Jacques Charles et Nicolas Roberts font la première ascension libre avec un ballon à hydrogène gazeux à Paris
Joseph et Étienne Montgolfier étaient deux des seize frères et sœurs d’une famille papetière prospère du sud de la France. Jacques-Alexandre-César Charles était un homme de science parisien courtois, bien connu pour ses conférences publiques de physique. Dans les années 1780, les frères Montgolfier et Charles se sont lancés dans une course spectaculaire pour léviter dans le ciel à l’aide de ballons à essence. 
Leurs « nuages artificiels », comme un écrivain a décrit les globes volants, fascineraient la capitale française et déclencheraient un engouement pour tout ce qui concerne les ballons. L’histoire des premiers ballons commence par un classique « Eureka! » moment. Comme Joseph Montgolfier (1740–1810) le raconta plus tard, il était assis près d’une cheminée un jour de 1782, pensant à l’île de Gibraltar, qui ressemblait à une forteresse, alors détenue par l’Espagne. En regardant les étincelles et la fumée monter dans le conduit de fumée, il a réfléchi à l’utilisation de l’air chaud à des fins militaires. La vapeur était utilisée depuis le début du siècle, et même à ce stade précoce de la révolution industrielle, des machines à vapeur améliorées fonctionnaient dans un nombre croissant de mines, de moulins et d’usines. Et si de l’air chauffé et en expansion pouvait soulever une sorte de moyen de transport pour transporter des soldats pour une invasion aérienne, tout comme la vapeur entraînait des pompes et des pistons ? 
Charles a d’abord pensé que les Montgolfiers avaient utilisé de l’hydrogène gazeux pour soulever leur ballon, car aucun autre gaz plus léger que l’air n’était connu à l’époque, et il ne savait pas encore que l’air atmosphérique ordinaire pouvait se dilater suffisamment lorsqu’il était chauffé pour soulever un tel ballon structure. Il recrute alors deux luthiers, les frères Anne-Jean et Marie-Noël Robert, pour l’aider à générer un volume immense et sans précédent d’hydrogène gazeux. Pour aider à payer cette entreprise coûteuse, le naturaliste et géologue Barthélemy Faujas de Saint-Fond a ouvert une souscription publique, vendant des billets pour une manifestation dont l’heure et le lieu seront annoncés. Malgré un tel flou, l’élite parisienne s’est rapidement inscrite, désireuse d’être parmi les premières à voir cette expérience audacieuse.
Faire voler les gaz 
Pour que les ballons décollent vraiment, les scientifiques devaient comprendre le fonctionnement des gaz. Bien qu’encore à ses balbutiements, la science des gaz progressait rapidement. Inspirés par les croyances des Lumières en la raison et le progrès, les philosophes naturels du XVIIIe siècle cherchaient à percer les mystères de la nature, y compris les propriétés de l’air, invisible et intouchable, mais omniprésent et nécessaire à la vie. Réalisant que l’air atmosphérique n’était pas une substance unique, les scientifiques ont travaillé pour séparer l’air en ses composants gazeux, en analysant et en observant les propriétés de chacun. L’Anglais Henry Cavendish avait isolé l’hydrogène en 1766, le nommant « air inflammable » pour sa capacité à brûler. Dans les années 1770, Joseph Priestley en Angleterre, Carl Wilhelm Scheele en Allemagne et Antoine-Laurent Lavoisier en France ont tous contribué à la découverte de l’oxygène. Priestley a appelé son gaz « l’air déphlogistiqué » parce qu’il manquait apparemment de « phlogistique », le composant universel du feu que l’on pensait alors résider dans toutes les substances combustibles.
