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La science des montgolfières

Jeudi 27 août 2015 à 14 h 49 | | Pour me joindre

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Vous avez déjà vécu ce calme d’un vol en montgolfière? C’est toute une expérience. Et même si vous avez le vertige dans le haut d’un escabeau, vous ne le ressentirez pas installé dans une nacelle en rotin à des hauteurs variant entre 200 et 400 mètres d’altitude (600 à 1300 pieds). Je vous l’assure.

Lorsqu’on projette de faire un vol en montgolfière, il faut être patient. Tant qu’on n’a pas décollé, on ne sait pas si la montgolfière s’envolera, car cette pratique est fortement tributaire de la météo. La masse d’air doit être d’une stabilité presque parfaite, et les vents doivent être légers, car rapidement, tout peut dégénérer.

J’ai rencontré un des pionniers de la montgolfière au Québec, Michel Auzat. Instructeur à l’École de pilotage de montgolfière du Québec (EPMQ), il compte plus de 2100 heures de vol à son actif. Il a aussi été « balloonmeister » à l’International de montgolfières de Saint-Jean-sur-Richelieu et au Festival de montgolfières de Gatineau. Lors de ces rassemblements, le « balloonmeister » informe les pilotes des conditions météorologiques et décide si l’envolée aura lieu ou non, selon les conditions de vol. Il s’assure aussi que tous les pilotes connaissent les mesures de sécurité à prendre, les lieux et tout ce qui concerne la zone d’envolée.

Michel Auzat explique la menace potentielle de certains nuages et l’utilité du ballon témoin.

Patience, patience…

En attendant que cette fenêtre se présente, l’équipe se prépare pour être prête à s’envoler quand le « balloonmeister » accordera le départ. Dans un grand terrain vague — souvent le site d’un aéroport, l’enveloppe du ballon est étendue au sol dans toute son ampleur, l’énorme ventilateur qui l’emplira d’air froid est positionné, la nacelle est mise sur pied et les brûleurs sont activés. (Vidéos : Préparation des brûleurs et Le propane des brûleurs et la Nuit magique)

Go, l’envolée peut avoir lieu!

Enfin, la phrase tant attendue! En 5 à 7 minutes, le ballon est rempli d’air et les brûleurs lui donnent assez de chaleur pour le mettre en position verticale, en état de mise à l’équilibre. Puis, selon le principe qui dit que l’air chaud est plus léger que l’air froid, les brûleurs chauffent l’air du ballon pour qu’il s’élève. En réchauffant l’air de 100 °F (38 °C), ce ballon de 90 000 pi3 peut soulever 1800 lb. Plus les brûleurs chauffent, plus le ballon monte. Et les vents, différents selon l’altitude, imposent la direction que prendra la montgolfière. (Vidéo : On étend l’enveloppe et on gonfle )

Michel Auzat nous explique la mise à l’équilibre et les techniques pour déplacer le ballon dans le ciel, tout en vivant avec lui le décollage et une partie du vol. Embarquez dans la nacelle!

(Vidéos : Mise en équilibre et décollage et Le calme en vol )

Retour sur le plancher des vaches

Le pilote joue avec les vents en altitude pour se diriger vers un bon emplacement pour atterrir. Évidemment, tous les passagers espèrent que la nacelle en osier se déposera doucement, sans fracas. Mais ce n’est pas toujours le cas, car parfois le vent est fort, même au niveau du sol. L’atterrissage sera alors « sportif », comme le dit l’aéronaute, Michel Auzat.

Souvent, l’atterrissage se fait au beau milieu d’un champ cultivé. En général, les cultivateurs sont bien heureux d’accueillir la montgolfière et la famille vient aider au rangement en attendant l’arrivée du véhicule de poursuite. Ce dernier, à la manière d’un rallye, finit par rejoindre le pilote et ses passagers. Il est très rare qu’une montgolfière abîme les terres, mais le véhicule de poursuite peut faire quelques dommages. C’est pourquoi l’équipe demande au préalable la permission au propriétaire du champ. (Vidéo : On remballe avec l’équipe de poursuite)

Ce moyen de transport existe depuis si longtemps (c’est en 1783 que les frères Montgolfier firent le premier vol humain en ballon), qu’une légende diabolique, qui s’est transformée en une tradition, se perpétue entre les aéronautes et les cultivateurs hôtes : partager sur les lieux, une bouteille de mousseux!

J’ai eu la chance de m’envoler en montgolfière quelques fois dans ma vie. Je vous le souhaite vivement. La vue de là-haut, le calme et la sérénité apportent un baume à cette folle vie que l’on mène ici-bas… Il devrait exister des thérapies par la montgolfière!

