EXPLORA v1 – Activités

Objectif : Construction et lancement d’un ballon sonde atmosphérique en partenariat avec le CNES et Planète Sciences pour mesurer les paramètres de l’atmosphère qui permettront de se rendre compte du changement climatique. Même chose en Suède.

Etape 1 : Etude de la faisabilité

Missions définies par les élèves :

Mesure pression, altitude. Etude énergétique
Mesure poussière. Mécanique du vol
Géolocalisation (Kikiwi et Arduino). Modélisation trajectoire
Mesure rayonnement UV. Conception nacelle V1
Prise d’images. Préparation prototype
Mesure albédo. Système de mesure
Mesure humidité. Poster de présentation

Etape 2 : Avant projet

Etalonnage d’un capteur

Les élèves ont abordé le principe de l’étalonnage d un capteur de température et son importance pour les mesures qui seront efffectuées dans la nacelle du ballon
Il s’agit de mettre en oeuvre et d’utiliser un capteur de température construit autour d’une thermistance à coefficient de température négatif ou CNT.
La valeur de la résistance varie avec la température.
Si on connaît la fonction C qui exprime la résistance de la CTN en fonction de sa température, on pourra par la suite connaître une température quelconque de la CTN par la mesure de sa résistance.
Afin de connaître la fonction précédente, il est nécessaire d’étalonner la CTN.

Mesure de l’albédo

Les élèves ont étudié l’absorbance de la chaleur par différents matériaux et par des matériaux de différentes couleurs pour mieux comprendre
l’utilité de l albédo pour la mission EXPLORA.
Ils ont testé la réflexion (en lux) des différents matériaux globaux qui pourraient être rencontrés lors du vol du ballon, c’est à dire de la terre, des feuilles, de la glace et de l’eau foncée.
A partir de la valeur de l énergie incidente, ils ont calculé puis comparé l’albédo des différents matériaux.
Ils ont disposé, l’un après l autre, les différents matériaux sous un luxmètre en les éclairant avec une lampe. Pour ne pas fausser les résultats, la place du luxmètre, de la lampe, et son éclairage sont restés inchangés. Une fois les résultats relevés, ils ont effectué le calcul de la mesure de l albédo et les ont comparés. Ils ont également cherché quelles couleurs absorbent le plus l énergie solaire et donc leur chaleur absorbée.
Ils ont réalisé un modèle dans lequel le Soleil était représenté par une lampe, des feuilles de papier colorées (bleue, marron, verte, noire et un thermomètre. Ils ont placé la lampe à un endroit fixe, une feuille de papier claire et en dessous, le thermomètre. Au bout de deux minutes ils ont relevé la température indiquée et répété l’opération avec des feuilles de plus en plus foncées.
Le classement des couleurs qui absorbent le plus l énergie solaire permettra d anticiper les données qui seront collectées pendant le vol du ballon.