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An idea born in Switzerland www.solarimpulse.com
PREMIER TOUR DU MONDE EN AVION SOLAIRE
A bord de leur avion silencieux capable de voler jour et nuit sans carburant, les fondateurs et pilotes de Solar Impulse écrivent l’histoire à l’énergie propre.
De la vision à la réalisation, ils ont uni leurs forces et se sont lancés sur la voie risquée des explorateurs pour repousser les limites, et tenter ce que les experts disaient impossible il y a quelques années encore.
Les technologies propres de leur avion solaire apportent un espoir et des solutions innovantes dans le domaine des matériaux, des structures légères comme du stockage et de l’efficience énergétique, pour répondre aux défis de notre siècle.
Cette aventure vise à inspirer toutes les générations et à susciter l’engagement des leaders d’opinion pour un monde durable.
EXPLORER POUR CHANGER le MONDE
LA RÉVOLUTION DES TECHNOLOGIES PROPRES
VISION
Une aventure pour le progrès et la durabilité Ces technologies propres déve-loppées pour l’avion solaire sont les fruits d’années de recherche et d’innovation poussée à l’ex-trême dans tous les domaines par les ingénieurs, sous la direction d’André Borschberg. Elles ont permis de concrétiser la vision de Bertrand Piccard, en faisant voler un avion zéro carburant à l’endurance illimitée. Cette vision d’abord scientifique et innovante, est aussi philosophique, par sa volonté de sensibiliser la société et d’amener chacun à économiser les ressources énergétiques de notre planète.
SYMBOLE
Un ambassadeur pour un monde durableLe vol record de Si2, piloté par André Borschberg, pendant 5 jours et 5 nuits entre le Japon et Hawaï, a crédibilisé le message de Bertrand Piccard : « Si les gouvernements avaient le courage de promouvoir massivement les technologies propres, notre société pourrait simultanément diminuer la dépendance aux énergies fossiles, créer des emplois et stimuler une croissance durable. » Ce succès a interpellé de nombreuses autorités politiques qui ont commencé à utiliser Solar Impulse comme un exemple motivant pour mettre en œuvre des programmes énergétiques et environnementaux plus ambitieux.
DÉFI
Une vitrine des technologies propresFaire décoller et voler de façon autonome, de nuit comme de jour, un avion propulsé exclusivement à l’énergie solaire est un défi inédit qui a impliqué l’optimisation de nouvelles technologies et une réduction drastique de la consom-mation d’énergie. Les 80 ingénieurs et techniciens de Solar Impulse, dirigés par André Borschberg, ont dû mettre en œuvre des solutions technologiques révolu-tionnaires. Solar Impulse n’est pas le premier projet d’avion solaire, mais certainement le plus ambitieux. En volant jour et nuit sans carburant, Solar Impulse est devenu le premier avion à approcher le vol perpétuel.
« Solar Impulse n’a pas été construit pour trans-porter des passagers, mais pour transporter des messages. Ce que nous pouvons accomplir en l’air, tout le monde peut le faire sur terre. Remplaçons les vieux systèmes polluants par des technologies plus efficientes et modernes. Notre monde a besoin de solutions pour améliorer la qualité de vie sur terre. Les technologies propres et les énergies renouvelables en font partie. » Bertrand Piccard
TRAJECTOIRE
L’esprit pionnier pour réaliser l’impossibleSolar Impulse s’inscrit en droite ligne dans l’histoire d’Auguste et Jacques Piccard, faite d’exploration, d’aventure et de développement scientifique pour la préservation de la planète. En initiant ce défi, Bertrand Piccard perpétue la tradition familiale dans la suite de la conquête de la stratosphère et des abysses, puis de son tour du monde en ballon. Pour lui, une telle aventure doit servir à motiver la société à répondre aux défis de notre temps par l’utilisation des technologies propres et des énergies renouvelables.
ÉPOPÉE
Un espoir pour toutes les générations35 000 km alimentés exclusive-ment à l’énergie solaire entre Abu Dhabi, ville hôte pour le départ et l’arrivée du tour, et Oman, l’Inde, le Myanmar, la Chine, le Japon, les États-Unis, puis à travers l’Europe ou l’Afrique du Nord. Les escales prévues pour changer de pilote sont l’opportunité d’organiser des événements afin de sensibi-liser le public et les leaders d’opinion aux changements nécessaires à une meilleure utilisation des ressources naturelles et un plus grand respect de l’environnement.
TANDEM
Les explorateurs d’un futur durableDeux hommes, tous deux pionniers et innovateurs, se sont associés pour assurer le développement de Solar Impulse. Bertrand Piccard, médecin psychiatre, explorateur, auteur du premier tour du monde en ballon sans escale, est l’initia-teur du projet. Il en développe la portée symbolique et politique et réunit les partenaires qui financent ce défi. André Borschberg, ingénieur licencié en sciences du management, en est le co-fonda-teur. Son expérience aéronautique et son intérêt pour les solutions nouvelles l’ont amené à constituer l’équipe technique et à diriger le projet. A la vision avantgardiste et aux qualités de communiquant du premier fait écho l’expérience d’entrepreneur et de manager du second.
