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Etablissement et exploitation d'une prévision

Retour : 05- Le calcul de trajectoire

Voir aussi : prévision de trajectoire - Vol d'une RS - incertitudes dues à BT et au modèle d'atmosphère - Incertitudes dues au paramétrage de BT - Les stations de radiosondage -
- Utilisation de Balloon Prediction -

Cette page établit une transition entre la prévision de trajectoire et la recherche sur le terrain. Elle donne quelques éléments pour définir une stratégie qui permettra au chasseur de se trouver au plus près du point d'impact de la sonde au moment de l'atterrissage et en un endroit choisi pour son dégagement, sa facilité d'accès...

La zone probable de chute

Le calcul de trajectoire est basé sur l'utilisation des paramètres suivants :
- Vitesse de montée
- Altitude d'éclatement
- Vitesse de chute
Ces paramètres ne sont pas déterminés une fois pour toutes et sont basés sur des valeurs relevées lors des vols précédents. Les valeurs moyennes calculées sont entachées d'une certaine tolérance (voir Incertitudes dues au paramétrage de BT ).
L'utilisation de valeurs moyennes pour chacun de ces trois paramètres permet d'obtenir un tracé de trajectoire (et un timing) qui a en fait très peu de chances d'être exact mais qui permet au moins de prendre la décision de partir en chasse ou non.
Compte tenu des incertitudes sur les valeurs moyennes des paramètres, ce n'est pas un point que l'on va déterminer mais une zone où la radiosonde a plus ou moins de chances de tomber. En se positionnant au mieux dans cette zone on choisira le meilleur point pour attendre la chute.

Principe d'évaluation de la zone de chute

Supposons qu'un seul des trois paramètres soit variable, les vitesses de montée et de descente sont considérées comme fixes pour la démonstration. Par contre, on sait que, dans 90% des cas, l'altitude d'éclatement sera comprise entre la valeur mini de 30000m et la valeur maxi de 35000m. Le profil de la trajectoire sera semblable à celui de la figure ci-contre et le point d'impact se situera 9 fois sur 10 entre les points A (éclatement à 30000m) et B (éclatement à 35000m).




En effectuant un calcul avec Balloon-Track pour les altitudes 30000, 31000, 32000... jusqu'à 35000m on obtient un tracé ressemblant à la figure ci-contre. On voit que le point d'impact se trouvera bien sur un segment AB, quelque soit l'altitude d'éclatement entre 30000 et 35000m.

Détermination de la zone

Si l'on tient compte du fait que les vitesses de chute et de montée sont également incertaines, on obtiendra non plus un segment mais un quadrilatère (à moins que les vents soufflent uniformément dans la même direction à toutes les altitudes, cas exceptionnel).
Exemple :
- vitesse de montée : 300m/mn, invariable
- altitude d'éclatement : 30000 à 35000m
- vitesse de chute : 250 à 500m/mn
On se trouve en présence de 4 combinaisons :
A : 30000m et 500m/mn
B : 35000m et 500m/mn
A' : 30000m et 250m/mn
B' : 35000m et 250m/mn
qui sont les quatre coins du quadrilatère coloré en magenta sur la figure ci-contre.

Exemple pratique

Sur la carte ci-contre ont été tracées par Balloon-Track (en faisant varier l'altitude d'éclatement et la vitesse de chute) les trajectoires correspondant respectivement à :
A : 22000m et 500m/mn
B : 22000m et 250m/mn
A' : 25000m et 500m/mn
B' : 25000m et 250m/mn
C : 24000m et 400m/mn valeurs moyennes
Si on s'était contenté de calculer un seul point avec les valeurs moyennes, on se serait placé au point C, pratiquement au fond d'une vallée très encaissée, ne couvrant pas le secteur entre A et B.
En attendant l'impact à l'endroit marqué d'un astérisque, une route de crête relativement rapide, on se trouvera sur un point surplombant la vallée où se situe l'impact le plus probable (C) et d'où on pourra suivre le signal pratiquement jusqu'au sol quelque soit son point de chute, à part une petite zone autour de B'.
Si la vitesse de chute était supérieure à 500m/mn (enveloppe presque entière et parachute en torche), le segment AA' se déplaçant vers le nord-ouest, on aurait encore une chance de "voir" tomber la radiosonde et d'effectuer un relevé de perte précis.



