RADIOSONDES
L’activité radiosondes des radioamateurs.
Nous commencerons par donner l’adresse du site qui rassemble des
pages sur ce sujet et qui sont réalisées avec le concours des personnes
qui suivent ces activités, sur les conseils de Roland F5ZV.
Vous trouverez sur ce site la liste des « contributeurs » ayant apporté
de l’eau au moulin, si on peut parler de moulin concernant les
radiosondes.
http://www.radiosonde.eu/
L’objectif de ce texte est tout simplement de présenter le mieux
possible le contenu de cette activité pratiquée par les radioamateurs.
Précision d’emblée qu’il n’est pas nécessaire d’être radioamateur pour
pratiquer, mais souvent des binômes ou des petites équipes se forment
autour de radioamateurs qui sont un peu plus formé à la radioélectricité
et au matériel adapté (antennes et récepteurs, la goniométrie...).
Nous allons cheminer tout au long de ce texte de présentation, en
répondant aux questions que tout le monde peut être amené à se poser.
Question : est-ce une activité « radioamateur » ?
Dans radiosondes, il y a le mot « radio ». En clair cela veut dire
que les données du « sondage » de l’atmosphère dans laquelle va évoluer
le ballon stratosphérique gonflé à l’hélium (ou à l’hydrogène) seront
communiquées au sol, (à la station météo qui a lâché la radiosonde),
sous forme d’une transmission radio. Le centre météo faisant lui, la
réception du sondage envoyé par la radiosonde, pour analyse et pour
alimenter constamment les ordinateurs mondiaux qui stockent les données
afin que chaque utilisateur puisse utiliser la météo telle que nous la
connaissons quotidiennement avec les bulletins télévisés par exemple.
Ainsi les données issues des radiosondes sont transformées en bulletins météo et servent dans beaucoup d’applications.
Le temps change constamment et les données aussi, même pendant le vol de la radiosonde qui dure environ 2 heures et demi.
La partie radio pour une radiosonde, c’est un émetteur dans la bande UHF radiosondes dont les fréquences vont de 400 à 406 MHz.
Les stations radioamateurs et les écouteurs peuvent capter les signaux envoyées par les radiosondes.
Chaque centre météo a ses propres fréquences attribuées judicieusement
de façon à ne pas gêner un sondage en cours dans un autre centre voisin.
L’activité radioamateur proprement dite qui consiste à utiliser des
fréquences dans les bandes radioamateurs n’existe pas dans les activités
radiosondes proprement dites sauf au niveau de conversations entre
radioamateurs pour aborder le sujet des radiosondes ou pour se
positionner par rapport à la trajectoire des radiosondes afin d’aller
les récupérer sur le terrain.
Les radioamateurs écoutent ce qui « vole » dans l’atmosphère dans la bande 400 à 406 MHz et cela quotidiennement. Les informations sur ces vols sont groupées sur des listes Yahoo : ex "Liste F5ZV".
Il y a des radiosondes régulières et d’autres exceptionnelles, envoyées
d’un endroit particulier comme des bateaux, des terrains d’aviation ou
des plateformes de forage pour des besoins de sondages météo
spécifiques, ou les militaires.
On dira que ces radiosondes sont rares et qu’elles suscitent un intérêt plus grand chez les connaisseurs et collectionneurs.
Question : de quelle météo s’agit-il ?
Il s’agit tout simplement de la source (une des sources) de la météorologie.
De nombreuses publications sur Interner, précisent les choses.
Définition d’une radiosonde :
Mesures physiques avec des capteurs dans l’atmosphère, dont on connait la position.
Constitution d’une radiosonde :
Un ballon (ou enveloppe Latex) comme vecteur ou véhicule porteur, chargé
de monter une charge à 35000 mètres (hauteur variable suivant le volume
du ballon).
La charge est une petite boite qui comporte les capteurs, le GPS pour le
positionnement dans l’ espace, l’ antenne, une pile alcaline et un
émetteur UHF dans la bande radiosondes 400 à 406 MHz.
Suivi de la trajectoire et enregistrement des données météo au sol à la montée.
Utilisation des données par les centres météo pour établir les cartes et les stocker dans les ordinateurs du réseau mondial.
Le public (dont les radioamateurs) peut accéder gratuitement à
certaines données sur les vents (force et direction), qui vont justement
servir à établir les prévisions de trajectoire ou les tendances de vol
des radiosondes. Voir le site « READY ».
Il faut admettre que les vents changent parfois très rapidement, et si
rapidement que les prévisions réservent des surprises mais sur un espace
de trois heures, les variations ne sont pas considérables.
