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Université Paris 1 – Panthéon – Sorbonne - Master 2 Spécialité Logistique - Mémoire de fin d’année

Types du ballon dirigeable, avantages et inconvénients

  1. Le ballon dirigeable : le moyen de transport de demain ?
  2. L’histoire et la définition du ballon dirigeable
  3. Types du ballon dirigeable, avantages et inconvénients
  4. Les projets de ballon dirigeable en cours par pays
  5. Les projets Sol’R et GGPA : Usages du ballon dirigeable en France
  6. Ballon dirigeable et Transport de marchandises : Pays-Bas et UK
  7. La société Cargolifter : CL-16039, CL-75, CL-BKS Aircrane
  8. Le marché futur du ballon dirigeable et la règlementation aérienne
  9. La fin de la parcellisation des marchandises
  10. Les sociétés et les secteurs utilisant les convois exceptionnels
  11. Les convois exceptionnels, un marché à prendre
  12. Les contraintes techniques des ballons dirigeables
  13. Projets à venir en vue du ballon dirigeable d’améliorer l’existant

Types du ballon dirigeable, avantages et inconvénients

III) Les principaux avantages et inconvénients du ballon dirigeable

a) Les principaux avantages

Les avantages du ballon dirigeable :

  • C’est un mode de transport économique (meilleur rapport « masse transportée / coût kilométrique » après le transport fluvial), mais cet avantage est discuté par ses détracteurs.
  • Il y a la possibilité de transporter de très lourdes charges.
  • Les défaillances des moteurs sont moins critiques que pour un avion.
  • Les ballons dirigeables modernes peuvent atterrir pratiquement n’importe où.
  • Une capacité de rester dans le ciel très longtemps et de manière silencieuse par beau temps.

Les partisans répondent aux critiques que les progrès technologiques favorisent aussi le dirigeable, on peut citer :

  • Les nouveaux matériaux pour la structure limitant la déperdition d’hélium, et offrant une plus grande résistance à la déchirure.
  • Les textiles empêchant l’accumulation de glace ou de neige.
  • Les facteurs d’accidents sont bien moins nombreux que dans le passé.
  • Le meilleur profilage du ballon permet de diminuer la résistance à l’air.

b) Les principaux défauts

Parmi les défauts les plus apparents, on peut citer :

  • La 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-delà de 20 nœuds de vent, le ballon dirigeable n’est pas manœuvrable.
  • Le risque de surcharge dû à la neige ou au givre.
  • La faible manœuvrabilité.
  • Un rapport « encombrement / volume de charge utile » très défavorable. On considère en effet qu’il faut 1 m3 d’hélium pour transporter 1 kg de charge.

Le dirigeable est un moyen de transport qui a 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.

Le régime nazi s’en est servi comme un instrument de propagande interne et externe, que le ballon dirigeable connut ses grandes heures, cette masse énorme survolant les villes marquant les esprits.

Le développement de ces engins dans les années 1920 et 1930 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 (gaz non renouvelable et donc beaucoup plus cher), le volume en déplacement reste le principal défaut du dirigeable.

Etat des lieux du transport de marchandise en ville TMV

Il le rend particulièrement sensible aux vicissitudes12 du climat (vent, pluie, neige, givre, grêlons, foudre), beaucoup plus que les avions modernes. L’attrait écologique du ballon dirigeable est également remis en cause.

12 Evénements heureux et surtout malheureux qui se succèdent au cours de la vie humaine. Mediadico.com

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.

II) Constitution et types du ballon dirigeable

a) Fonctionnement du dirigeable

Le dirigeable, comme tout ballon, utilise la loi d’Archimède ou poussée d’Archimède.

Il est constitué d’une enveloppe souple ou rigide remplie d’un gaz dont la somme des poids (enveloppe + gaz + charge) est inférieure au poids du volume d’air équivalent.

Non amarré au sol, le dirigeable s’élève naturellement dans l’air.

b) Différents types d’enveloppe

Un ballon dirigeable peut utiliser plusieurs types d’enveloppes :

  • ballon dirigeable souple
  • ballon dirigeable semi-rigide
  • ballon dirigeable rigide
  • ballon dirigeable rigide lenticulaire
  • ballon dirigeable hybride
  • ballon dirigeable auto-rebouchant.

Dans le cas des ballons dirigeables souples, la forme de la carène9 est maintenue par la pression intérieure du gaz.

Pour remédier aux différences des volumes occupés par le gaz, qui modifieraient la forme du ballon et risqueraient de la rendre flasque, la pression est maintenue par un ou plusieurs ballonnets gonflés au moyen d’un ventilateur.

ballon dirigeable rigide lenticulaire
Source : thoughtco.com

Par ailleurs, des soupapes automatiques ou commandées limitent la pression. La nacelle est réunie à la carène par des câbles de suspension fixés à une ralingue10 de l’enveloppe.

Cette nacelle est une poutre armée en bois ou en métal sur laquelle sont groupés le personnel et les appareils de pilotage (commandes de moteurs, de gouvernail de profondeur et de direction).

La propulsion est assurée soit par une hélice dans l’axe de la nacelle, soit par deux hélices latérales.

9 Une carène est une partie d’un navire.
La carène est l’ensemble des lignes longitudinales et transversales qui forment le dessin de la coque dans sa partie immergée.
C’est cet ensemble qui constitue les œuvres vives d’un bateau. Wikipédia

Pour les ballons dirigeables rigides, dont le prototype fut le  » Zeppelin « , la carène rigide est en alliage léger, formée de larges anneaux reliés entre eux par des poutres longitudinales.

Chaque extrémité est terminée par un cône, et celui de l’arrière, le plus effilé, porte les empennages11 et les gouvernails de profondeur et de direction. Cette charpente est recouverte de toile étanche et vernissée pour diminuer la résistance à l’avancement.

L’intérieur est divisé en tranches dans chacune desquelles se trouve un ballonnet rempli de gaz.

Ce type est évidemment plus lourd qu’un aérostat souple de même cubage, en raison du poids de la structure, mais il peut atteindre des vitesses plus élevées, grâce à la solidité de sa carène, et transporter un tonnage plus fort, grâce à la possibilité de construire des enveloppes de grande capacité (10 000 m3 en 1900, 70 000 m3 en 1924 et 200 000 m3 en 1938).

Enfin, dans le cas du dirigeable semi-rigide, l’enveloppe est souple, mais comporte à sa base une quille rigide.

c) Les différents gaz utilisés

Les différents gaz possibles sont :

** L’hydrogène : très léger, bon marché, mais sujet aux fuites et très inflammable, ce qui fut la cause 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.

10 Terme de marine. Cordes qui sont cousues en ourlet autour des voiles pour en renforcer les bords. Littre.reverso.net

11 Les empennages sont des surfaces fixes, généralement disposées sur le fuselage arrière d’un aérodyne, qui sont étudiées spécialement pour développer, durant leur déplacement dans l’air, des forces susceptibles d’assurer la stabilité en tangage et en trajectoire. Futura-sciences.com

d) Les différents moyens de propulsion

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.

En 1986, Luc Geiser et son père construisent le Zeppy, il s’agit d’un dirigeable à propulsion humaine.

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