Brevet FR3080361A1 — publié le 20191025

AEROSTAT PRESENTANT UN BALLON A DOUBLE ENVELOPPE Domaine de l'invention [1] La présente invention concerne un aérostat libre, comprenant au moins un ballon souple renfermant un gaz pouvant être pressurisé pour agir sur l'altitude de l'aérostat. Art antérieur [2] On connaît de nombreux types d'aérostats, qui volent en étant portés par un gaz porteur plus léger que l'air environnant. On connaît ainsi les ballons à air chaud, dans lesquels le gaz porteur est de l'air réchauffé pour présenter une masse volumique faible. On connaît également des ballons dans lesquels le gaz porteur a une masse volumique naturellement plus faible que l'air. L'hydrogène, qui a longtemps été utilisé comme gaz porteur, présentait de forts risques d'explosion et a été remplacé, dans la grande majorité des cas, par l'hélium. [3] Le ballon renfermant le gaz porteur peut être ouvert, dans sa partie inférieure, de telle sorte que le gaz porteur soit à la même pression que l'air environnant. Dans d'autres cas, ce ballon doit être fermé pour empêcher la sortie du gaz porteur. L'enveloppe constituant le ballon peut être, selon les cas, extensible ou non extensible. Quand un ballon fermé présente une enveloppe extensible, cette enveloppe se déforme lorsque la pression du gaz à l'intérieur de l'enveloppe est supérieure à la pression de l'air extérieur, afin de diminuer cet écart de pression en augmentant le volume du ballon. De telles enveloppes extensibles et fermées remplies de gaz porteur sont couramment utilisées, par exemple, pour les ballons-sondes servant à effectuer des mesures dans l'atmosphère. [4] Pour les aérostats libres, qui ne sont pas liés au sol par un câble, une des difficultés du pilotage est la gestion des changements d'altitude. Dans les ballons à air chaud, il est relativement facile de changer d'altitude en réchauffant l'air contenu dans le ballon, ou en le laissant refroidir. Dans les ballons contenant du gaz porteur non chauffé, une augmentation d'altitude peut être obtenue en lâchant du lest, et une diminution de l'altitude nécessite de laisser s'échapper dans l'atmosphère une partie 2 du gaz porteur. Les solutions pour les variations d'altitude ne permettent cependant qu'un nombre limité de déplacement verticaux, ce qui limite, dans la pratique, la durée des vols aérostatiques. [5] Pour pallier cette difficulté et autoriser des vols aérostatiques longs, au cours 5 desquels se succèdent de nombreux changements d'altitude, il a été imaginé de réaliser des aérostats comportant un ballon qui contient du gaz pouvant être pressurisé. [6] On connaît ainsi un aérostat comprenant deux ballons : un ballon porteur, rempli de gaz dont la masse volumique est plus faible que celle de l'air environnant, et 10 un ballon de lest, rempli d'un gaz qui est pressurisé pour présenter une masse volumique supérieure à celle de l'air environnant. Des moyens de pressurisation permettent de faire varier la pression du gaz au sein du ballon de lest, et ainsi de faire varier sa masse, ce qui a pour effet de modifier l'équilibre de l'aérostat par rapport à l'air environnant et donc de faire varier son altitude. 15 [007] Il a été également imaginé de réaliser des ballons porteurs fermés inextensibles, qui ne sont que partiellement gonflés lors de leur décollage. Lorsque l'altitude augmente et que la pression atmosphérique diminue, le gaz porteur peut se dilater jusqu'à ce que le ballon porteur soit entièrement gonflé. En revanche, une fois qu'il est gonflé, le ballon porteur bloque la dilatation du gaz en faisant monter sa 20 pression, ce qui maintient sensiblement constante la masse volumique du ballon porteur. L'altitude d'un tel ballon porteur tend donc à se stabiliser à une altitude plafond, à laquelle le gaz porteur sera maintenu à une pression supérieure à la pression atmosphérique. [8] Pour remplir efficacement son rôle, un ballon pressurisé, qu'il ait une fonction 25 de lest ou une fonction de ballon porteur, doit à la fois présenter une bonne étanchéité et une bonne résistance mécanique à l'expansion, lui permettant de faire monter la pression du gaz qu'il contient. [9] Les enveloppes de ballons permettant de répondre à ces exigences sont difficiles à fabriquer et donc très coûteuses. Par ailleurs, ces enveloppes peuvent facilement subir, lors de l'atterrissage de l'aérostat, des dommages affectant leur étanchéité. Elles doivent donc souvent être remplacées après chaque vol de l'aérostat. 