Solar Impulse


Solar Impulse
Solar Impulse
Création 29 juin 2004
Fondateurs Bertrand Piccard, André Borschberg,
Luiggino Torrigiani et Brian Jones
Personnages clés Bertrand Piccard et André Borschberg (pilotes)
Forme juridique Société anonyme
Siège social Drapeau de Suisse Lausanne (Suisse)
Activité Aéronautique
Produits Avion solaire monoplace
Effectif 65 (en 2009)
Site web www.solarimpulse.com
Chiffre d’affaires CHF 100 millions (budget)
soit 68 millions d'euros

Solar Impulse est un projet d'avion solaire entrepris à l'initiative de Bertrand Piccard et d'André Borschberg, à l'École polytechnique fédérale de Lausanne. Il vise à construire puis à faire voler de nuit comme de jour, sans carburant ni émissions polluantes, un avion monoplace à propulsion électrique alimentée uniquement par l'énergie solaire, jusqu’à effectuer un tour du monde. Le développement de Solar Impulse est assuré depuis 2003 par deux pilotes, Bertrand Piccard et André Borschberg[1].

Sommaire

Étapes du projet

Solar Impulse (HB-SIA) décolle pour la première fois le 3 décembre 2009 à Dübendorf.
  • 1999 : premières réflexions de Bertrand Piccard sur le projet.
  • 2003 : rencontre avec André Borschberg, étude de faisabilité à l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) et annonce du défi.
  • 2004-2006 : développement du concept.
  • 2007-2008 : design et fabrication du prototype immatriculé HB-SIA (Hotel Bravo Sierra India Alpha, HB faisant référence au préfixe d'immatriculaiton aéronautique de la Suisse, et les lettres SI correspondent à l'abréviation de Solar Impulse)
  • 2009-2010 : présentation du premier avion HB-SIA le 26 juin 2009. Premier vol d'essai de 87 min le 7 avril 2010 à 10 h 27 à l'aérodrome militaire de Payerne.
  • du 7 au 8 juillet 2010 : premier vol de 26 heures et 9 minutes sans interruption (vitesse moyenne de 23 nœuds, altitude maximum 28 000 pieds) incluant une nuit entière[2].
  • 2010 – 2011 : construction du deuxième avion immatriculé HB-SIB (Hôtel Bravo Solar Impulse Beta).
  • 13 mai 2011 : premier vol international du HB-SIA entre l'aérodrome militaire de Payerne (Suisse) et l’aéroport de Bruxelles (Belgique). Piloté par André Borschberg, l'avion a parcouru 630 km durant 13 heures, à la vitesse moyenne d'environ 50 km/h et à une altitude d'environ 12 000 pieds[3].
  • 14 juin 2011 : invité au Salon international de l'aéronautique et de l'espace de Paris-Le Bourget Solar Impulse a rejoint l'Aéroport Paris-Le Bourget. Piloté par André Borschberg l'avion a décollé de Bruxelles à 5h05. Après 16H05 de vol, l'avion a atterri à l'Aéroport du Bourget à 21H15.
  • À partir de 2012 : missions de plusieurs jours et traversée de l'Atlantique.
  • 2013 : tentative de tour du monde en plusieurs étapes, essentiellement dans l'hémisphère nord.

Vision

La démarche de Solar Impulse est à la fois scientifique, par toutes les recherches qu’elle implique, et écologique, par sa volonté d’inciter chacun à réduire sa consommation d'énergie.

Ce défi technologique majeur est aussi celui du changement climatique, celui d'une innovation industrielle et d'une prouesse sportive. En ce sens, il symbolise à lui seul le type d'actions à mener pour réduire les émissions de gaz à effet de serre, via l'usage d'énergies renouvelables. Le Solar Impulse utilise des solutions existantes, comme les cellules photovoltaïques, qui doivent être nettement améliorées. Mais, pour que le projet aboutisse, de nouvelles solutions doivent impérativement être inventées[4].

Défi

Le Solar Impulse n'est pas le premier avion solaire mais, à ce jour, aucun de ses prédécesseurs avec un pilote à bord n'a réussi à passer une nuit en vol. Par ailleurs, en l'absence de pilote automatique, la conduite de l'appareil nécessite une grande vigilance de la part du pilote, le prototype ne pouvant effectuer un virage avec une inclinaison supérieure à 5°, du fait de sa très grande envergure et de sa faible vitesse. Si tel était le cas, la voilure décrocherait et la situation serait irrécupérable[5]. Paradoxalement, un automate de pilotage automatique ou à distance pèserait certainement moins lourd que le pilote et ne se fatiguerait pas et il suffirait de se relayer au sol derrière les commandes tout comme pour le suivi des sondes spatiales et des drones militaires et civils !

Permettre à un engin de décoller et de rester en vol de manière autonome, de jour comme de de nuit, entièrement propulsé par l'énergie solaire, sans carburant ni pollution, n'est possible que si les technologies actuelles sont poussées à leurs limites absolues.

