jeudi midi. C’est à ce moment que certains élèves du collège se réunissent pour participer à un club espace pas comme les autres. Animés par la curiosité et l’envie de comprendre le monde qui les entoure, ces jeunes scientifiques en herbe se lancent dans des expérimentations passionnantes avec un objectif ambitieux : le lancement d’un ballon-sonde.

Soutenu financièrement par les deux établissements, ce club offre aux élèves une immersion concrète dans l’univers de l’aérospatiale et de l’exploration spatiale. Avant le grand jour du lancement, les collégiens se concentrent sur des essais à plus petite échelle, à l’aide d’un ballon-sonde équipé d’une nacelle contenant du matériel de mesure et des caméras.

Des trackers GPS sont programmés pour suivre la trajectoire du ballon et enregistrer sa position en temps réel, permettant une analyse fine des données recueillies après le vol.

La collaboration entre les deux collèges repose sur des visioconférences régulières, grâce auxquelles les élèves peuvent échanger, partager leurs idées et améliorer ensemble leurs expérimentations. Cette dynamique favorise non seulement la coopération, mais aussi la maîtrise des outils numériques et de communication modernes.

Le club espace est une aventure scientifique et humaine, une porte d’entrée vers l’innovation et la découverte, offrant aux élèves une expérience éducative unique et les préparant à relever les défis scientifiques de demain.

A- Comment fonctionne un ballon-sonde ?

1. Gonflage et préparation

• Le ballon est rempli d’un gaz léger ( l’hélium ) .

• La nacelle est attachée en dessous et contient des instruments et expériences (capteurs de température, pression, caméra, etc.).

2. Lancement

• Le ballon s’élève dans l’atmosphère car le gaz est plus léger que l’air.

• Il continue de monter jusqu’à ce que la pression extérieure diminue et que le ballon atteigne sa limite d’expansion.

3. Collecte de données

• Pendant l’ascension, les instruments mesurent des paramètres : température, pression, humidité, vitesse du vent, etc.

• La nacelle peut aussi filmer ou prendre des photos pour observer l’atmosphère et la Terre.

4. Éclatement et retour

• Le ballon finit par éclater à haute altitude ( souvent autour de 30km ).

• La nacelle est équipée d’un parachute pour redescendre en douceur et être récupérée.

5. Analyse des résultats

• Les élèves récupèrent la nacelle et examinent les données collectées pour leurs expériences scientifiques.

B- Pourquoi le ballon-sonde éclate ?

Le ballon-sonde explose à haute altitude à cause de la différence de pression entre l’intérieur et l’extérieur du ballon.

1. Gonflage initial : Au sol, le ballon est gonflé avec de l’hélium. Il n’est pas complètement rempli pour laisser de la place à l’expansion.

2. Montée dans l’atmosphère : En s’élevant, la pression de l’air diminue et la température baisse. Le gaz à l’intérieur du ballon se dilate car il cherche à occuper plus d’espace.

3. Limite d’élasticité : Le matériau du ballon a une capacité limitée à s’étirer. Quand le ballon devient trop gros et que mélange de caoutchouc naturel et de latex ne peut plus contenir la pression interne du gaz, il éclate.

? En résumé : le ballon éclate parce que le gaz à l’intérieur se dilate trop à cause de la baisse de pression en altitude, dépassant la résistance du ballon.

C- Expériences réalisées lors du lancement du ballon-sonde

Expérience n°1 :

Chamallow dans un compartiment fermé d’environ 10 cm filmé lors de l’ascension du ballon-sonde Le Chamallow en forme de cube de 3 cm de côté sera placé dans un compartiment cubique de 10 cm de côté et envoyé avec un ballon-sonde, voici ce qui se passe :

1. Au sol

• Pression : ≈ 1013 hPa • Taille initiale : 3 × 3 × 3 cm (volume ≈ 27 cm³)

• Le Chamallow est à l’aise dans le compartiment (volume compartiment = 1000 cm³).

2. Montée dans l’atmosphère

• La pression diminue progressivement et le Chamallow gonfle :

• 5 km → 540 hPa → côté ≈ 3,7 cm → assez de place

• 10 km → 265 hPa → côté ≈ 4,7 cm → place suffisante

• 20 km → 55 hPa → côté ≈ 7,9 cm → presque la taille du compartiment

• 30 km → 12 hPa → côté ≈ 13,3 cm → dépasse le compartiment et risque d’être écrasé ou éclater

3. Haute altitude (≈ 30 km)

• Pression très faible : ≈ 12 hPa

• Le Chamallow n’a pas assez de place dans le compartiment et peut être déformé ou éclater.

4. Effet de la température

• L’air devient très froid (≈ −50 °C à −60 °C), ce qui ralentit légèrement l’expansion,

• mais la baisse de pression est le facteur dominant qui fait gonfler le Chamallow.

5. Descente

• La pression augmente et le Chamallow peut revenir partiellement à sa taille initiale, mais il peut être déformé.

6. Filmage de l’expérience

• La montée et le gonflement du Chamallow seront observés et enregistrés par caméra pour analyser visuellement son comportement.

Expérience n° 2 :

Petit ballon sur une pipette d’eau et une pipette avec le mélange d’eau et d’huile

« Gonflement du ballon sur la pipette » :

Principe : L’air dans le petit ballon se dilate quand la pression diminue avec l’altitude :

• Au sol (1013 hPa) : Le ballon est à sa taille initiale, l’eau reste liquide.

• Montée (5–20 km) : La pression diminue progressivement, le ballon gonfle progressivement.

• Haute altitude (30 km, 12 hPa) : Le ballon peut atteindre sa limite d’élasticité et éclater, l’eau peut geler à cause du froid (≈ −50 °C).

« Séparation eau + huile dans la nacelle »

Principe : L’eau et l’huile ne se mélangent pas et ont des densités différentes :

L’air et le froid peuvent influencer légèrement leur volume ou viscosité.

• Au sol (1013 hPa) : Le mélange est clairement séparé : l’huile flotte sur l’eau.

• Montée (5–20 km) : La pression diminue fortement. Le volume des liquides reste stable, mais la viscosité de l’huile augmente légèrement avec le froid.

• Haute altitude (30 km, 12 hPa) : Les liquides peuvent geler selon leur point de congélation, mais restent séparés. L’expérience permet d’observer comment les liquides se comportent dans des conditions extrêmes de pression et température.