3 L'utilisation d'aérostats présentant ce type de ballon pressurisé s'avère donc extrêmement coûteuse. Objectifs de l'invention [10] La présente invention a pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art 5 antérieur. [11] En particulier, la présente invention a pour objectif de proposer un aérostat dont les ballons puissent être fabriqués plus facilement, et pour un coût moindre. [12] Un autre objectif de l'invention est de permettre la réalisation plus facile de ballons pressurisés dans des aérostats, et en particulier de ballons de lest. 10 [013] Un objectif particulier de l'invention est de permettre la réalisation de ballons qui soient plus facilement réutilisables pour plusieurs vols de l'aérostat. [14] L'invention a également pour objectif, dans au moins certains de ses modes de réalisation, de permettre la fabrication de ballons permettant d'améliorer le contrôle de l'altitude de l'aérostat. 15 Exposé de l'invention [15] Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront plus clairement par la suite, sont atteints à l'aide d'un aérostat libre comprenant au moins un premier ballon apte à contenir un gaz à une pression supérieure à la pression atmosphérique pour réguler l'altitude de l'aérostat, dans lequel, selon l'invention, le premier ballon comporte deux 20 enveloppes : une enveloppe externe souple non étanche audit gaz, apte à résister à un effort supérieur à 20 000 N/m ; une enveloppe interne souple étanche audit gaz, placée à l'intérieur de ladite enveloppe externe. 25 [016] En dissociant la fonction d'étanchéité, réalisée par l'enveloppe interne, et la fonction de résistance à la pression, réalisée par l'enveloppe externe, il est possible de réaliser beaucoup plus facilement un ballon pouvant être pressurisé, c'est-à-dire contenir un gaz à une pression supérieure à la pression atmosphérique, ou pression de l'air entourant le ballon. Une telle pressurisation peut présenter un effet significatif 30 pour réguler l'altitude de l'aérostat quand la pression interne est, en tout point du 4 ballon, supérieure à la pression de l'air entourant le ballon. Cette pressurisation peut être obtenue par des moyens de pressurisation actifs, tels que des pompes, ou par le déplacement du ballon dans une zone dans laquelle la pression atmosphérique est différente. Dans ce dernier cas, la pressurisation du ballon est principalement due à la 5 baisse de la pression de l'air autour du ballon. [17] De préférence, cette enveloppe externe est composée de tissus à haute résistance mécanique choisis parmi : les tissus d'aramide ; les tissus de polyéthylène de masse molaire très élevée (UHMWPE) ; 10 les tissus de poly(p-phénylène-2,6-benzobisoxazole) (PB0). [18] De tels tissus permettent une grande résistance à l'expansion, qui permet de pressuriser efficacement le gaz dans le premier ballon. [19] Selon un mode de réalisation avantageux, cette enveloppe externe est composée de plusieurs lés de tissus, deux lés contigus étant assemblées par des 15 coutures réalisées à travers un pliage superposant au moins deux épaisseurs du tissu de chacun desdits deux lés, au moins une épaisseur de tissu de chacun desdits deux lés étant placée entre deux épaisseurs de tissu de l'autre desdits deux lés. [20] Un tel assemblage permet une bonne résistance à la traction. Il est à noter que, l'enveloppe externe n'étant pas étanche, il n'est pas nécessaire d'assurer l'étanchéité 20 de l'assemblage. [21] Préférentiellement, ces coutures sont des coutures en zigzag trois points. [22] De telles coutures, qui sont connues de l'homme du métier de la couture et sont utilisées notamment pour la fabrication des voiles de bateau, présentent une grande résistance mécanique sans fragiliser les tissus cousus. 