7 octobre 1870, Paris. Sous le regard des curieux, le ministre de l'Intérieur Léon Gambetta se hâte de rejoindre Montmartre. L'heure est grave : il doit s'échapper de la ville, assiégée par l'armée prussienne, pour rejoindre la résistance à Tours. Et quoi de mieux que d’emprunter la voie des airs. Comment ? Grâce à un ballon pardi !

Adrien Tournachon, Départ de Léon Gambetta à bord de l’Armand-Barbès, 1870, huile sur toile, 100 × 125 cm © Musée de l'Air et de l'Espace - Aéroport Paris-Le Bourget
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Un ballon à gaz, c’est une simple nacelle en osier à laquelle est attachée une immense enveloppe de tissu remplie de gaz. Pas n’importe lequel : un gaz plus léger que l’air atmosphérique. Ici, du gaz d’éclairage (méthane) et plus tard de l’hélium.

Comme tous les objets sur Terre, le ballon est soumis à une force qui le tire vers le bas, son poids. Pour qu’il puisse monter, il faut qu’une force, plus importante que son poids, le tire vers le haut. Cette force, c’est la poussée d’Archimède.

Illustration Sciencetips
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Il s’agit de la poussée verticale que subit tout corps plongé dans un fluide (comme l’air ou l’eau). Elle est égale au poids du fluide qu’elle déplace.

Lorsqu’on gonfle le ballon, celui-ci va déplacer un certain volume d’air (l’équivalent du volume de l’enveloppe). Et ce volume d’air a un poids.

Illustration Sciencetips
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Pour qu’il puisse s’envoler, il faut donc que le poids du ballon (nacelle, gaz et passagers compris) soit inférieur au poids de ce volume d’air déplacé. D’où l’intérêt de mettre dans le ballon un gaz plus léger que l’air !

L’hélium, par exemple, l’est 7 fois plus. De cette façon, la poussée d’Archimède est plus grande que le poids du ballon, donc il s’envole.

Les forces sont exprimées en Newton (N). Ici, par exemple, la force résultante qui permet de faire monter le ballon est : F(A) – F(P) = 100 - 80 = 20 Newton, illustration Sciencetips
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Il reste quand même un souci : on ne peut pas choisir la trajectoire (droite ou gauche) d'un ballon. C'est le vent qui décide ! On peut juste monter ou descendre pour tenter d'attraper un courant d'air plus favorable. S'il existe…

Léon Gambetta en fera d'ailleurs les frais : au lieu de se poser à Tours (au sud-ouest de Paris), son ballon atterrira… dans la région d'Amiens, au nord de Paris !

Aérostation au Siège de Paris, reproduction d'un ballon du Siège de Paris, salon de l'Aéronautique, Grand-Palais, 1909, Paris © Collection du musée de l'Air et de l'Espace photo : © Branger
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Pour en savoir plus :

Ah, s’échapper comme Gambetta… Difficile, en ces temps de confinement ! Pour admirer d'autres bijoux d'aviation en grandeur nature, il faudra s'envoler vers le musée de l'Air et de l'Espace et sa Grande Galerie Art Déco qui a fait peau neuve. Avions, peintures, objets d'art... cette collection exceptionnelle se trouve au Bourget, à moins d'une heure de Paris !

Mais en attendant, rendez-vous sur les réseaux sociaux avec le #ChallengeAirEspace. C’est tous les jours à 9h, ici !

Et pour découvrir l’origine des montgolfières, rendez-vous demain dans Artips !

Regarder une vidéo sur la première collection du musée de l'Air et de l'Espace en 1919 (vidéo)
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