Les écarts sont de quelques kilomètres. Exceptionnellement davantage.
Ce n’est pas le « prévisionniste » qui est en cause mais les variations
atmosphériques, suivant le courant jet (jet stream), les anticyclones ou
les dépressions du moment.
Les naissances des cumulonimbus et les orages qui apparaissent subitement.
Une autre idée difficile à admettre est que les données sur les vents sont fiables.
Oui, il faut les admettre comme fiables quand on veut faire des prévisions.
Elles restent valables sur des intervalles de temps courts mais avec un
décalage dans un sens ou dans un autre, ou parfois sans aucun décalage.
Jamais les prévisions sur les vents ne changent subitement
aléatoirement, parce que les calculateurs ont produit des tableaux qui
peuvent être utilisés dans les heures qui suivent et plus si
l’atmosphère est reconnue stable. Faire des prévisions à H-6 ! Au delà de H-12, il s'agit plutôt de "tendances".
Le tableau qui s’intitule « windgram » du site « READY » par exemple,
renseigne tout de suite, si l’atmosphère est stable ou non, et donc, les
prévisions restent valables beaucoup plus longtemps. Mais il faut les
faire à H-6 ou H-12 de préférence.
Question : que peuvent faire les radioamateurs, concrètement ?
Ils commencent par écouter les vols des RS (radiosondes). Il est
possible de « scanner » pour écouter plusieurs fréquences mises en
mémoire simultanément. Chaque trajectoire est visualisée à l’aide d’un
ordinateur utilisant un logiciel dédié comme le réputé « Sonde monitor »
(participation minime demandée).
Ce logiciel bien conçu et évolutif permet la réception de toutes les
radiosondes les plus courantes en Europe (types : M10, M2K2, RS92SGPA…).
Les fichiers de données sont mis en archives dans le PC, ce qui permet
de tracer à nouveau les trajectoires à postériori avec le mode « post
process ». Les stocker ne prend pas beaucoup de temps et d'espace mémoire.
Mais les données en temps réel ne sont visibles que sur une petite
fenêtre dite « processing » à la cadence imposée par la RS (par exemple :
toutes les secondes).
Après le vol, il est possible de pointer chaque point de la trajectoire,
en « zoomant » au préalable pour bien séparer les points. Chaque point de mesure est accessible mais il y en a des milliers pour un vol de RS.
La fenêtre est alors nommée « cursor data ».
Ainsi le radioamateur ou l’écouteur de RS se focalise plus sur
l’observation de la trajectoire, il fabrique des cartes de sa région (ou
du pays) sur mesure.
Ce qui intéresse avant tout, c’est l’éclatement de l’enveloppe Latex (ne
jamais dire « explosion ») appelé aussi « burst » par les anglo-saxons.
Ce point est remarquable car il est une transition entre la montée et la
descente de la RS. Il faut considérer deux périodes différentes dans un
vol de ballon.
Pour les curieux, on peut même voir avec les données, que le ballon continue sa montée (un peu) après l’éclatement !
La descente freinée par un parachute, est aussi intéressante à observer,
car le manque d’air au sommet du vol, fait que cette période commence
très rapidement en vitesse élevée comptée négativement. Positive en
montée. Mon record personnel en observateur est de -164 mètres par seconde! 590 km/h !
Des valeurs de -50 m/s sont courantes et on a déjà observé des vitesses
de l’ordre de -150 m/s (sans parachute, suite à un problème
d’ouverture probablement ou de l'absence du parachute?).
Il est indispensable de connaître ces paramètres de vitesse, en
montée (sensiblement constante) et en descente (variable), pour
configurer le second logiciel, de prévision de trajectoire, bien connu
lui aussi :
« balloon track ». Avec ce logiciel et les données READY vous aurez les prévisions de trajectoire.
Les paramètres principaux d’un vol sont : "setup"
— vitesses de montée et de descente (par exemple : 300 m/mn et 250 m/mn).
— altitude supposée du « burst » (suivant le type d’enveloppe et les statistiques ex : 26000 m).
— les coordonnées du point de lâcher (centre météo répertorié ou cabine automatique commandée à distance). Par exemple : 50.891N et 0;3165E, qui est l'endroit de la cabine automatique du centre de Herstmonceux dans le Sud du Royaume-Uni (UK).
Le logiciel va fournir l’allure de la trajectoire prévue à H-6 ou H-12,
et ce qui intéresse surtout les radioamateurs, les dernières coordonnées
du point de chute, si possible à l’altitude du sol.
Attention à l’altitude du sol, surtout en zone montagneuse, il faut en tenir compte.