25 [023] Avantageusement, l'enveloppe externe présente au moins deux coutures parallèles réalisées sur ledit pliage. Préférentiellement, elle présente trois coutures parallèles réalisées sur ledit pliage. [024] Selon un mode de réalisation avantageux, l'enveloppe externe présente une résistance mécanique apte à limiter l'augmentation de son volume à moins de 10% 30 quand la pression interne dudit premier ballon est supérieure de 30 hPa à la pression atmosphérique autour dudit premier ballon. 5 [25] Une telle résistance à l'expansion de l'enveloppe externe permet une pressurisation efficace du gaz dans le premier ballon. [26] De façon avantageuse, l'aérostat comprend des moyens de pressurisation aptes à augmenter la pression de gaz dans ledit premier ballon. 5 [027] Ces moyens de pressurisation, qui comprennent de préférence au moins une pompe, permettent d'augmenter la pression interne du premier ballon, indépendamment de la pression atmosphérique. [028] Selon un mode de réalisation possible de l'invention, le premier ballon constitue un ballon porteur de l'aérostat. 10 [029] Selon un autre mode de réalisation particulièrement avantageux, le premier ballon constitue un ballon de lest de l'aérostat, l'aérostat comprenant également au moins un second ballon constituant un ballon porteur. [030] Le second ballon peut alors, dans certains modes de réalisation, présenter également les caractéristiques indiquées ci-dessus pour le premier ballon. 15 [031] De façon avantageuse, au moins une enveloppe de l'un desdits ballons est composée de polymère électriquement conducteur. [032] Avantageusement, ce polymère est un polyuréthane mélangé à des composants électriquement conducteurs. Ces composants peuvent par exemple être des polymères conducteurs ou du carbone. 20 [033] Selon une caractéristique avantageuse, ce polymère comprend des fibres aptes à renforcer sa résistance mécanique. [34] Selon une autre caractéristique possible, ce polymère est contrecollé à un tissu. [35] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, l'aérostat comprend au moins deux ballons aptes à contenir un gaz à une pression supérieure à la pression 25 atmosphérique pour réguler l'altitude de l'aérostat, un premier desdits ballons étant prévu pour résister à une pression supérieure de 50 hPa à la pression atmosphérique, et un second desdits ballons étant prévu pour résister à une pression supérieure de 3 hPa à la pression atmosphérique. [36] Selon un autre mode de réalisation particulier de l'invention, l'aérostat 30 comprend au moins deux ballons, un premier desdits ballons étant aptes à contenir un gaz à une pression supérieure à la pression atmosphérique pour réguler l'altitude de 6 l'aérostat, et étant prévu pour résister à une pression supérieure de 20hpa, et de préférence supérieure de 50 hPa à la pression atmosphérique, et un second desdits ballons étant le ballon porteur. [37] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, l'aérostat comprend des 5 panneaux photovoltaïques placés devant au moins une partie de la surface d'au moins un des ballons de l'aérostat, à une distance suffisante pour permettre une circulation d'air entre ladite surface et lesdits panneaux photovoltaïques. [38] De façon particulièrement avantageuse, les panneaux photovoltaïques peuvent alimenter électriquement les moyens de pressurisation, et notamment une pompe. 10 L'aérostat peut ainsi présenter une grande autonomie dans la maitrise de ses variations d'altitude, ce qui permet la réalisation de vols de longue durée. Liste des figures [39] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante de modes de réalisation préférentiels, donnée à titre de simple exemple figuratif et non 15 limitatif, et accompagnée des figures parmi lesquelles : la figure 1 est une représentation schématique d'un aérostat selon un mode de réalisation de l'invention ; la figure 2A est une représentation schématique, en vue de coupe, du ballon de lest de l'aérostat de la figure 1, dans lequel le gaz n'est pas 20 pressurisé ; la figure 28 est une représentation schématique en vue de coupe du ballon de lest de l'aérostat de la figure 1 dans lequel le gaz est pressurisé ; la figure 3 est une vue de coupe schématique d'une portion de l'enveloppe externe du ballon de lest des figures 2A et 2B; 25 les figures 4A, 4B et 4C sont respectivement une vue de face de la connexion d'une manche sur le ballon de lest des figures 2A et 2B, et deux sections partielles de cette connexion ; la figure 5 est une vue de coupe schématique d'une portion de l'enveloppe du ballon porteur de l'aérostat de la figure 1; 7 la figure 6 est une vue schématique du ballon porteur de l'aérostat de la figure 1 partiellement recouvert de cellules photovoltaïques ; la figure 7 est une vue de coupe schématique d'une portion du ballon porteur de la figure 5, recouverte de cellules photovoltaïques. 