Objectif :
Cette mesure permettra de connaître avec précision les contraintes thermiques subies par le matériel embarqué.

Capteur temperature interieure
Pour la température intérieure Laura /Jeremy et Antonin/Lea de 1STL ont choisi une CTN (résistance à coefficient de température négative) à cause de la simplicité d'utilisation et de la facilité de mise en œuvre.

Dispositif utilisé pour l'étalonnage
Il faut, bien sûr, un thermomètre de référence et une enceinte dans laquelle il faudrait faire varier la température d'environ -50°C à +40°C, ce qui n'est pas facile. De plus, du fait de la courte durée des séances de TP (2h), .les différentes températures devront être obtenues rapidement. Pou cela , nous avons choisi un godet métallique de faible volume (4cm x 5cm), qui contiendra une huile dans laquelle seront immergés les capteurs.

Ce godet sera refroidit ou réchauffé par un système composé d'un module à effet Peltier associé à son dissipateur que l'on pourra par exemple récupérer d'une glacière de voyage 12V .
Le module Peltier, lorsqu'il est alimenté, chauffe sur une de ses faces et refroidi sur l'autre. Un ventilateur d'alimentation de PC améliore l'évacuation des calories de la face chaude.
Il faut ensuite entourer le godet d'une mousse pour l'isoler thermiquement de l'ambiant. Pour cela, nous avons disposé un tube de 7,5cm ( tube de poêle) autour du godet et avons rempli l'espace entre le godet et le tube d'une mousse expansive isolante.
Le module à effet Peltier a été alimenté avec une alimentation pouvant fournir 5A sous 15V. On règle la température en faisant varier le courant . Suivant la polarité, l'enceinte refroidi ou bien chauffe.

Le ventilateur, doit être choisi le plus puissant possible, et est alimenté avec une autre alimentation.
Avec un ventilateur de 11W et en alimentant le module Peltier sous 5A, nous avons atteint --20°C dans le godet. Nous avons utilisé une huile inoffensive de type Marco ; à partir de -10°C , cette huile prend la consistance d'un gel, tout en restant opérationnelle.
Le thermomètre de référence est un modèle à thermocouple au dixième de degré souvent disponible dans le labo de physique des lycées.

Courbe d'etalonnage
Pour récupérer une tension à partir de la variation de résistance de la CTN, on a eu recours au montage ci-dessous . Les valeurs données sont les valeurs normalisées, en fait on a mesuré R1=119kO au lieu de 120kO, E=5,0V et Rctn=15,4kO à 25°C au lieu de 15,0kO0

Mesures effectuees en vol

Analyse des mesures :
On constate d'abord que la température minimale atteinte est de -35°C, alors qu'à l'extérieur la température atteint -50°C, cela prouve que malgré la non étanchéité de l'enceinte de la nacelle, sa constitution en polystyrène et la chaleur produite par les accus et l'électronique embarquée, permet d'éviter au matériel de subir les -50°C.

Ensuite, en corrélant la courbe d'altitude avec celle de la température intérieure, on relève que la température remonte à partir d'environ 14km d'altitude, ensuite après l'éclatement du ballon à 31km d'altitude, la température redescend jusqu'à -35°C. Le fait que la température intérieure a une même altitude soit plus basse à la descente qu'à la montée, peut s'expliquer par la vitesse de chute plus importante que la vitesse ascensionnelle , ce qui refroidit plus facilement l'intérieur de la nacelle.

Décollage de « Over the rainbow »