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Froid en ballon?

PEUR DU FROID ?

Vous êtes nombreux à penser qu’il fait froid en montgolfière. Détrompez-vous, il fait bon. Même plus que bon. Vous avez le chauffage central juste au-dessus de votre tête. C’est pourquoi nous vous conseillons vivement de prendre une casquette ou un couvre-chef lors de votre balade en ballon.

Quelques éléments scientifiques vous aideront certainement à saisir le phénomène.

La troposphère s'étend de 0 à 11 km. La température décroît linéairement de 6,5 °C par km, elle a donc une température de −56,5 °C à la tropopause. Les montgolfières volent généralement à une altitude de 450 m par rapport au sol, et la température n’est significativement différente qu’à partir de 700 m.

· La pression diminue quand on s'élève. En effet, elle n'est que la mesure du poids de la colonne d'air qu'on a au-dessus de soi. Plus on est haut, moins il y a d'air, moins c'est lourd et plus faible est la pression.
· Un gaz se refroidit lorsqu'on baisse sa pression. C'est presque vrai tout le temps. En tout cas, c'est vrai pour un extincteur à dioxyde de carbone (je n'ai pas dit gaz carbonique, il paraît que c'est mal élevé).
Lorsqu'on ouvre le robinet, le gaz, initialement sous pression à la température ambiante, se refroidit en se détendant au point de se solidifier et de donner de la neige carbonique.

Pour comprendre le refroidissement de l'atmosphère avec l'altitude, il faut la considérer comme un système dynamique, où l'air est chauffé au contact du sol. Il se dilate, sa densité diminue et il s'élève (merci Archimède). Ce faisant, il se refroidit puisque lors de son ascension sa pression diminue. Ce modèle n'est pas trop faux, et, soumis au calcul, il donne le bon ordre de grandeur pour le refroidissement (6° par km). Ceci n'est vrai que dans la basse atmosphère, où cette circulation se produit normalement. Il peut se produire aussi le phénomène inverse, lorsque la terre froide refroidit l'air à son contact. Cette couche d'air froid n'a pas tendance à s'élever car l'air au-dessus d'elle est plus chaud, donc moins dense. Elle reste donc immobile et piège tout ce qui s'y dégage de nauséabond et toxique. C'est l'effet d'inversion de température qui provoque le smog.
Quand on s'élève suffisamment haut, le refroidissement cesse, et les extrêmes confins de l'atmosphère sont même assez chauds, de l'ordre de 400° vers 200km d'altitude. Et là, c'est bien l'échauffement dû au Soleil qui se fait sentir