Merci à l’aéronaute Michel Auzat pour ses explications scientifiques et cette merveilleuse expérience!

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La montgolfière GEMME des aéronautes Michel Auzat et Lyse Marceau. Photo : Eve Christian

 

L’Étoile polaire qui sert de guide aux explorateurs et aux marins depuis la nuit des temps n’a pas toujours été celle qu’on observe actuellement. En fait, Polaris, Étoile polaire de l’hémisphère nord, aurait commencé à être utilisée comme repère au Moyen-Âge, si on se fie aux écrits historiques, soit après l’an 1000. Elle aurait aussi guidé les Européens dans leur traversée de l’Atlantique au 17e siècle et aurait aidé les esclaves à fuir des États-Unis vers le Canada.

Mais au moment où les Égyptiens bâtissaient leurs pyramides, c’était plutôt Thuban de la constellation du Dragon, qui était la référence. Elle aurait régné en tant qu’Étoile polaire entre les années 3700 et 1900 av. J.-C.

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Précession causée par la rotation de la Terre sur son axe, avec le cercle imaginaire qui détermine les étoiles polaires.
(Crédit : JPL NASA)

La précession de la Terre

L’Étoile polaire change à travers les siècles parce que notre planète tourne sur elle-même autour d’un axe un peu incliné, à la manière d’une toupie qui est sur son déclin. Cet axe de rotation semble faire un cercle imaginaire sur la voûte céleste tous les 26 000 ans. C’est ce mouvement qui occasionne le changement de l’Étoile polaire au cours des siècles. L’étoile qui se trouve le plus près du pôle Nord céleste, donc sur la trajectoire de ce cercle imaginaire, deviendra l’Étoile polaire du moment.

Thuban, Kochab, Polaris…

Après Thuban et avant Polaris, Kochab, de la constellation de la Petite Ourse aurait été l’Étoile polaire entre les années 1500 av. J.-C. et 500 apr. J.-C.

En ce moment, le pôle Nord céleste se rapproche de Polaris, dont il sera à sa distance minimale en 2100 et s’en éloignera ensuite peu à peu. Il arrivera dans la constellation de Céphée vers 3100 pour en sortir en 9400. Les quatre prochaines étoiles polaires seront donc dans cette constellation. Et c’est Alrai qui d’abord succédera à Polaris. Après les étoiles de Céphée, dans environ 12 000 ans, la brillante Vega de la constellation de la Lyre servira d’excellent guide pour repérer le nord… mais qui sera là pour s’en servir?

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La rotation de la Terre autour de son axe donne l’impression que les étoiles « nous tournent autour ». C’est ce qu’on voit par les cercles concentriques faits par une longue exposition photographique. En fait, le point central est le pôle Nord céleste. Le petit trait plus clair au milieu est la danse de Polaris, notre Étoile polaire.
(Crédit : David Malin, NASA)

Étoile polaire = étoile immobile

L’Étoile polaire pourrait être illustrée comme étant le centre d’une grande horloge céleste autour de laquelle tournent toutes les étoiles. Cependant, il faut préciser que Polaris étant légèrement décalée du Nord céleste, en fait aussi le tour, mais en un si petit cercle qu’on la perçoit immobile et on peut s’y fier.

Et, tant qu’à être précis, ajoutons que Polaris n’est pas une seule étoile, mais un système triple dont la principale étoile est Polaris A, une supergéante dont la masse est six fois celle de notre Soleil. Tout près d’elle, se trouve Polaris Ab, et assez éloignée de cette paire, se situe Polaris B. Ce système triple est situé à 430 années-lumière de nous (c’est loin, ça!), et on le perçoit comme une seule étoile brillante avec la luminosité de 2500 soleils.

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Système triple qu’est en réalité notre Étoile polaire Polaris
(Crédit : Space.com)

Repérer Polaris

Polaris n’est pas le plus brillant objet de notre ciel. Il est approximativement au 50e rang. Mais c’est tout de même possible de l’observer en ville et aussi en campagne, même les nuits de pleine Lune, pour autant qu’on sache où regarder.

Pour ce faire, trouvons d’abord la Grande Ourse, cette constellation d’une vingtaine d’étoiles dont les sept plus visibles tracent la silhouette d’une casserole : trois forment la poignée et quatre, le récipient. À l’extrémité de la casserole la plus éloignée de la poignée se trouvent les étoiles Merak et Dubhe, surnommées les Pointeurs. En traçant une ligne entre cette paire d’étoiles et en répétant cette distance cinq fois vers le haut de la casserole, on tombe pile sur l’Étoile polaire.

