Solar Impulse

Le projet Solar Impulse vise à faire décoller et voler de façon autonome, de jour comme de nuit, un avion propulsé exclusivement à l'énergie solaire, jusqu'à effectuer un tour du monde sans carburant ni pollution.



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Modèle conceptuel du Solar Impulse exposé à Genève en avril 2004.

Le projet Solar Impulse vise à faire décoller et voler de façon autonome, de jour comme de nuit, un avion propulsé exclusivement à l'énergie solaire, jusqu'à effectuer un tour du monde sans carburant ni pollution.

Les pilotes du Solar Impulse sont aux commandes du projet depuis 2003. Il s'agit de Bertrand Piccard, le psychiatre aventurier, et André Borschberg, le pilote entrepreneur. Dès les premiers vols, ils se partageront les missions, l'appareil ne pouvant, pour le moment, accueillir qu'un seul pilote à la fois.

Les grandes étapes du projet

C'est un projet qui s'inscrit dans la durée :

L'objectif du projet est de faire le tour du monde. Le décollage devrait avoir lieu en mai 2011, pour un survol de la terre proche de l'équateur mais principalement dans l'hémisphère Nord. 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 reconnu comme le maximum supportable pour un pilote seul. Quand l'efficacité des batteries permettra d'en diminuer le poids, l'avion pourra embarquer deux pilotes pour des vols de particulièrement longues durées et un tour du monde sans escale deviendra alors envisageable.

Aérodynamique

L'envergure de l'avion est de 80 mètres, soit un peu plus que celle de l'Airbus A380, pour minimiser la traînée induite et offrir une surface maximale aux cellules solaires. Une charge alaire aussi faible (8 kg/m²) implique une plus grande sensibilité aux turbulences. La structure ultra-légère doit utiliser des fibres de carbone particulièrement adaptées.

Altitude max 12.000 m
Poids max 2000 kg
Vitesse moyenne 70 km/h
Envergure 80m
Puissance des 6 moteurs 10 kW
Poids des batteries 450 kg
Capacité des batteries 200 Wh/kg
Rendement photovoltaïque 0.2

Matériaux et structure

Tandis que les respectant les traditions sandwiches composites ont une masse surfacique de l'ordre de 10 kg/m², ceux développés pour le Solar Impulse devront peser de l'ordre de 0.5 kg/m². Ces matériaux pourraient en outre être équipés de fonctionnalités intégrées telles des capteurs d'intégrité, du contrôle actif de forme, etc.

Une «peau» composée de cellules solaires ultra-minces est intégrée dans les ailes. Ces cellules seront flexibles pour en suivre les déformations et vibrations et devront être encapsulées pour garantir une efficacité maximale dans l'ensemble des conditions, une résistance optimale aux agressions extérieures mais également une contribution structurale.

Énergie

Comme difficulté supplémentaire, l'énergie captée au cours de la journée servira non seulement à propulser l'avion, ainsi qu'à recharger des batteries pour assurer le vol de nuit. Le pilote aura par conséquent l'obligation absolue de se retrouver chaque soir avec des batteries pleines et d'économiser au maximum l'énergie à disposition pour tenir en l'air jusqu'au lever de soleil suivant. L'énergie est accumulée au cours de la journée dans des batteries au lithium disposées dans les ailes et pesant le quart du poids de l'appareil. Leur densité doit approcher les 200 Wh/kg, malgré des conditions de température variant de +80°C à –60°C.

Propulsion

La puissance moyenne sur 24 heures mise à disposition des moteurs par le soleil est quasiment identique (12 CV) à celle dont disposaient les frères Wright en 1903 quand ils ont réalisé le premier vol en avion de l'humanité. Le succès ne peut par conséquent passer que par une optimisation des rendements et une réduction générale du poids.

Ordinateur de bord

Un ordinateur optimise l'utilisation de l'énergie et apporte les données de vol au pilote ainsi qu'à l'équipe au sol. Le pilote maximalise l'efficacité en décidant à quel moment prendre de l'altitude et lorsque passer en mode planeur.

Cockpit

En raison du poids toujours excessif des batteries, l'habitacle ne pourra accueillir qu'un pilote, qui doit pouvoir opérer jusqu'à 12 000 mètres d'altitude, dans des conditions extrêmes de pression et de température. Le cockpit sera par conséquent équipé de différents dispositifs : pressurisation, diffuseur d'oxygène, élimination du CO2 et de l'humidité générée par le corps humain. Ces systèmes devront eux aussi être extrêmement modestes en termes de poids et de consommation énergétique pour ne pas pénaliser les besoins de la propulsion.

La réalisation du projet est assurée par un partenariat entre plusieurs entreprises et institutions dont les principales sont :

Solar Impulse bénéficie aussi depuis avril 2008 du parrainage de la Commission Européenne grâce, entre autres, au commissaire européen au transport Jacques Barrot.

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La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 29/03/2009.
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