Le logiciel pour remplir sa tâche de calcul, a besoin des informations
sur les vents : direction et force, sous forme de tableau des vents «
sounding » fourni par la NOAA (USA) organisme météo bien connu par le
nom de son site : « READY » dans le jargon des météorologues et des
aérostiers.
C'est le météorologue belge Luc Trullemans de l' IRM qui me l'avait communiqué. Routeur de Bertrand Piccard.
Le plus curieux est que les prévisions sont faites à partir de données
en prévisions mais calculées à partir des vols réels précédents pour toute la Planète.
Les fichiers réels des vents sont accessibles en mode « archive » sur le site "READY".
En résumé :
Pour cette question de connaître le point de chute de la RS, le
radioamateur ou l’écouteur l’a déjà déterminé à l’avance pour un temps
le plus rapproché du vol. (par exemple à H-6, avec la toute dernière
mise à jour du site « READY »).
Il est recommandé de bien manipuler le site « READY » sans lequel tous les travaux seraient impossibles à réaliser. C'est l'outil indispensable.
Voir les modes d’emploi, avant de commencer.
Une connaissance de la configuration du logiciel BT (balloon track) est
préférable sinon des erreurs seraient possibles dans l’évaluation des
points de chute, et cela se traduirait par des kilomètres en plus à
faire sur le terrain pour retrouver la RS. Faire une prévision ne dispense pas de finir l'approche à l'aide de la gonio !
Il existe un réseau d’alerte « alertes électroniques » géré par Françis F6AIU.
Cela consiste à recevoir dans sa boite mail, des prévisions de points de
chute à H-24 ou H-36. Elles sont moins précises évidemment que celles à
H-6, mais parfois, si l’air est stable (à vérifier avec le « windgram
»), elles seront acceptables, ou en tout cas serviront d’alerte. Une
prévision plus précise peut alors être faite par le radioamateur ou
l’écouteur, lui-même, avec « balloon track » avec les données H-6 ou à défaut H-12..
Une fois le point de chute d’une radiosonde déterminé, le
radioamateur ou l’écouteur peut envisager de partir « en expédition »
pour aller la chercher ! Le dernier point connu est le "DPC"!
Il peut servir à calculer les coordonnées du point de chute : "prévision de point de chute".
Mais c’est encore une autre histoire !
Il faut opérer dans la nature, par tous les temps et non plus dans son habitation.
Il est alors question de pratiquer l’activité de « chasseur de
radiosondes » et dans ce cas viennent s’ajouter quelques considérations
supplémentaires comme :
— La « dépollution des campagnes »,
— Le « tableau de chasse » avec le « gibier » plus ou moins nombreux que l’on a récupéré,
— Le « classement des participants ».
Il y a aussi les « collectionneurs » qui recherchent non pas la quantité
mais les différents types de radiosondes. Certains modèles sont devenus
rares et il existe des ventes sur les sites d’annonces.
Certains en font une compétition, pour être reconnu comme les plus
rapides, les plus adroits, mais il est recommandé par la communauté des «
chasseurs de radiosondes » de respecter une sorte d’esprit OM, bien que
la chasse n’a rien à voir avec la radio.
Par contre, il est d’usage par les radioamateurs qui sont chasseurs, de
se signaler sur une fréquence commune de la bande VHF radioamateur
(145,550 MHz).
Mais encore une fois, tout dépend des personnes et ce n’est pas une
obligation, enfin, ce n’est pas autorisé pour des écouteurs (non
radioamateurs).
Beaucoup de choses seraient à écrire sur les techniques de
récupération des radiosondes et en amont comment faire les prévisions et
s’équiper pour la « chasse ».
Question : que faire avec les radiosondes récupérées ?
Rien ou bien :
Les décortiquer pour récupérer des composants comme le GPS, ou les
changer de fréquence pour une utilisation radioamateur… Les capteurs de
températures sont intéressants car très précis à 0,1 %…
Accumuler les radiosondes dans une caisse ou les exposer sur une étagère !
Les données du vol et les coordonnées du point de chute réel, ne sont
pas communiquées et seront effacées pour ne pas encombrer l’ordinateur.
Bien sur chacun est libre, mais ce ne sont pas les bonnes méthodes à utiliser.
Il faut penser à ceux qui n’ont fait que des prévisions, des calculs de
points de chute et des captures de trajectoire, et qui seraient désireux
de savoir où est tombée la radiosonde exactement, pour simplement
vérifier leur estimation. Certains amateurs diffusent les coordonnées du "point d'impact" (landing point).
