Depuis 1977, le CNES (Centre National d’Etudes Spatiales) développe le ballon à air chaud MIR (Montgolfière Infrarouge) pour des vols scientifiques de longue durée dans la stratosphère. De jour, le ballon MIR vole à une altitude de 28 km à 32 km, et de nuit, entre 18 km et 22 km en fonction de la quantité de rayons infrarouges qui s’élèvent dans la zone de vol et de la température de l’air au niveau du vol. Les ballons peuvent alors transporter une charge utile d’environ 50 kg pendant plusieurs semaines. La trajectoire suit la circulation des vents stratosphériques, de quoi faire plus d’une fois le tour de la Terre…
MIR est un ballon à air chaud « ouvert » avec un complément d’hélium au décollage. Grâce à leur enveloppe en aluminium, ces ballons de 35 000 à 45 000 mètres cubes sont chauffés exclusivement par le soleil le jour ou par les rayons infrarouges terrestres la nuit. Ce phénomène est à l’image de la Terre, qui est chauffée dans sa masse le jour par le rayonnement solaire, et restitue cette chaleur la nuit sous forme de rayonnement infrarouge invisible (ce rayonnement infrarouge provenant du sol ou des nuages ne fournit qu’une très faible poussée, estimée à 4 gr/m3). Ce système de chauffage « passif » permet à l’air à l’intérieur du ballon de rester plus chaud que l’air ambiant, ce qui donne une certaine portance à cet objet volant.
Assemblé par Zodiac International, le ballon MIR est composé de deux hémisphères distincts réalisés dans des matériaux offrant un compromis adéquat entre leurs propriétés thermo-optiques et l’équilibre de leur masse :
La partie supérieure est constituée de Mylar aluminisé de 12 à 16 µm formant une cavité pour absorber le rayonnement infrarouge ascendant et empêcher toute réémission vers le ciel.
La partie inférieure est constituée de polyéthylène linéaire de 15 µm, un matériau transparent aux rayons infrarouges et résistant lorsque le ballon est exposé à un environnement froid (température inférieure à -80°C) pendant son vol.
La durée de vie moyenne d’un ballon à air chaud est de 15 à 20 jours.
Le 8 décembre 1988, une montgolfière à infrarouge a décollé de Pretoria en Afrique du Sud. Elle a réussi à faire deux fois le tour de la Terre en 50 jours. Plus récemment, en 2001, une montgolfière a fait trois fois le tour de la Terre en 70 jours.
Les montgolfières à infrarouge sont de puissants instruments de mesure scientifique, et leurs vols à faible émission de carbone pourraient inspirer de nombreuses autres applications dans l’aéronautique ou l’espace.