Méthode

Connaissant les limites des altitudes d'éclatement et de vitesse de chute représentant respectivement 80% des cas, on peut espérer déterminer une zone où une RS aura 64 chances sur 100 de tomber.
Lors du calcul avec BT on peut faire tracer les quatre combinaisons sur la même carte après avoir coché l'option "true" du sous-menu "Multiples Tracks"
Faire ensuite l'inventaire des points bien dégagés se trouvant à proximité d'une route permettant de pénétrer facilement et rapidement dans la zone.
Dans le cas où plusieurs équipes participent à la chasse, les répartir de façon à ce qu'elles puissent fournir des relevés se recoupant avec un angle proche de 90 degrés (près de A' et B dans l'exemple ci-dessus).
Lorsque l'impact a eu lieu et si le signal est perdu, on ratissera d'abord en priorité dans l'axe du dernier relevé, jusqu'en limite de la zone. Le ratissage se poursuivra, si nécessaire, de part et d'autre de ce relevé toujours à l'intérieur de la zone. Il sera temps ensuite de reprendre les recherches, dans l'axe du relevé de perte au delà des limites, pour éliminer les 10% de chances que la RS soit tombée en dehors des tolérances.

Incertitude sur le paramètre "altitude d'éclatement"

Les statistiques montrent la dispersion des valeurs pour chacun des paramètres utilisés pour le calcul avec Balloon-Track, en particulier la vitesse de chute et l'altitude d'éclatement. La vitesse de montée est relativement constante d'un radiosondage à l'autre car elle dépend surtout du volume du ballon en fin de gonflage.
En ce qui concerne l'altitude d'éclatement on constate des variations importantes. L'exemple de 108 lâchers effectués à l'automne 2008 par Trappes (graphe ci-contre) montre que l'éclatement peut se produire entre 15 et 34km d'altitude. Pourtant, si on élimine les 10% des cas extrêmes (en jaune sur le graphe) pour n'en retenir que 92, on voit que la fourchette se resserre entre 22 et 33km mais que la majorité des ballons éclatent plutôt entre 28 et 33km d'altitude. La valeur modale est de 32km mais elle ne représente que 28 cas sur les 92 retenus. La moyenne arithmétique des altitudes d'éclatement pour les 92 cas s'établit à 30km.
Pour le calcul de la zone probable on utilisera :
- la moyenne de 30 pour avoir un point de chute théorique "moyen"
- le minimum de 22 qui délimitera la zone vers le lieu de lâcher
- le maximum de 33 qui permettra de calculer la dérive maximale de la sonde
On ne perdra pas de vue que dans 20% des cas la sonde pourra retomber au delà ou en deçà de la zone probable de chute.

Deux autres exemples basés sur des radiosondages effectués en novembre et décembre 2008:

Idar-Oberstein : 21000m / 30000m / 36000m Remarque : très grande dispersion des mesures, la profondeur de la zone de chute est très grande.		Payerne : 31000m / 33000m / 35000m Remarque : très faible variabilité des altitudes d'éclatement en partie due à un gonflage rigoureux.

Statistiques

Les valeurs nécessaires pour les calculs de trajectoire avec BT sont rassemblées (quand elles sont disponibles) dans les fiches des stations de radiosondage (voir : Les stations de radiosondage ).
La rubrique "Altitude d'éclatement (80%) : " donne les trois valeurs de mini, moyenne et maxi définies ci-dessus.
Pour les vitesses de chute, les statistiques sont plus difficiles à obtenir. On peut facilement obtenir les vitesses de montée et de chute des RS décodables comme la RS92-SGP ou la M2K2 à condition de se trouver pas très loin du point de chute. La comparaison de la trajectoire mesurée avec la simulation effectuée avec BT permet d'optimiser les paramètres. Par contre, pour les RS non décodables, il faut noter soigneusement d'une part l'heure de décollage et d'éclatement pour calculer la vitesse de montée après avoir récupéré l'altitude d'éclatement, d'autre part l'heure de l'impact pour simuler la chute avec BT en respectant le timing.