On peut comprendre comment nos ancêtres s’en servaient : quand on regarde l’Étoile polaire, on sait qu’on est face au Nord. Le Sud est donc derrière nous, et en plaçant les bras en croix, on a l’Est à droite et l’Ouest à gauche.

Cette étoile guide seulement les pas des voyageurs de l’hémisphère nord, car plus on descend vers le sud, plus Polaris s’approche de l’horizon, où elle disparaîtra pour les observateurs de l’équateur et plus au sud. Étant l’Étoile polaire « du Nord », on comprend qu’elle soit invisible de l’hémisphère sud.

Cependant, le principe est le même et cet hémisphère aurait droit à son étoile polaire. Mais actuellement, et pour encore 2000 ans, aucune étoile n’est assez proche du pôle Sud céleste pour mériter cette appellation. Malgré tout, les voyageurs nocturnes de cet hémisphère se servent de la Croix du Sud, la plus petite de toutes les constellations, pour repérer le pôle Sud céleste, en prolongeant 4,5 fois la distance entre deux de ses étoiles.

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Crédit: Jerry Lodriguss – NASA

La Petite Ourse

En plus de nous guider au sol, Polaris nous aide à retrouver des constellations comme celle de la Petite Ourse qui est beaucoup moins lumineuse que la Grande Ourse. Comme sa « grande sœur », la Petite Ourse est repérable par le dessin d’une casserole, petite, dont Polaris est le bout de la poignée. En longeant cette poignée courbée formée de deux autres étoiles, on arrive au récipient délimité par quatre étoiles. D’ailleurs, Kochab — l’ex-Étoile polaire, forme avec Perkhad la partie extérieure du récipient. Autrefois appelées les Gardiennes du pôle, elles sont avec Polaris les étoiles les plus visibles de cette figure.

Les deux casseroles (qui sont aussi appelées chariots) ne sont pas des constellations à proprement parler : ce sont des astérismes, c’est-à-dire des figures dessinées par des étoiles brillantes faisant partie de constellations reconnues, dans ce cas-ci : Ursa Major et Ursa Minor (la Grande et la Petite Ourse).

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La Petite Ourse (en fait, la petite casserole) avec l’Étoile polaire, Polaris, au bout de la poignée. Voyez le léger décalage de Polaris avec le pôle Nord céleste.
Et Kochab, qui a déjà été l’Étoile polaire.
(Crédit: Rogelio Bernal Andreo – NASA)

Ceci était mon dernier blogue de la saison estivale. Je pars en vacances et serai de retour à la fin d’août. Profitons de cet été pour lever les yeux au ciel et trouver notre étoile guide.

Bonnes vacances!

Aïe! moustique, ne me pique pas

Jeudi 16 juillet 2015 à 16 h 15 | | Pour me joindre

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Vous pensez être LA cible préférée des moustiques dans un groupe? Ce n’est peut-être qu’une impression, mais attention de ne pas faire en sorte qu’ils vous préfèrent.

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Ochlerotatus triseriatus
(Crédits photo : Christopher Cloutier, McGill, @C_Cloutier15)

Mythe ou réalité?

  • « Je suis diabétique, c’est pour ça que les moustiques m’attaquent. »
  • « J’aime manger épicé; c’est pour cette raison que je suis une proie pour les maringouins. »
  • « Les moustiques me repèrent parmi les autres individus parce que mon groupe sanguin est O. »
  • « J’aime la bière, que voulez-vous. Je dois faire un choix : en boire et me faire piquer, ou me priver et ne plus me gratter! »

Vous avez déjà entendu ce genre d’affirmations? Qu’est-ce qui est vrai, qu’est-ce qui est faux?

D’abord attirés par la chaleur

Attention : masse chaude à l’horizon! C’est probablement ce que se disent les insectes piqueurs quand ils aperçoivent un mammifère (animal ou homme), car c’est comme ça qu’ils nous repèrent en premier lieu. Une fois à proximité, ils vont détecter le CO2 qu’on émet. Ensuite, c’est la chimie corporelle qui joue un rôle, selon ce qu’a montré une expérience américano-britannique faite avec des couples de jumeaux identiques et non identiques. Face à des jumeaux identiques (ayant le même code génétique et la même chimie corporelle), les moustiques n’ont pas de préférence. Par contre, ils attaquent davantage l’un ou l’autre des jumeaux non identiques.