5 Description détaillée de modes de réalisation de l'invention Composants de l'aérostat [40] La figure 1 est une représentation schématique d'un aérostat selon un mode de réalisation de l'invention. Cet aérostat comprend une nacelle 1 qui peut être pressurisée et/ou habitable, et est reliée par un câble 10 à un ballon porteur 2. Il 10 comprend également un ballon de lest 3, qui peut être placé sous la nacelle 1 ou entre la nacelle 1 et le ballon porteur 2. [41] Dans le cas où le ballon de lest 3 est placé entre la nacelle 1 et le ballon porteur 2, le câble 10 peut traverser le ballon de lest 3, comme le représente la figure 1. Dans ce cas, des joints d'étanchéité adaptés sont prévus aux points où le câble traverse le 15 ballon de lest. Il est également possible, dans d'autres mode de réalisation, que plusieurs câbles circulent le long du ballon de lest, ou que le ballon de lest 10 entoure ce câble 10. [42] Dans le mode de réalisation représenté, l'aérostat, présentant un poids d'environ une tonne, comporte un ballon porteur 2 capable de contenir environ 20 100 000 m3 de gaz porteur, et un ballon de lest 3 capable de contenir environ 1 000 m3 de gaz. Dans d'autres modes de réalisation possibles, l'aérostat peut comprendre un ballon porteur capable de contenir environ 1 000 m3 de gaz porteur, et un ballon de lest capable de contenir environ 1 000 m3 de gaz. Un tel aérostat pourrait par exemple être utilisé pour des vols à plus basse altitude. 25 Ballon porteur [043) Dans le mode de réalisation représenté, le ballon porteur 2 est un ballon fermé, rempli d'un gaz porteur non pressurisé qui peut être, par exemple, de l'hélium ou de l'hydrogène. Ce ballon 2 présente une masse volumique inférieure à celle de l'air environnant, et assure donc la portance de l'aérostat. Au niveau du sol, ce ballon n'est 30 que partiellement rempli de gaz porteur (environ 1 000 m3). En revanche, le gaz 8 porteur se dilate quand l'aérostat s'élève et que la pression atmosphérique diminue, pouvant aller jusqu'à gonfler complètement le ballon porteur comme le représente la figure 1. [44] De façon avantageuse, ce ballon 2 est composé de lés de polymère, qui sont 5 assemblés les uns aux autres par des bandes solidarisées aux bords de deux lés voisins. Cette solidarisation peut être faite, par exemple, par collage ou par thermosoudage. La figure 5 représente ainsi, en vue de coupe schématique, les bords de deux lés 21 et 22, qui sont recouverts par une bande de liaison 20 collée sur les lés 21 et 22. La bande de liaison 20 peut, par exemple, être formée par une sangle en fibre à haute résistance, 10 telle que l'aramide, le polyéthylène de masse molaire très élevée (souvent désigné par l'acronyme UHMWPE de l'expression anglaise « ultra high molecular weight polyethylene » ou par l'acronyme PEHD, pour « Polyéthylène Haute Densité »), ou le poly(p-phénylène-2,6-benzobisoxazole) (souvent désignés par l'acronyme « PBO » ou par le nom commercial « zylon »), courant le long du ballon 3 et assurant sa résistance 15 mécanique et la reprise d'efforts dans une direction verticale. Lorsque le ballon porteur est complètement gonflé, les lés de polymères peuvent alors former des renflements entre les bandes de liaison 20. Dans d'autres modes de réalisation, il est également possible de réaliser l'assemblage des lés sans utiliser de bandes, par exemple en thermosoudant les lés entre eux, ou en collant les lés sur la surface d'un 20 tissu de renfort. [45] Les lés peuvent être constitués de polymères tels que des polyéthylènes. Ils peuvent également, selon un mode de réalisation avantageux, être constitués de polyuréthanes thermoplastiques (souvent désignés par l'acronyme TPU, de l'expression anglaise « Thermoplastic Polyurethane ») ou d'autres polymères, 25 comprenant des polymères électriquement conducteurs, ou des charges électriquement conductrices telles que du carbone, de façon à rendre le ballon 2 antistatique. Dans ce cas, il peut être prévu de connecter électriquement les lés entre eux, par exemple en utilisant des bandes de liaison et/ou une colle électriquement conductrice. Dans un mode de réalisation avantageux, les polymères utilisés pour 30 constituer les lés peuvent intégrer des fibres renforçant leurs caractéristiques mécaniques. 