En juin 1783, Lavoisier prouva que l’eau n’était pas un élément mais plutôt une combinaison d’hydrogène et d’oxygène. Il a rapidement été en mesure de renverser la théorie dominante du phlogistique, jetant les bases de la terminologie et des méthodes chimiques modernes. Charles apportera plus tard une contribution importante à cet effort en 1787, lorsqu’il formula la loi des gaz qui porte aujourd’hui son nom. Finalement élaborée par Joseph-Louis Gay-Lussac, la loi de Charles stipule que sous pression constante, le volume d’un poids fixe de gaz est directement proportionnel à sa température absolue – un principe qui s’avérerait essentiel au ballon.
An irrigation system using hydrogen balloons
— Best science (@best_the01) November 11, 2023
Inspirés par les croyances des Lumières en la raison et le progrès, les philosophes naturels du XVIIIe siècle cherchaient à percer les mystères de la nature, y compris les propriétés de l’air, invisible et intouchable, mais omniprésent et nécessaire à la vie.
Pour faire de son vaisseau volant une réalité, Charles s’est concentré sur la production d’assez «d’air inflammable» pour remplir un ballon en tissu de taille moyenne, qui a été recouvert de gomme dans le but de le rendre étanche à l’air et à l’eau. De grandes quantités d’acide chlorhydrique ont été versées dans un baril de limaille de fer, avec des tubes et des vannes pour contrôler la sortie de gaz résultante. Les frères Robert avaient inventé un dispositif ingénieux pour accélérer la production d’hydrogène : une sorte de bureau à tiroirs doublés de fer destiné à donner à l’acide plus de surface de métal à travailler. Cependant, l’appareil ne fonctionnait pas correctement, alors l’équipe a recommencé à utiliser le canon. Enfin, après d’innombrables difficultés techniques et retards, ils étaient prêts. Le 27 août 1783, trois mois seulement après la démonstration à l’air chaud des Montgolfiers dans le sud de la France, le premier ballon à hydrogène sans pilote au monde a décollé du Champ de Mars, le grand terrain de parade militaire de la capitale. Au début d’une violente tempête, le ballon s’est envolé droit dans le ciel et a été perdu de vue dans les nuages en quelques minutes.
Faujas de Saint-Fond décrit plus tard les réactions de la foule : « L’idée d’un corps séparé de la terre et voyageant dans l’espace avait quelque chose de si admirable et de si sublime, de si éloigné des lois ordinaires » que tous les spectateurs étaient enthousiasmés. . Même les dames ignoraient que la pluie gâchait leurs élégantes robes et coiffures alors qu’elles tournaient leur visage vers le ciel. Moins d’une heure plus tard, le ballon partiellement dégonflé atterrit dans un village à environ 25 km au nord de Paris, où des paysans, surpris par cette étrange apparition venue du ciel, l’attaquèrent avec des fourches et d’autres outils.
Bien que Charles ait pris les devants pour le moment, les frères Montgolfier, arrivés à Paris pour solliciter le patronage de leur projet, avaient gagné la faveur des fonctionnaires du gouvernement et du roi Louis XVI. En août, alors que Charles faisait les derniers préparatifs pour son lancement de ballon à hydrogène, les Montgolfier étaient occupés à construire un grand ballon pour une démonstration devant la famille royale et la cour au château de Versailles. Comme personne ne savait s’il y avait de l’air respirable au-dessus de la terre, les frères et leurs collaborateurs ont décidé d’envoyer trois animaux en altitude. Si le mouton, le canard et le coq survivaient au voyage, la voie serait dégagée pour permettre aux humains de voler. Le 19 septembre, après une inspection royale du ballon et de son appareil de chauffage – un brasier contenant de la paille et de la laine brûlantes – le navire décolle. L’immense foule de spectateurs a eu un moment d’anxiété lorsque le ballon s’est soudainement incliné et a perdu de l’air, mais il s’est rapidement redressé et s’est envolé, atterrissant doucement dans un bois voisin après un vol de huit minutes. Les trois animaux aéronautes étaient bien vivants.
