L’avion expérimental Solar Impulse 2 a été dévoilé ce mercredi 9 avril sur la base militaire de Payerne en Suisse. Plus rapide que son prédécesseur, cet avion électrique pourrait bien boucler un tour du monde en 5 étapes à l’aide de la seule énergie solaire. C’est en tous cas ce qu’envisagent ses créateurs Bertrand Piccard et André Borschberg, et cela dès 2015.

[stextbox id=”info”]L’obsession de la légèreté[/stextbox]

Si le nouveau prototype de l’avion à énergie solaire Solar Impulse ne passe pas inaperçu,  son envergure de plus de 72 mètres (contre 63 mètre pour le premier modèle) étant comparable à celle d’un Airbus 380, il est par contre beaucoup plus léger et complètement indépendant aux énergies fossiles. Comme le premier Solar Impulse, il fonctionne exclusivement à l’énergie photovoltaïque : la totalité de ses ailes et de son fuselage est recouverte de panneaux solaires (près de 18000 cellules solaires au total) qui alimentent quatre moteurs électriques. Chaque moteur d’une puissance de 17,5 CV permet la rotation d’une grande hélice. Sans être une vraie révolution en la matière, c’est bien la perte de poids global de l’appareil qui constituait ici le véritable défi à relever par rapport à un premier prototype d’une envergure moindre. C’est en tout cas ce qu’ont expliqué l’aérostier-psychiatre suisse Bertrand Piccard et l’ingénieur-pilote militaire André Borschberg, tous deux à l’origine de ce projet.

Comme nous l’explique Claude Michel, responsable du programme Solar Impulse chez Solvay, l’un des principaux partenaires technologiques du projet, « la réduction du poids est l’obsession permanente du programme, et nous a obligés à développer des solutions nouvelles pour réussir à faire voler cet avion ». De nouveaux matériaux ont donc été développés comme par exemple le polymère qui remplace l’aluminium du vérin du train d’atterrissage et qui aura permis d’économiser près de 80 % du poids de cet élément. Ce groupe chimique belge a également participé à l’amélioration des éléments composant les batteries lithium-ion, afin de les rendre plus efficientes en augmentant leur capacité de stockage de l’énergie produite et en réduisant sensiblement leur masse.

Parallèlement, l’utilisation de nouveaux composites de carbone assemblés en Suisse par le chantier naval Décision, spécialistes dans le monde des voiliers de course ultralégers, aura permis de remodeler et d’alléger la structure même de l’avion, les bandes de carbones utilisées pour construire le fuselage ne pesant que 25 grammes par m2, soir environ trois fois moins qu’une feuille de papier ordinaire. Ajouté à cette économie de poids, cette fibre de carbone assure également une meilleure résistance des ailes. « Il fallait qu’elle soit plus résistante que celle du premier avion, le HB-SIA, car nous irons un peu plus vite – 90 km/h au maximum, contre 65 km/h avec le prototype – mais aussi proportionnellement plus légère », rappelle André Borschberg.

L’ensemble de ces modifications permettent au Solar Impulse 2 d’afficher un poids total légèrement supérieur à 2 tonnes, dont 600 kg de batteries, un véritable exploit au regard de la taille de l’appareil et des ambitions affichées quant à ses capacités en vol.

[stextbox id=”info”]Vers une autonomie perpétuelle[/stextbox]

Capable de voler une nuit entière sur des batteries rechargées pendant la journée, la première version du Solar Impulse était déjà prévue pour pouvoir voler sur une durée indéfinie. Mais c’était bien sans compter sur l’incapacité du pilote lui-même à rester aux commandes éternellement. Sans pilotage automatique, il s’avérait alors difficile de programmer des vols de plusieurs jours, le pilote ne pouvant garantir dans ces conditions le fragile équilibre aérien de la structure.

Le plus long vol de Solar Impulse 1, qui avait eu lieu en juillet 2012, n’avait ainsi duré que 26 heures, et permis de parcourir une distance de plus de 1000 km sans escale, à 50 km/h de moyenne. Si la performance était déjà plus que satisfaisante, elle n’est rien comparée aux nouvelles ambitions de l’équipe du Solar Impulse qui a annoncé lors de la présentation de l’appareil à Payerne, sa volonté d’entreprendre dès 2015, un tour du monde en 5 étapes, dont la plus longue, au-dessus du Pacifique, entre la Chine et les États-Unis, prendra au moins 5 jours et 5 nuits, soit plus de 120 heures d’affilées.

Dans cette optique, Le cockpit de 3,8 m3 a été amélioré pour que le pilote puisse s’allonger et respirer en haute altitude sans masque à oxygène, indispensable à partir de 6000 mètres.  L’appareil pourra en effet  voler jusqu’à 9000 mètres de hauteur le jour, pour redescendre beaucoup plus bas (1500 mètres) et beaucoup plus lentement pendant la nuit. (45 km/heure au lieu de 90 km/heure). «Avec le premier avion nous avions l’équivalent d’un siège de classe économique, et avec le deuxième, nous avons un bon siège de classe affaires, dans lequel on peut être assis pour piloter, s’allonger pour dormir et même bouger pour faire de l’exercice », précise avec enthousiasme André Borschberg. Un système de contrôle du bon fonctionnement de l’appareil a également été mis au point. Il permettra de prévenir le pilote par un alerte sensorielle (vibrations) dès que l’angle d’inclinaison de l’avion dépassera la limite de 5 degrés.

Si ces innovations amélioreront de manière certaine le quotidien du pilote durant cette aventure, cela n’en restera pas moins une prouesse humaine autant que technologique.

Crédits photo : Matth1