Il peut en effet, y avoir un « chasseur » et une quantité de
radioamateurs ou d’écouteurs intéressés par un même vol qui ne se
connaissent pas directement.
Les intérêts ne manquent pas, à commencer par l’observation de la trajectoire.
Elles sont rarement identiques. Il y a la montée plus ou moins rapide,
l’éclatement qui perturbe l’ouverture du parachute et la descente
vertigineuse suivi d’une stabilisation et enfin le « touchdown » dans un
endroit précis, mais souvent difficile d’ accès. Il y a de la place à côté, mais ces radiosondes ont tendances à nous en faire voir, en chutant dans les ronces, les bois, rarement en milieu urbain, mais ça arrive !
Ces paramètres peuvent intéresser des amateurs, et devraient être
largement diffusés sur des sites. La récupération d’un objet, si joli
soit-il n’est pas une finalité et les choses ne sont pas si simples.
Personnellement, je regrette qu’il y ait un « esprit OM » au moment de
la récupération physique d’un objet, mais rien de bien partagé en ce qui
concerne l’exploitation des données de la trajectoire et de la physique
de l’atmosphère sur chaque cas réel. Fournir les coordonnées GPS du point d'impact est un
minimum.
Disposer des radiosondes pour comparer la théorie et la pratique est un bien collectif inestimable.
Beaucoup de gens, non radioamateurs et non écouteurs, seraient
intéressés pour avoir quelques données à exploiter comme les
météorologues professionnels (ou les amateurs, les enseignants et les
étudiants).
En tout cas, des données réelles à exploiter, sont plus motivantes que
des données virtuelles dans les livres. Ne pas oublier qu’il y a des
programmes et des concours dans les écoles où cette matière est à
étudier :
Physique de l’atmosphère et l’aérostation (l’air et les ballons). Collèges (TAP), Lycées (TPE), classes préparatoires (TIPE) et grandes écoles.
Un appel est donc fait dans ce sens, pour le partage et la diffusion du savoir ! Un simple clic et le fichier du vol est envoyé !
A mon avis, le « chasseur de radiosondes » respecte une éthique mais
il a aussi des devoirs envers ceux qui s’intéressent à cette activité de
près ou de loin. Il serait bon d’avancer dans cet esprit de partage.
Question : que faut-il pour pratiquer la récupération des radiosondes ?
En ce qui concerne la radiosonde par elle-même, il est intéressant de connaître quelques notions sur la transmission par radio :
Le décodage des trames, la localisation et la lecture des fichiers de données dans l’ordinateur.
La réception radio en UHF suppose de connaître le matériel adapté et
ses performances de sensibilité, en mode FM (modulation de fréquence) ou
par d’autres systèmes comme par exemple le numérique ou la BLU, la
réception de l’harmonique 2 en mode BLU…
La réalisation des antennes est aussi une partie importante que les
radioamateurs sont susceptibles de faire dans leur activité. Les types
d’antennes sont :
— des verticales pour une utilisation à partir d’un véhicule.
— des antennes YAGI à plusieurs éléments (5 à 7) pour parcourir le terrain.
— des antennes directives à grand gain, dans une installation fixe, pour recevoir le signal de radiosondes lointaines.
Il faut savoir amplifier les signaux mais aussi les atténuer.
Donc fabriquer un amplificateur ou un atténuateur à intercaler entre le récepteur et l’antenne.
Enfin, comme les recherches sur le terrain sont parfois sportives, il
faut un équipement adapté, comme des vêtements pour la pluie ou le
froid, des chaussures ou des bottes suivant la nature du sol.
D’autres choses sont aussi indispensables, comme les cartes IGN, la
boussole et le GPS dans le véhicule pour tracer la route ou dans sa
poche.
Il faut interroger les sites de cartes comme GOOGLE EARTH et savoir
interpréter les vues satellites. Attention : tout parait facile à
l’écran ! Mais en vrai, il y a le relief (et les clôtures!).
Savoir comment progresser et procéder avec l’antenne pour faire un
repérage goniométrique. C’est un art et une pratique à apprendre par
expérience sur le terrain.
Ce n’est pas évident, ni facile et le débutant fait à coup sûr de
nombreuses erreurs. Il peut s’informer et recevoir les conseils des
chevronnés.
N’oublions pas de parler de la convivialité et du plaisir de rechercher
des radiosondes en groupe organisé, surtout dans les sorties nocturnes
qui demandent beaucoup de qualités d’orientation étant donné le peu de
repères visibles (les étoiles et les lampadaires), l’usage du GPS ne résout pas tout et rien de tel que
la pratique du terrain.
