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Variations du pouvoir ascensionnel

Les facteurs prépondérants qui influent sur le pouvoir ascensionnel sont principalement la pression, la température, l’hygrométrie et la pureté du gaz . Ainsi :

• l’air et le gaz étant supposés se trouver aux mêmes température et pression, le pouvoir ascensionnel croît quand la pression atmosphérique augmente et quand la température diminue (loi de Mariotte-Gay Lussac), Pour l’hydrogène industriel (0°C, 760 mmHg), la variation du pouvoir ascensionnel croît de 1.6 gr/m³ par mmHg et décroît de -4.3gr/m³ pour 1°C.
• la température de l’air augmentant, le gaz restant à température et pression constantes, le pouvoir ascensionnel diminue (pour l’hydrogène industriel, -4.7 gr/m³ pour 1°C).
• la température de l’air restant constante, l’échauffement du gaz augmente son pouvoir ascensionnel (pour l’hydrogène industriel +0.4 gr/m³)
• L’introduction d’impuretés dans le gaz diminue le pouvoir ascensionnel. Si de l’air se mélange accidentellement avec de l’hydrogène industriel, la perte de pouvoir ascensionnel est de -12.04 gr/m³ pour 1% d’impuretés. Ainsi on peut dresser le tableau suivant pour l'hydrogène à 0°C, 760 mmHg :

Pratiquement :

• 867 gr/m³ est la valeur limite au-dessous de laquelle le mélange air hydrogène devient explosif (hydrogène 72%)
• Pour des questions de sécurité , on ne laisse jamais descendre le pouvoir ascensionnel d’un ballon à hydrogène en dessous de 980 gr/m³ (hydrogène à 81.4%)
• Dans les calculs d’efforts proportionnels au pouvoir ascensionnel on choisit la valeur maximum pratique (1.180 kg/m³). Pour l’évaluation de charge utile, on se place dans un cas défavorable (1.026 à 25°C et 760 mmHg). Enfin pour toutes les autres applications, une valeur moyenne de 1.1 kg/m³ est adoptée.