9 [46] L'utilisation d'une telle enveloppe de polymère électriquement conducteur peut être avantageuse pour tous les ballons d'aérostats, que ces ballons présentent une ou plusieurs enveloppes, qu'ils soient pressurisés ou non, qu'ils soient ouverts ou fermés. En empêchant l'accumulation d'électricité statique, elle diminue le risque 5 d'apparition d'étincelles, ce qui permet de réduire considérablement le risque d'explosion, notamment pour les ballons gonflés à l'hydrogène. [47] Cette enveloppe de polymère peut être par exemple constituée de polyuréthane mélangé à des composants électriquement conducteurs, comme des polymères conducteurs ou des composants comme du carbone. Ce polymère peut 10 comprendre des fibres aptes à renforcer sa résistance mécanique, ou être contrecollé à un tissu, afin de présenter la résistance mécanique nécessaire pour constituer l'enveloppe unique du ballon. [48] Dans un autre mode de réalisation, non représenté, le ballon porteur peut comporter deux enveloppes indépendantes : une enveloppe externe non étanche au 15 gaz contenu dans le ballon mais résistante mécaniquement, et une enveloppe interne, à l'intérieur de l'enveloppe externe. [49] Ce ballon porteur peut ainsi constituer un ballon porteur fermé inextensible. L'enveloppe interne, qui n'est que partiellement gonflée lors du décollage, se gonfle ou se dilate quand l'altitude augmente et la pression atmosphérique diminue, jusqu'à 20 occuper tout le volume de l'enveloppe externe. A ce moment, l'enveloppe externe bloque la dilatation du gaz en faisant monter sa pression dans l'enveloppe externe, ce qui maintient sensiblement constante la masse volumique du ballon porteur. [50] L'utilisation d'un tel ballon porteur à double enveloppe permet donc de réaliser efficacement un aérostat dont l'altitude se stabilise à une altitude plafond 25 prédéterminée. Elle permet d'éviter à la fois l'ouverture du ballon porteur pour stabiliser l'altitude, la perte de gaz porteur, et le risque de mélange entre de l'air et du gaz porteur, potentiellement explosif, en particulier quand le gaz porteur est du dihydrogène. [51] D'autres avantages et caractéristiques de tels ballons pressurisés à double 30 enveloppe, et notamment les avantages de solidité et de facilité de réutilisation de tels ballons, sont expliqués plus en détail, ci-après, en lien avec le ballon de lest 3. 10 [52] Ballon de lest [53] Le ballon de lest 3 est destiné à contenir de l'air pressurisé, afin de présenter une masse volumique supérieure à celle de l'air environnant et ainsi à servir de lest pour l'aérostat. De façon avantageuse, ce ballon de lest 3 est relié, par l'intermédiaire 5 d'une manche 31, à un dispositif de pressurisation 11 situé dans la nacelle 1. Le dispositif de pressurisation 11 peut par exemple être constitué par une pompe ou un compresseur basse pression (surpression inférieure à 1000 hPa), qui permet avantageusement de faire varier la pression de l'air à l'intérieur du ballon de lest 3, afin de changer sa masse volumique. En changeant cette masse volumique du ballon 10 de lest 3, il est possible de modifier l'équilibre des forces entre l'aérostat et l'air environnant, et ainsi de faire varier l'altitude de l'aérostat. [54] Ainsi, dans le mode de réalisation représenté, le ballon de lest 3 présente une hauteur d'environ 21 m et un diamètre d'environ 8 m. Il pèse environ 120 kg quand sa pression interne est égale à la pression atmosphérique, et peut peser jusqu'à environ 15 280 kg quand sa pression interne est supérieure de 200 hPa à la pression atmosphérique. La pression atmosphérique, dans la présente demande, est la pression de l'air entourant le ballon, qui est variable en fonction de l'altitude de celui-ci. [55] Pour permettre l'augmentation de la pression de l'air