Un ballon de fête soulève quatorze grammes, pas son propre volume

L'air raréfié soulève moins, pas plus

La poussée vient du poids de l'air déplacé : là où l'air est plus rare, il y a moins de poids à déplacer et moins de portance à prendre. À 2 000 mètres, le même ballon de fête dégage 11,06 grammes au lieu de 14 — vingt et un pour cent de moins — et le kilogramme qui demandait 72 ballons au bord de mer en demande 91 dans une ville de montagne. Le sens du phénomène surprend ceux qui attendent d'un ballon qu'il monte plus volontiers dans l'air raréfié ; ce qui se passe réellement, c'est qu'un ballon lâché monte jusqu'à ce que l'air environnant soit assez léger pour l'égaler, et c'est exactement l'altitude à laquelle il s'arrête. Un ballon lancé en hauteur part déjà plus près de son propre plafond.

Ce que le comptage laisse de côté

Tout ce qui rattache la charge aux ballons. Soixante-douze rubans, l'adhésif, le harnais et la nacelle sont autant de charge utile, et sur un budget de quatorze grammes par ballon ils disparaissent à une vitesse inquiétante — un demi-gramme de ruban par ballon représente déjà trois et demi pour cent de la portance totale. Le calcul suppose aussi de l'hélium frais remplissant l'enveloppe complètement, ce qui est optimiste : une bouteille presque vide délivre une pression moindre et un ballon moins gonflé, et les atomes d'hélium sont assez petits pour diffuser à travers le latex, si bien qu'un ballon de fête est au sol en un jour ou deux quand un métallisé tient une semaine. Si les ballons doivent soutenir quelque chose une après-midi entière, commandes-en plus que le nombre annoncé.

Questions fréquentes

Pourquoi un gros ballon vaut-il tellement mieux ?

Parce que la portance vient du volume et le coût de la surface. Doubler le diamètre multiplie le volume par huit et la peau par quatre : la part utile croît deux fois plus vite que la part à porter. Ce seul rapport explique toute l'histoire du domaine : les ballons de fête sont des jouets inefficaces, les ballons-sondes emportent des instruments, et les dirigeables qui traversaient jadis les océans étaient énormes parce qu'il n'y avait pas d'autre façon de faire tenir les comptes. Il explique aussi pourquoi personne n'en a jamais construit de petit.

L'hydrogène soulèverait-il davantage ?

Un peu, et bien moins que sa réputation ne le laisse croire. Comme la portance vaut le poids de l'air déplacé moins le poids du gaz, et que l'hydrogène comme l'hélium sont déjà très légers face à l'air, échanger l'un pour l'autre ne gagne pas dix pour cent — pas le doublement que suggérerait une densité deux fois moindre. Mets ce gain modeste en face d'un gaz qui brûle volontiers dans l'air et le choix se fait tout seul dès qu'il y a du monde à proximité. L'hydrogène garde sa place dans les lâchers scientifiques sans équipage, où il coûte moins cher et où personne ne se tient dessous.