Solar Impulse

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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 70 (en 2012)
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 des Suisses Bertrand Piccard et 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 émission polluante pendant le vol, un avion monoplace à moteurs électriques alimentés 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].

Étapes du projet[modifier | modifier le code]

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, le pilote, et Eric Freymond, directeur de Semper Gestion et premier investisseur du projet[2], étude de faisabilité à l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) et annonce du défi, soit le tour du Monde à l'énergie solaire en 2009.
  • 2004-2006 : développement du concept.
  • 2007-2008 : conception 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[3].
  • 2012 – 2013 : construction du deuxième avion immatriculé HB-SIB (Hotel Bravo Sierra India Bravo).
  • 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[4].
  • 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, en ayant au préalable chargé ses batteries avec le courant industriel belge. Piloté par André Borschberg l'avion a décollé de Bruxelles à 5 h 05. Après 16 h 5 min de vol, l'avion a atterri à l'aéroport du Bourget à 21 h 15.
  • Du 21 au 24 février 2012, André Borschberg effectue un vol de 72 heures dans un simulateur grandeur nature pour préparer le tour du monde de 2015[5].
  • 25 mai 2012 : André Borschberg à bord de l’avion HB-SIA relie Payerne à Madrid-Barajas en 17 h 3 min.
  • 5 juin 2012 : Bertrand Piccard poursuit vers Rabat, où il atterrit sur l'aéroport de Rabat-Salé après 18 h 30 min de vol
  • 21 juin 2012 : Après un premier essai (13 juin 2012), André Borschberg a finalement relié la destination finale de cette mission, l'aéroport de Ouarzazate, où a été inaugurée la centrale solaire développée par l'Agence marocaine de l'énergie solaire (MASEN).
  • 3 mai 2013 : Bertrand Piccard accomplit la première étape de la mission Across America, un vol de dix-huit heures de San Francisco à Phoenix.
  • 6 juillet 2013 : Solar Imulse (HB-SIA) réalise la dernière étape de la traversée des USA d'Ouest en Est, Washington - New York, C'est aussi le dernier vol de Solar impulse 1 (HB-SIA) qui est mis à la retraite à partir de ce jour là, il sera démonté et rapatrié par avion cargo en Suisse à Dubendorf. Solar Impulse (HB-SIA) à ainsi plus de 400 heures de vol à son actif.
  • 2013 : André Borschberg, le pilote de Solar Impulse, s'est abîmé sur le glacier du Brenay à Arolla, dans le Val d'Hérens (Valais, Suisse), dimanche 8 décembre 2013, alors qu'il pilotait son hélicoptère Robinson R44. Il s'en sort miraculeusement indemne[6].
  • 2014 : le premier avion Solar Impulse (HB-SIA) est mis en vente, le Musée des Sciences de Paris sera sa destination finale courant 2014.
  • 8 février 2014: Solar Imulse 2 (HB-SIB) est livré en pièce détachée par camion à l'aérodrome de Payerne, le premier convoi arrive à 16h dans le hangar.
  • 9 avril 2014 : la présentation officielle du second prototype "Solar Impulse 2" (HB-SIB) à lieu à l'aérodrome de Payerne en Suisse
  • 2 juin 2014 : Solar Impulse 2 réalise son premier vol d'essai sur la base militaire de Payerne en Suisse, au pilotage se trouve Markus Scherdel, pilote d'essai allemand qui a réalisé les premiers vols de Solar Impulse 1 (HB-SIA).
  • Mars 2015 : tentative de tour du monde en plusieurs étapes, essentiellement dans l'hémisphère nord.

Technologie[modifier | modifier le code]

La démarche de Solar Impulse est à la fois scientifique et technologique, par toutes les recherches qu’elle implique. Ce défi technologique est aussi celui d'une innovation industrielle et, pour certains, d'une prouesse sportive.

Le Solar Impulse utilise des solutions existantes, comme les cellules photovoltaïques. Mais, pour que le projet aboutisse, de nouvelles solutions doivent impérativement être inventées[7].

Défi[modifier | modifier le code]

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 pourrait décrocher et la situation serait irrécupérable[8]. Paradoxalement, un automate de pilotage automatique ou à distance pèserait certainement moins lourd que le pilote ; l'avion pourrait être dirigé du sol 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 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[modifier | modifier le code]

Prototype[modifier | modifier le code]

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 de 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
Caractéristiques du prototype[9]
Immatriculation HB-SIA
Avion Prototype
Envergure 63,40 m [10]
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
Plafond 8 500 m
Date de présentation publique 26 juin 2009

Structure et matériaux[modifier | modifier le code]

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 SunPower encapsulées.

Système de propulsion[modifier | modifier le code]

Sous les ailes sont fixées quatre nacelles, contenant chacune un moteur électrique, conçus par la société ETEL, une batterie de 70 accumulateurs, un système de gestion de la charge/décharge (BMS) 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 7.35 kW (10 ch). Les hélices bipales, de 3,50 m de diamètre, tournent à une vitesse de 200 à 400 tr/min.

Deuxième avion[modifier | modifier le code]

À partir de 2012, réalisation d'un deuxième avion, le HB-SIB. Ce dernier n'aura pas de cabine pressurisée mais pourra 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 2015. 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[modifier | modifier le code]

L’énergie contenue dans les batteries et l'énergie emmagasinée en prenant de l'altitude devraient durer jusqu’au lever du Soleil et permettre à l’avion de poursuivre sa mission.

Énergie solaire[modifier | modifier le code]

Les 11 628 cellules photovoltaïques en silicium monocristallin sont ultrafines (166 μm). Elles ont été sélectionnées pour leur rapport optimal poids/rendement.

Capacité de stockage[modifier | modifier le code]

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[modifier | modifier le code]

Le projet, qui a commencé en 2003, occupe 70 personnes en 2012.

Partenaires[modifier | modifier le code]

La réalisation du projet est aussi assurée par une centaine 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[modifier | modifier le code]

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, grand-père de Bertrand), le premier record de plongée en bathyscaphe (accompli par Don Walsh, lieutenant de l'US Navy et commandant de bord, et Jacques Piccard, père de Bertrand) et le premier tour du monde en ballon sans escale en 1999 (Bertrand Piccard et Brian Jones).

Notes et références[modifier | modifier le code]

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Article connexe[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]