Le travail en équipe permet l’initiation des débutants qui peuvent
découvrir la radio et passer ultérieurement leur licence de
radioamateur, et pour les anciens radioamateurs de retrouver une
activité motivante et sportive avec la radio, la marche, l’orientation
et la goniométrie.
Question : que disent les textes sur ces activités ?
La définition du « chasseur de radiosondes » est la suivante :
« Activité qui consiste à traquer les radiosondes pendant leur vol et
après, dans le but de les retrouver géographiquement une fois au sol
par des moyens de radiogoniométrie ».
Une définition ressemblante à celle-ci est formulée dans l’activité
de la « chasse au renard » qui consiste à retrouver des balises
émettrices dans la nature.
Une autre activité consiste à chercher des balises de détresse de
type aviation. Cela concerne les radioamateurs ou radio transmetteurs
dans le cadre de leur activité « sécurité civile ».
Citons encore ce texte qui est publié par les « chasseurs de radiosondes » et qui concerne la définition du radio-amateurisme:
« Les radioamateurs sont des personnes qui pratiquent, sans
intérêt pécuniaire, un loisir technique permettant d’expérimenter les
techniques de transmission et par conséquent d’établir des liaisons
radio.
L’activité radioamateur permet d’acquérir ainsi des connaissances
techniques dans les domaines de la radio, de l’électronique et de
développer des liens d’amitié… »
Il faut préciser que ce n’est pas la définition officielle !
Voici un extrait de ce texte officiel :
« En application du Règlement des Radiocommunications de l’Union
Internationales des Télécommunications, le service d’amateur désigne un
service de radiocommunication ayant pour objet l’instruction
individuelle, l’intercommunication et les études techniques, effectuées
par des personnes dûment autorisées, s’intéressant à la technique de la
radioélectricité à titre uniquement personnel et sans intérêt pécuniaire
».
La différence est grande entre les deux textes :
D’un côté « un loisir technique »
De l’autre côté « un service de radiocommunication ayant pour objet
l’instruction individuelle, l’intercommunication et les études
techniques ».
On ne trouve pas dans les textes officiels ( IUT et ARCEP) la notion de « loisir technique », il y est question de « service ».
Pour conclure provisoirement, la présentation de l’activité
radiosondes chez les radioamateurs, ne porte pas d’obligation vis-à-vis
de la communauté partageant la même occupation.
Si on choisit l’optique d’un « service » qui a pour objet :
— l’instruction individuelle.
— l’intercommunication.
— les études techniques.
Il s’agit de la même activité, des mêmes radioamateurs et du même radioamateurisme.
Il apparaît alors comme une évidence, que pour enrichir le
radioamateurisme qui en a bien besoin, dans ce domaine porteur très
précis, le choix entre l’option :
— de la pratique d’un loisir technique : (qui n’exploite rien).
qui n’apporte aucune obligation vis-à-vis de la communauté n’est pas le
bon, par rapport au choix
d’un « service de radiocommunication » qui a
pour objet :
— l’instruction individuelle : apprendre et faire savoir avec les supports dont on dispose (les radiosondes).
— l’intercommunication : communiquer les savoir et les résultats à tous.
— les études techniques : expérimenter avec les données et le matériel
récupérés de façon à en tirer du savoir et à le partager.
Encore une fois, il faut encourager les initiatives, et que les participants à ces activités radiosondes mettent à disposition:
— des sites documentés.
— des blogs.
— des articles techniques.
— des comptes-rendus et des résultats détaillés sur des études de
l’atmosphère, de la météo, des vols avec leurs données sur la
trajectoire, des paramètres comme les positions, les vitesses, les
logiciels, les décodages, les GPS.. et le plus possible de technique sur
tous les aspects possibles sur ce qui nous « tombe du ciel »
gratuitement !
Un renouveau du radio-amateurisme est nécessaire.
Les activités radiosondes peuvent contribuer à aider au développement.
Chacun est libre d’aller ramasser des radiosondes et d’en faire ce qu’il
souhaite. Mais l’esprit OM ne serait-il pas de contribuer à enrichir
une passion avec un partage du savoir et du savoir faire que les
activités radiosondes nous apportent ?
Pour suivre les activités des radiosondes et des ballons, un blog est à votre disposition :
http://alerte-radiosondes.blogspot.com/
Vous pouvez envoyer des articles, des photos, des résultats ou
laisser vos commentaires. Les autres questions que vous pouvez vous
poser sont à faire parvenir au RAF, merci pour votre lecture.
Le 2 octobre 2013 pour le BRAF
