L’activité radiosondes des radioamateurs

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).

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.
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 400 à 406 MHz.

Suivi de la trajectoire et enregistrement des données météo au sol.
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.
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.
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.
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 (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 ».
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.
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 en 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.
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).

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 ».
Les paramètres principaux d’un vol sont :
— 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).
— les coordonnées du point de lâcher (centre météo répertorié ou cabine automatique commandée à distance).
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.
Le plus curieux est que les prévisions sont faites à partir de données en prévisions mais calculées à partir des vols réels précédents.
Les fichiers réels des vents sont accessibles en mode « archive » sur le site.

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.
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.

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 sont acceptables, ou en tout cas servent d’alerte. Une prévision plus précise peut alors être faite par le radioamateur ou l’écouteur, lui-même, avec « balloon track ».

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 !
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.

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.

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 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).

Un appel est donc fait dans ce sens, pour le partage et la diffusion du savoir !

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.

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…

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 !

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, 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 :
« 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 radio-amateurisme 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 BHAF

Publicités

Publié le 3 octobre 2013, dans Uncategorized, et tagué . Bookmarquez ce permalien. Poster un commentaire.

Laisser un commentaire

Entrez vos coordonnées ci-dessous ou cliquez sur une icône pour vous connecter:

Logo WordPress.com

Vous commentez à l'aide de votre compte WordPress.com. Déconnexion / Changer )

Image Twitter

Vous commentez à l'aide de votre compte Twitter. Déconnexion / Changer )

Photo Facebook

Vous commentez à l'aide de votre compte Facebook. Déconnexion / Changer )

Photo Google+

Vous commentez à l'aide de votre compte Google+. Déconnexion / Changer )

Connexion à %s

%d blogueurs aiment cette page :