à l'intérieur du ballon de lest 3, il est nécessaire que celui-ci soit non extensible, résistant à la pression et 20 étanche à l'air. Par l'expression « non extensible », on comprend, dans la présente demande de brevet, que le volume du ballon de lest ne doit pas augmenter de plus de 10%, et de préférence 5%, quand la pression interne est supérieure de 30 hPa à la pression externe. [56] Pour que le ballon de lest 3 remplisse ces conditions et qu'il puisse être produit 25 pour un coût raisonnable, il est prévu selon l'invention qu'il présente une structure particulière, visible sur les figures 2A et 2B. La figure 2A représente ainsi le ballon de lest 3 dans lequel le gaz n'est pas pressurisé, et la figure 28 représente ce ballon de lest dans lequel le gaz est pressurisé. Comme le montrent ces figures, le ballon de lest 3 est composé de deux enveloppes. 30 Enveloppe externe du ballon de lest 11 [057] Une enveloppe externe 32 est conçue pour présenter une résistance mécanique à la pression interne du ballon de lest 3, et notamment pour être non extensible, c'est-à-dire pour empêcher l'expansion du ballon lorsque sa pression interne augmente, et pour éviter une déchirure du ballon sous l'effet de cette pression 5 interne ou sous l'effet d'un contact extérieur, par exemple le contact avec le sol ou avec la végétation lors de l'atterrissage de l'aérostat. Cette enveloppe extérieure n'assure en revanche pas l'étanchéité du ballon de lest 3. [058] De façon avantageuse, l'enveloppe externe 32 peut être fabriquée avec un tissu présentant une haute résistance en traction, tel que l'aramide, le polyéthylène de 10 masse molaire très élevée (UHMWPE ou PEND), ou le poly(p-phénylène-2,6- benzobisoxazole) (PBO ou zylon). Cette enveloppe externe est constituée d'une pluralité de lés de tissu qui doivent être assemblés par des coutures particulièrement solides pour résister à la pression interne. Pour cela, il a été imaginé d'assembler ces lés par trois coutures en zigzag trois points sur un double retourné (coutures 15 rabattues). La figure 3 montre une vue de coupe d'une portion de l'enveloppe externe 32 illustrant ces coutures. Les lés 321 et 322 de tissu sont ainsi pliés de façon à pouvoir réaliser plusieurs coutures parallèles 323, au moins deux et de préférence trois, à travers le double retourné formant quatre épaisseurs de tissu. Chacune de ces coutures est de préférence une couture en zigzag trois points, comme le représente la 20 figure 3, qui présente une grande solidité. Enveloppe interne du ballon de lest [059] Pour assurer cette étanchéité, le ballon de lest 3 comporte une enveloppe interne 33, ou chambre à air, ou vessie, à la fois déformable et étanche, qui est placée à l'intérieur de l'enveloppe externe 32. 25 [060] Cette enveloppe interne 33 peut par exemple être constituée par une membrane polymère, comme du polyuréthane thermoplastique. Quand sa pression interne n'est pas supérieure à la pression de l'air environnant, cette enveloppe interne 33 peut présenter une forme différente de celle de l'enveloppe externe 32, comme le représente la figure 2A. En revanche, quand sa pression interne augmente, cette 30 enveloppe interne 33 gonfle jusqu'à épouser les formes de l'enveloppe externe 32, comme le représente la figure 2B. 12 [61] Sur la figure 3A, l'enveloppe externe 32 est représentée avec la forme qu'elle adopte quand le ballon de lest 3 est gonflé. Cette enveloppe externe 32 étant souple, elle peut bien sûr se replier, par exemple en s'affaissant sur l'enveloppe interne 33. Il est d'ailleurs possible que l'enveloppe interne 33 soit fixée, en plusieurs points, à 5 l'enveloppe externe 32. [62] Dans le mode de réalisation représenté par la figure 3, l'enveloppe interne est une vessie étanche extensible, pouvant se dilater sous l'effet de sa pression. Il est cependant possible, dans d'autre modes de réalisation, que cette enveloppe interne soit inextensible, et qu'elle présente des dimensions supérieures à celui de l'enveloppe 10 externe lui permettant, sous l'effet de la pression, d'épouser la forme de l'enveloppe externe. Sa forme peut, dans ce cas, être différente de la forme de l'enveloppe externe 32. Dans ce cas, l'enveloppe interne 33 ne se gonfle pas entièrement quand le ballon de lest 3A est gonflé, le gonflement de l'enveloppe interne 33 étant limité par la forme et le volume de l'enveloppe externe 32. 