Avions

Prototype

Le prototype du premier avion, HB-SIA, pèse 1 600 kg pour une envergure de 64 mètres. Dépourvu de cabine pressurisée, il a pour mission de vérifier par l’expérience les hypothèses de travail ainsi que de valider la sélection des technologies et procédés de construction.

Des capteurs solaires aux hélices, la chaîne de propulsion du Solar Impulse est optimisée pour avoir le rendement le plus élevé possible. Son design a été pensé pour résister aux conditions hostiles que subissent les matériaux et le pilote en haute altitude, en intégrant les contraintes de poids aux impératifs de résistance.

Prise de vue de l'avion prototype dévoilé le 26 juin 2009 à Dübendorf
Cockpit du prototype Solar Impulse HB-SIA
Immatriculation : HB-SIA
Avion : Prototype
Envergure : 63,40 m [6]
Longueur : 21,85 m
Hauteur : 6,40 m
Masse : 1 600 kg
Motorisation : 4 moteurs électriques
de 10 ch chacun
Cellules photovoltaïques :
(nombre)
11 628 :
* 10 748 sur l’aile ;
* 880 sur le stabilisateur horizontal
Vitesse moyenne : 70 km·h-1
Plafond : 8 500 m
Date de présentation publique : 26 juin 2009

Source : le site de Solar Impulse : challenge[7]

Structure et matériaux

Solar Impulse est construit autour d'un squelette en matériau composite (fibre de carbone et nid d’abeille en sandwich). La surface inférieure des ailes est revêtue d’un film souple et la surface supérieure est couverte de cellules solaires encapsulées.

Système de propulsion

Sous les ailes sont fixées quatre gondoles, contenant chacune un moteur électrique, conçus par la société ETEL, une batterie de 70 accumulateurs, un système de gestion de la charge/décharge et de la température. L'isolation thermique a été conçue pour conserver la chaleur émise par les batteries et garantir leur fonctionnement malgré les températures de l'ordre de -40 °C rencontrées à 8 500 m. Chaque moteur a une puissance maximale de 10 ch. Les hélices bipales, de 3,5 m de diamètre, tournent à une vitesse de 200 à 400 tr/min.

Deuxième avion

En 2011, réalisation d'un deuxième avion, le HB-SIB. Ce dernier aura une cabine pressurisée pour effectuer des missions de longue durée, des traversées sans escale d'un continent et de l'océan Atlantique.

Le décollage de cet avion pour effectuer un tour du monde devrait avoir lieu en 2013. Cinq escales sont prévues, pour changer de pilote et présenter l’aventure au public ainsi qu'aux autorités politiques et scientifiques. Chaque tronçon du vol durera de 3 à 4 jours, ce qui est considéré comme le maximum supportable pour un pilote seul.

Une fois l'efficacité de la batterie améliorée, permettant ainsi de réduire le poids, un biplace est envisagé pour faire le tour du monde sans escale.

Efficacité énergétique

L’énergie contenue dans les batteries devra durer jusqu’au lever du Soleil et permettre à l’avion de poursuivre sa mission.

Énergie solaire

Les 11 628 cellules photovoltaïques en silicium monocristallin sont ultrafines (130 μm). Elles ont été sélectionnées pour leur rapport optimal poids/rendement.

Capacité de stockage

Avec une densité énergétique de 200 Wh/kg, les accumulateurs nécessaires pour le vol de nuit pèsent 400 kg (plus du quart de la masse totale de l'avion). Ce paramètre oblige à réduire drastiquement la masse du reste de l’avion, à optimiser toute la chaîne énergétique et à maximiser le rendement aérodynamique par un grand allongement et un profil d’aile conçu pour les basses vitesses.

Équipe

Le projet, qui a commencé en 2003, occupe 65 personnes en 2009.

Partenaires

La réalisation du projet est aussi assurée par une cinquantaine de partenaires, instituts de recherche et PME.

L'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) est sa conseillère scientifique officielle, le groupe Altran et Dassault Aviation son consultant aéronautique.

Solar Impulse bénéficie également depuis avril 2008 du parrainage de la Commission européenne.

Tradition d'exploration

La famille Piccard a déjà réalisé plusieurs premières dans le domaine de l'aéronautique : la capsule pressurisée et la première ascension stratosphérique en ballon (Auguste Piccard), le record de plongée en bathyscaphe (Jacques Piccard) et le premier tour du monde en ballon sans escale (Bertrand Piccard et Brian Jones).

Notes et références

  1. Solar Impulse: team
  2. (en) Solar-Powered Plane Flies for 26 Hours dans The New York Times du 8 juillet 2010.
  3. CNET.com
  4. livre de Robert Kandel Turning the Tide on Climate Change
  5. « Du bout des doigts ; Solar Impulse », dans Air & Cosmos, 16 juillet 2010 (ISSN 1240-3113) 
  6. Envergure comparable à celle de l'Airbus A340-500.
  7. Solar Impulse: challenge

Voir aussi

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Liens externes



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Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article Solar Impulse de Wikipédia en français (auteurs)

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