Explications complémentaires de Marjolaine Giroux, entomologiste à l’Insectarium de Montréal.

Pourquoi les moustiques piquent-ils?

Seules les femelles s’adonnent à cette activité et ce n’est pas par loisir, mais par nécessité. Elles ont besoin d’un repas sanguin pour aller chercher les protéines – et non le sucre -, qui servira à la reproduction. Après leur « prise de sang », elles vont se reposer pour digérer, et ingérer les protéines afin de procéder à la maturation de leurs œufs qu’elles iront ensuite pondre. C’est dans ce seul but qu’elles piquent.

Selon les individus, les réactions aux piqûres sont plus ou moins importantes. En piquant, la femelle injecte de la salive et un anticoagulant afin que le sang reste liquide dans sa trompe lorsqu’elle le pompe. C’est notre intolérance à ces substances qui créent les boursouflures sur notre peau et qui nous démange. Mais il y a de l’espoir : les gens qui travaillent dans un milieu foisonnant de moustiques semblent moins sollicités avec le temps et certains se rendent moins compte qu’ils se font piquer.

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Culex restuans
(Crédits photo : Christopher Cloutier, McGill, @C_Cloutier15)

Éloigner les moustiques

Afin de mettre les chances de son côté, mieux vaut éloigner de la maison tout contenant à ciel ouvert qui accumule l’eau stagnante, car elle favorise la reproduction des moustiques. Évitez aussi d’être à l’extérieur aux moments privilégiés par les moustiques, c’est-à-dire avant la pluie, au crépuscule ou lorsque l’humidité est présente. En raison de leur corps frêle, les moustiques ont un grand besoin d’humidité qu’ils laissent entrer par de petites ouvertures sur le côté de leur corps. Si le temps est trop sec, ils risquent la mort par dessiccation. Ils sont donc moins actifs quand le soleil est présent.

Les insectifuges au DEET sont reconnus, mais comme il s’agit d’un ingrédient chimique, il est préférable de vérifier la concentration dans le produit avant de l’utiliser. En bas de 25 %, c’est largement suffisant pour éloigner l’insecte désagréable.

Scientifiquement, le DEET (diéthyl-m-toluamide) bloque les récepteurs qui permettent aux insectes de déceler la présence chimique d’une proie. D’ailleurs, il n’est pas recommandé de l’appliquer sur les jeunes enfants. Petit conseil : on peut vaporiser ce produit sur nos vêtements ou sur un foulard, qu’on noue autour de la jambe ou du bras, plutôt que directement sur la peau. En grande concentration, ce dissolvant peut faire fondre le plastique!

Par contre, la citronnelle, qui avait fait l’objet d’un débat ces dernières années, est reconnue, même si son efficacité répulsive est moindre.

Le vrai du faux

  • Les moustiques aiment bien les buveurs de bières : VRAI, car la bière augmente le taux d’éthanol dans la sueur et hausse la température corporelle.
  • Les moustiques visent les mangeurs de viande et d’aliments contenant des gras saturés : VRAI, en raison de la production d’acide urique.
  • Les mets épicés attirent les maringouins : FAUX, car ils sont digérés avec le repas et n’interfèrent donc pas avec la respiration.
  • Les diabétiques sont une cible convoitée : FAUX, les moustiques cherchent les protéines dans le sang et non le sucre.
  • Les vêtements foncés attirent les moustiques : VRAI, une expérience démontre qu’ils préfèrent les carreaux noirs aux blancs sur un tissu.
  • Donc, logiquement, les peaux plus pâles se font piquer davantage : FAUX, aucune preuve scientifique n’appuie cette idée.
  • Les haies de cèdres sont un endroit de prédilection pour ces insectes : VRAI, mais ce n’est pas que les cèdres. Tout endroit ombragé sera toujours davantage visité par les moustiques.
  • Le moustique est l’animal le plus meurtrier dans le monde : VRAI, maringouins, mouches noires, moustiques et brûlots en plus de ceux qui véhiculent des maladies comme la malaria et la dengue.
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Crédits photo : Insectarium de Montréal, (André Payette)

Et les autres piqueurs?

Les moustiques piquent avec leur bouche dans un but de reproduction. Mais qu’en est-il des abeilles, des guêpes ou des bourdons? A-t-on raison de craindre leur piqûre? Selon Marjolaine Giroux, ces types d’insectes utilisent leur dard pour piquer, injectent un venin et attaquent pour des raisons différentes que les moustiques, notamment à cause de nos agissements.

Merci à Marjolaine Giroux, entomologiste à l’Insectarium de Montréal