15 [063] L'utilisation de cette double enveloppe pour fabriquer un ballon présente plusieurs avantages. Elle permet d'utiliser pour l'enveloppe externe un tissu résistant qui n'est pas étanche, et qui est par conséquent moins onéreux. Elle permet également de réaliser des coutures sur l'enveloppe externe sans avoir à assurer l'étanchéité de ces coutures. En effet, quand des coutures sont réalisées sur un tissu 20 rendu étanche, l'application d'une force de traction sur ces coutures entraîne une déformation des coutures ayant souvent pour effet de rompre l'étanchéité. [064] La présence de l'enveloppe externe, entourant l'enveloppe interne, permet de protéger l'enveloppe interne contre des agressions externes pouvant la crever et rompre son étanchéité. Elle permet, en cas de dommages sur le ballon pressurisé, de 25 limiter les frais résultant de ces dommages, l'enveloppe externe pouvant être réparée facilement et l'enveloppe interne pouvant être changée à peu de frais. L'enveloppe interne ne devant pas nécessairement avoir la même forme que l'enveloppe externe, elle peut présenter une forme facile à fabriquer, et donc être fabriquée pour un coût relativement faible. 30 Manche et jonction avec le ballon de lest 13 [65] De façon avantageuse, la manche 31 peut, comme le ballon de lest 3, être composée de deux enveloppes : une enveloppe externe résistante à la pression mais non étanche, et une enveloppe interne extensible et étanche à l'air. [66] Les figures 4A, 4B et 4C représentent la jonction entre la manche 31 et le ballon 5 de lest 3. Pour effectuer cette jonction, on découpe une ouverture 4 dans un lé 324 formant l'enveloppe externe 32. Cette ouverture 4 est de préférence rectangulaire, avec des bords perpendiculaires à la direction des fils de la toile du lé 324. Le long des bords de cette ouverture, la toile du lé 324 est repliée sur elle-même sur une faible largeur. Un cadre 40, par exemple un carré formé de tubes métalliques soudés, est 10 placé au milieu de cette ouverture 4. [67] Comme le représentent les figures 4A et 4B, une bande de toile 41 passe autour de l'un des côtés de ce carré 40. Les deux extrémités de cette bande 41 sont cousues, ensemble, avec la toile du lé 324, au niveau d'un bord de l'ouverture 4, pour attacher le cadre 4 au lé 324. Cette couture 42 est de préférence une triple couture en zigzag 15 trois points sur un double retourné. Par ailleurs, comme le montre la figure 4B, une portion 311 de l'enveloppe externe 310 de la manche 31 (représentée uniquement sur la figure 4B) passe dans le cadre 40, puis s'étend le long de la bande 41 avant d'être cousue, avec cette bande 41, au lé 324. [68] Trois autres bandes semblables à la bande 41, non représentées sur les figures, 20 sont montées de la même manière pour attacher, respectivement, les trois autres côtés du cadre 40 et trois autres portions de l'enveloppe 310 de la manche 31 au lé 324, respectivement au niveau des trois autres côtés de l'ouverture 4. Ce montage permet d'attacher solidement l'enveloppe externe 310 de la manche 31 à l'enveloppe externe 32 du ballon de lest 3. 25 [069] Par ailleurs, à côté du cadre 40, une bande de toile 43 relie l'un à l'autre deux bords opposés de l'ouverture, en étant cousue avec le lé 324, au niveau de ces bords, par des coutures 44 et 45. Ces coutures 44 et 45 sont de préférence des triples coutures en zigzag trois points sur un double retourné. Trois autres bandes semblables à la bande 43, non représentées sur les figures, sont montées de la même manière des 30 trois autres côtés du cadre 40. Ces bandes permettent d'éviter que l'ouverture 4 entraîne une rupture de la reprise des efforts de traction appliqués sur le lé 324. 14 [70] De préférence, l'enveloppe interne 33 du ballon de lest 3 se prolonge sur toute la longueur de la manche 31 afin de former l'enveloppe interne de cette manche 31, sans qu'aucune rupture d'étanchéité n'apparaisse entre le ballon de lest 3 et la manche 31. 