Capteur in situ
Capteur in situ pour ballons longue durée
Le développement d’instruments in situ au laboratoire s’est centré au cours des dernières années sur la conception de capteurs destinés à effectuer des mesures sous ballons longue durée, en réponse aux différents projets dans lesquels le laboratoire était impliqué. Les contraintes particulières associées à ce type de vol nécessitent en effet des développements spécifiques, afin de produire des capteurs de faible masse, consommant peu d’énergie, et capables de faire des mesures de qualité scientifique dans des environnements souvent difficiles (température pouvant atteindre -50°C dans les nacelles stratosphériques, milieu marin pour les vols de couche limite). De plus, ces instruments doivent être capables de fonctionner automatiquement pendant plusieurs semaines, voire plusieurs mois, sans aucune intervention humaine possible. Ils doivent donc faire l’objet de tests de fonctionnement poussés et d’un étalonnage soigné au laboratoire avant les vols. Les développements, tests et étalonnages sont entièrement réalisés par l’équipe technique ballon du laboratoire (actuellement 4 personnes sous la direction de B. Brioit), avec l’appui du bureau d’études et de l’atelier mécanique pour le dessin, la fabrication de certaines pièces et les aspects d’interfaçage mécanique des instruments dans les nacelles.
Actuellement, l’équipe technique ballon conçoit un nouvel ozonomètre destiné à être embarqué sous ballons pressurisés stratosphériques (BPS). L’instrument, qui pèse moins de 5 kg, est un photomètre travaillant dans l’UV (à 255 nm). Il effectuera son premier vol d’essai au printemps 2009, et sera embarqué sous 6 BPS lors de la campagne Concordiasi (Septembre 2009). Il sera par la suite également utilisé lors de la campagne Stratéole-Phase 2 (SP2), pour documenter le transport vertical à proximité de la tropopause équatoriale.
En parallèle, des études sont aussi entamées pour développer un hygromètre à point de givre miniature pour ballons de longue durée. Cet hygromètre utilisera des ondes acoustiques de surface pour détecter la présence de glace sur la partie sensible du capteur. Il doit ainsi pouvoir mesurer les très faibles quantités d’eau présentes en haute troposphère et basse stratosphère (de l’ordre du ppmv). L’instrument nécessite la disponibilité d’un banc d’étalonnage spécifique, capable de reproduire les conditions atmosphériques dans lesquels il volera (température de l’air entre -80°C et -60°C, température du point de givre entre -100°C et -80°C). Cet hygromètre sera utilisé pour la première fois lors de la campagne SP2. Il permettra de suivre l'assèchement des masses d’air à la tropopause équatoriale et d’étudier les mécanismes de ventilation de la zone de transition tropicale.
Enfin, le laboratoire entend reprendre l’initiative sur le développement des capteurs météorologiques de couche limite.