Maintenant, la course était lancée pour l’honneur d’être le premier humain à voler. Le 15 octobre, Jean-François Pilâtre de Rozier monte en montgolfière captif, nom désormais donné aux montgolfières des frères. Le mois suivant a vu le tout premier vol libre habité, toujours dans une montgolfière. Décorée des emblèmes royaux en or sur fond bleu, cette magnifique construction, pilotée par Pilâtre de Rozier et François Laurent, le marquis d’Arlandes, a volé pendant 25 minutes. Bien que le ballon tournait fréquemment dans le vent, désorientant ses passagers, l’atterrissage s’est déroulé en toute sécurité. Le marquis rendit même visite à Benjamin Franklin ce soir-là pour raconter ses aventures. Le célèbre scientifique et homme d’État occupait alors le poste de ministre plénipotentiaire en France depuis les jeunes États-Unis. Vivant à Passy, alors juste à l’extérieur de Paris, Franklin a participé à un large éventail d’activités et de divertissements scientifiques de la ville. Il suivait avec impatience l’actualité des premiers ballons, et était témoin de cette ascension et d’autres, en envoyant des descriptions détaillées à ses correspondants à l’étranger. Répondant à un sceptique qui s’interrogeait sur l’utilité de la nouvelle invention, Franklin aurait posé la question rhétorique : «À quoi sert un nouveau-né ? Franklin n’a peut-être jamais prononcé ces mots exacts, mais il a écrit que les ballons « pourraient ouvrir la voie à certaines découvertes en philosophie naturelle dont nous n’avons actuellement aucune conception ».
Deux semaines seulement après que Pilâtre de Rozier et Laurent se sont envolés dans leur montgolfière à air chaud, le 1er décembre 1783, le premier vol habité en ballon à hydrogène a eu lieu. Jacques Charles et le facteur d’instruments Marie-Noël Robert ont volé pendant 2 heures sans précédent, parcourant près de 30 milles avant que leur charlière ne descende en toute sécurité sur la plaine de Nesle, au nord de Paris. Un joyeux groupe accueille les aéronautes, dont deux cavaliers qui ont galopé après le ballon. Après ce succès, Charles décide de remonter seul. Le ballon, maintenant moins lourd, s’est rapidement élevé à 9 000 pieds. Il rapporta plus tard que « le froid était vif et sec » à cette hauteur et la vue spectaculaire. Aucun humain n’avait jamais expérimenté ce qu’il avait vu : le soleil couchant « s’est levé pour moi seul, et a de nouveau paru dorer le ballon et la gondole de ses rayons. J’ai vu tout le reste de la nature plongé dans l’ombre. Malheureusement, une vive douleur à l’oreille interne le distrait de « cet inexprimable délice, cette extase de la contemplation », et il libère le gaz du ballon pour retourner sur terre.
Imaginer des ballons
Comme les images devaient plaire à un large public, les artistes ont mis l’accent sur la couleur, le drame et le spectacle des scènes. Des foules de gens apparaissent souvent sur les photos, tous se concentrant sur l’événement central, certains manifestement hors d’eux-mêmes avec enthousiasme. Les artistes ont eu tendance à montrer des moments clés des ascensions, comme les secondes tendues juste après le décollage ou les mésaventures dangereuses. Cependant, ils ont également inclus de nombreuses informations sur la construction des ballons et de leurs appareils associés, à la fois dans les images elles-mêmes et dans les longues légendes qui les accompagnaient parfois. Les empreintes de charlières à hydrogène qui décollent, par exemple, représentent presque toujours les barils utilisés pour produire « de l’air inflammable ». Même la commode doublée de fer abandonnée apparaît dans une impression du premier vol en ballon sans pilote de Charles. Les artistes des impressions de ballons ont peut-être copié ces détails à partir de schémas techniques dans des livres et des brochures scientifiques (voir encadré), peut-être pour ajouter une touche de précision scientifique à leurs images passionnantes.
Une nouvelle impression pourrait être terminée quelques jours seulement après l’événement qu’elle relatait, prête à être exposée dans les vitrines des magasins avec des dizaines d’autres images illustrant les détournements en constante évolution de la métropole.