5 Panneaux photovoltaïques [71] Selon un mode de réalisation avantageux, une partie du ballon porteur 2 peut être recouvert de panneaux photovoltaïques 29, qui sont de préférence des panneaux souples. De préférence, comme le représente la figure 7, ces panneaux 29 peuvent être fixés aux bandes de liaison 20 par l'intermédiaire d'entretoises 290 collées, 10 cousues ou assemblées par tout autre moyen sur ces bandes de liaison 20. Ces entretoises assurent que les panneaux photovoltaïques sont placés à une distance suffisante de la surface du ballon porteur 2 pour former une lame d'air entre le ballon 2 et les panneaux photovoltaïques, et permettre ainsi une circulation d'air évitant que les panneaux, en chauffant, ne produisent un échauffement non désiré du ballon 15 porteur 2. [72] Dans d'autres modes de réalisation possibles, les panneaux photovoltaïques 29 peuvent également être placés devant au moins une partie de la surface du ballon de lest, à une distance suffisante pour permettre une circulation d'air entre cette surface et les panneaux photovoltaïques 29. 20 [073] Une telle distance suffisante pour permettre la circulation d'air est variable selon les dimensions des panneaux photovoltaïques, et pourra être déterminée par l'homme du métier. A titre indicatif, cette distance peut être d'environ 0.5 % de la distance minimum entre les bords libres des panneaux. Ainsi, pour des panneaux de deux mètres de largeur, l'épaisseur de cette lame d'air séparant les panneaux de la 25 surface du ballon peut être de 1 cm. [074] Ces panneaux photovoltaïques 29 peuvent, avantageusement, fournir l'énergie électrique permettant de faire fonctionner le compresseur formant les moyens de pressurisation 11, et ainsi de faire varier l'altitude de l'aérostat. REVENDICATIONS1. Aérostat libre comprenant au moins un premier ballon (3) apte à contenir un gaz à une pression supérieure à la pression atmosphérique pour réguler l'altitude de l'aérostat, caractérisé en ce que ledit premier ballon (3) comporte deux enveloppes : - une enveloppe externe (32) souple non étanche audit gaz, apte à résister à un effort supérieur à 20 000 N/m ; - une enveloppe interne (33) souple étanche audit gaz, placée à l'intérieur de ladite enveloppe externe (32). 2. Aérostat selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite enveloppe externe (33) est composée de plusieurs lés de tissu, deux lés contigus (321, 322) étant assemblés par des coutures (323) réalisées à travers un pliage superposant au moins deux épaisseurs du tissu de chacun desdits deux lés (321, 322), au moins une épaisseur de tissu de chacun desdits deux lés étant placée entre deux épaisseurs de tissu de l'autre desdits deux lés. 3. Aérostat selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdites coutures (323) sont des coutures en zigzag trois points. 4. Aérostat selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que ladite enveloppe externe (32) présente au moins deux coutures (323) parallèles réalisées sur ledit pliage. 5. Aérostat selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite enveloppe externe (32) présente une résistance mécanique apte à limiter l'augmentation de son volume à moins de 10% quand la pression interne dudit premier ballon (3) est supérieure de 30 hPa à la pression atmosphérique autour dudit premier ballon (3). 6. Aérostat selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de pressurisation (11) aptes à augmenter la pression de gaz dans ledit premier ballon (3). 16 7. Aérostat selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit premier ballon constitue un ballon porteur de l'aérostat. 8. Aérostat selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit premier ballon (3) constitue un ballon de lest de l'aérostat, l'aérostat 5 comprenant également au moins un second ballon (2) constituant un ballon porteur. 9. Aérostat selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une enveloppe de l'un desdits ballons (2, 3) est composée de polymère électriquement conducteur. 10 10. Aérostat selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des panneaux photovoltaïques (29) placés devant au moins une partie de la surface d'au moins un des ballons (2) de l'aérostat, à une distance suffisante pour permettre une circulation d'air entre ladite surface et lesdits panneaux photovoltaïques (29).