Envoyer une sonde dans l’espace : l’exploit des élèves du Collège Saint-Sacrement

Au Collège Saint-Sacrement de Terrebonne, un projet éducatif a permis à une vingtaine d’élèves de 3e secondaire d’envoyer un ballon-sonde à 28 000 m d’altitude. Encadrés par leur professeur de robotique, Pierre Guiot-Guillain, ils ont élaboré toutes les étapes, de la simulation du vol à la récupération du matériel.

Prendre des photos de la terre à 28 km d’altitude, tel est l’impressionnant défi que se sont lancé, la première semaine de juin, une vingtaine d’élèves de 3e secondaire du Collège Saint-Sacrement de Terrebonne dans le cadre du programme Innovation.  

« Pour que le projet soit mené à bien, j’ai divisé les élèves en groupes. Ils avaient chacun des tâches très particulières à effectuer et les ont parfaitement exécutées, explique Pierre Guiot-Guillain. L’un s’est chargé de la planification et de la simulation du vol, un autre de la fabrication de la charge utile, et un troisième de la communication et de la programmation ». De quoi se former dans des domaines comme la télémétrie ou encore la réception et la manipulation de données. 

Des simulations précises pour un vol maîtrisé

Pour obtenir le résultat attendu, les jeunes ont utilisé un simulateur de trajectoire alimenté par les données météo, jusqu’à six jours à l’avance. Une fois le volume d’hélium ajusté en fonction de la masse de la charge utile, la vitesse d’ascension et le parachute ont été intégrés au modèle afin d’estimer l’altitude d’éclatement du ballon et sa zone d’atterrissage. « On a réussi à calculer une trajectoire à 10 ou 15 km près », précise Pierre Guiot-Guillain. 

« Du début du projet avec les élèves au moment où l’on a récupéré le ballon, cela nous a pris une semaine et quatre cours en amont du lancement, détaille encore Pierre Guiot-Guillain. Pendant ces séances plus théoriques, ils ont étudié les raisons de l’éclatement, le fonctionnement du parachute ou encore les raisons de la dérive du ballon. Enfin, la veille du vol, ils ont pu peaufiner la simulation ». 

Le jour J, ils ont pu envoyer dans la stratosphère la boîte en styromousse renfermant le GPS, la caméra, le tout attaché à un parachute d’un mètre de diamètre et au ballon. « L’ensemble pesait 975 g pour un volume de 1,89 pi³, bien en deçà du plafond de 9 pi³ autorisé par Transports Canada ». 

Suivre un ballon de 3 m de diamètre  

« À l’origine, le groupe de programmateurs devait tenter de récupérer en direct les données collectées par la sonde et les rendre disponibles sur un site Internet. Cela comprenait la position de l’engin et les relevés de température à différentes altitudes, utiles pour les cours de sciences de 4e secondaire, mais tout n’a pas été possible », continue l’enseignant très fier d’avoir rendu ce projet réalisable.  

Pour le lancement de juin, le ballon de 3 m de diamètre a décollé de Terrebonne et s’est posé au Parc national de la Yamaska. Si le matériel envoyé dans l’espace était initialement équipé d’un émetteur radio, les élèves ont finalement dû se rabattre sur un GPS commercial, limité par la couverture cellulaire au-delà de 150 m d’altitude. C’est pourquoi, pour éviter de perdre la trace de l’appareil, ils ont compté sur leurs simulations. 

À l’issue du vol, les élèves et leurs enseignants ont pu récupérer la vidéo produite et dont la durée dépasse les deux heures. « Elle est très intéressante, car on y voit, dans un premier temps, Terrebonne et l’île des Moulins puis Montréal et sa région avant de s’envoler jusqu’à 28 000 m ». Malheureusement, le froid extrême a rapidement déchargé la batterie, privant les élèves de la descente. 

Une vraie chasse au trésor 

Mais s’il y a une chose que retiendront les élèves, c’est la véritable « chasse au trésor » qu’a représenté l’aventure pour retrouver le ballon.  

« Une fois le ballon en altitude, on est tous partis en bus, en suivant le signal GPS, continue Pierre Guiot-Guillain. On devait guider un conducteur de bus sans que celui-ci sache, en démarrant, où on finirait notre course ».  

Arrivé dans le Parc national de la Yamaska – non loin de Granby -,  le groupe a été confronté à une nouvelle difficulté : le ballon s’était écrasé dans une zone interdite au public. Il a donc fallu, pour l’enseignant, expliquer le projet et négocier l’accès avec le directeur du parc et un garde-parc. Escortés par un biologiste, ils ont finalement retrouvé la boîte et son ballon au milieu d’une zone en revitalisation écologique. 

 « Au-delà des compétences techniques acquises, on a vécu un beau moment de partage en groupe. Cela a créé de nombreux souvenirs impérissables », conclut l’enseignant qui sans nul doute remettra ce projet sur la table avec une nouvelle classe l’année prochaine.