Les foules lors des ascensions en ballon ou les personnes qui ont vu ou acheté des tirages des événements par la suite sont-elles réellement appris quelque chose sur la science des gaz grâce à leurs expériences ? Certains hommes et femmes l’ont sans aucun doute fait, en particulier s’ils avaient lu des livres ou des revues scientifiques, ou assisté à des conférences et des démonstrations données par Charles et d’autres. Les tailles comparatives des deux types de ballons ont peut-être fourni une leçon visuelle claire pour les curieux : l’hydrogène utilisé dans les charlières relativement petites était évidemment beaucoup plus léger que l’air soulevant les imposantes et larges montgolfières. Mais il semble probable que de nombreux participants n’étaient pas concernés par les questions de philosophie naturelle. Ils sont plutôt venus pour le pur plaisir de voir des ballons et des gens voler et pour l’intense expérience communautaire que les ascensions ont procurée.
Ballonomanie
À la fin de 1783, le vol en ballon était un véritable phénomène. La ballomanie, ou « balloonomanie », avait balayé le pays, les vaisseaux étant exposés non seulement dans des livres et des estampes, mais également utilisés comme embellissements pour les vêtements, les bijoux, la porcelaine, les rideaux, le papier peint et d’autres arts décoratifs. De nombreuses ascensions et jalons se sont produits au cours des années suivantes : la première femme aéronaute, qui a chanté des airs au-dessus de Lyon ; les premiers vols gratuits en Italie, aux États-Unis et en Angleterre ; un vol qui a duré 4 heures et parcouru plus de 160 miles ; et la première traversée de la Manche de l’Angleterre à la France.
En 1785, Pilâtre de Rozier, l’intrépide copilote du premier vol habité en montgolfière, projette de traverser la Manche en sens inverse. Pour cet exploit, financé par le gouvernement français à grands frais, il a conçu un Aéro-Montgolfière élaboré, un ballon tandem qui a fusionné les systèmes à air chaud et à hydrogène. Répondant à ceux qui l’avaient averti de l’extrême dangerosité d’une telle combinaison, il a soutenu que le brasier enflammé était installé suffisamment loin du gaz inflammable pour éviter le danger d’explosion. Peu de temps après le décollage, cependant, alors que le ballon luttait encore contre des vents contraires près du rivage, il a pris feu et s’est écrasé, le tuant ainsi que son passager.
Dans leur course vers le ciel, les frères Montgolfier et Jacques Charles avaient prouvé que l’air et le gaz pouvaient élever les gens bien au-dessus de la terre. Les premiers décès de la nouvelle ère du vol humain ont cependant montré les dangers de se fier à des substances aussi insaisissables et invisibles. Néanmoins, les ballons ont continué à monter, se transformant finalement en avions et même en vaisseaux spatiaux. Une fois atteint, l’ancien rêve de voler ne serait pas renoncé.
Ballon à hydrogène
En 1783, le premier voyage habité d’un ballon à hydrogène quitte Paris emportant le professeur Jacques Alexandre César Charles et Marie-Noël Robert à environ 600 m et atterrit à 43 km après 2 heures de vol. Robert a ensuite quitté le ballon, et Charles a poursuivi brièvement le vol jusqu’à 2700 m d’altitude, mesurée par un baromètre. Ce ballon rempli d’hydrogène était généralement sphérique et utilisait un filet, un anneau de charge, une valve, un appendice ouvert et un ballast de sable, qui devaient tous être universellement adoptés plus tard. Son générateur d’hydrogène mélangeait d’énormes quantités d’acide sulfurique avec de la limaille de fer. Le 27 août 1783, Charles avait lancé un ballon à hydrogène sans pilote, juste avant le vol des Montgolfier.
https://en.chateauversailles.fr/discover/history/key-dates/first-hot-air-balloon-flight