L’AVION ZÉRO CARBURANT VOLANT JOUR ET NUIT
« Imaginez les réserves d’énergie qui augmentent au cours du vol ! Pour réussir ce défi, il a fallu être créatif, mettre en synergie tous les acteurs de l’innovation, démontrer ce qui est réalisable en repoussant les limites de la technologie et explorer toutes les stratégies, du design à la mission. Avec un avion, on ne peut pas tricher. » André Borschberg
Simulations de tous les cas de fi gure par une équipe multi disciplinaire pour trouver les bonnes confi gurations météo rologiques, ouvrir la voie à l’avion solaire dans l’espace aérien et préparer les atterrissages sur des aéroports internationaux.
Décollages et atterrissages de nuit pour éviter les turbulences et les vents de plus de 18 km/ h ; montée à 9000 m la journée et descente à 1500 m le soir pour économiser l’énergie.
Escales obligatoires pour changer de pilote tous les quelques jours.
Transmission permanente de centaines de données techniques par satellite au centre de mission.
Un système de surveillance contrôle le bon fonctionnement du pilotage automatique et détecte toute anomalie ou dépassement des limites de sécurité.
Un interface homme-machine donne une alerte sensorielle au pilote si l’angle d’inclinaison dépasse la limite de 5 degrés.
Un cockpit de 3,8 m3 permet d’embarquer les réserves d’oxygène, la nourriture et l’équipement de survie tout en offrant l’ergonomie nécessaire pour des vols de plusieurs jours.
Un siège polyvalent sert à la fois de couchette et de toilette. Un parachute et un canot de sauvetage sont intégrés dans le dossier. En position allongée, il permet au pilote d’effectuer des exercices physiques.
STRATÉGIES DE VOL
17 248 cellules en silicium monocristallin de 135 microns (plus fi nes qu’un cheveu humain) sur les ailes, le fuselage et le stabilisateur horizontal, présentant le meilleur compromis entre légèreté, fl exibilité et rendement (23 %).
PILOTAGE ET SECURITÉ
Des techniques d’auto-hypnose et de méditation permettent au pilote de conserver ses facultés de vigilance et de concentration.
En l’absence de chauffage, le cockpit et le pilote sont protégés des -40 degrés extérieurs par une isolation thermique de haute densité.
Un simulateur de vol spécialement développé pour Solar Impulse permet d’entrainer les pilotes pour des missions de longue durée et le maniement délicat de leur avion.
Extrados de l’aile recouvert d’une peau composée de cellules solaires encapsulées, et intrados d’un fi lm fl exible à haute résistance.
140 nervures en fi bre de carbone réparties tous les 50 cm donnent à l’aile son profi l aérodynamique tout en garantissant sa rigidité.
Structure en matériaux composites (fi bres de carbone et nid d’abeille assemblés en sandwich).
Stockage de l’énergie dans des batteries au lithium polymère, d’une densité énergétique poussée à 260 Wh / kg. Réparties dans les 4 nacelles et isolées dans une mousse de haute densité, avec un système de contrôle des seuils de charge et de température, leur masse totale se monte à 633 kg, soit un peu plus du quart de l’ensemble de l’avion.
Prouesses des ingénieurs qui ont redoublé de créativité pour construire cet appareil révolutionnaire et le porter à un tel degré d’effi cience énergétique.
SOLUTIONS TECHNIQUES
Quatre moteurs brushless sensorless de 17,4 V chacun (13,5 kw) fi xés sous les ailes, munis d’un réducteur limitant à 525 tours / min la rotation d’une hélice bipale de 4 m de diamètre. L’ensemble comporte un rendement de 94 %, ce qui en fait un record d’effi cience énergétique.
Stimulation de l’innovation dans le domaine des feuilles de carbone qui ne pèsent plus que 25 gr/m2, soit le tiers d’une feuille de papier d’imprimante.
LES DÉFIS D’UNE GRANDE PREMIÈRE HISTORIQUEDix années de calculs, de simula-tions, de construction et de tests, une équipe multidisciplinaire pour relever les challenges techniques, opérationnels et humains de faire voler un avion au-dessus des océans et des continents à l’énergie solaire :
Collecter suffisamment d’énergie pour rester en l’air jour et nuit avec des cellules solaires recouvrant une envergure d’ailes supérieure à celle d’un Boeing Jumbo Jet.
Optimiser l’utilisation de l’énergie collectée à tous les niveaux de la chaîne de propulsion, en traquant le moindre gramme, pour pouvoir embarquer un maximum de batte-ries. Résultat, un avion au rende-ment énergétique record pour le poids d’une voiture familiale !
Simuler toutes les trajectoires en fonction de la météo et intégrer dans le trafic aérien un prototype expérimental très lent (vitesses de croisière 46 km / h au niveau de la mer et 74 km / h à l’altitude maximale) et au profil de vol singulier. Imaginez un piéton sur une autoroute !
Equiper et entrainer le pilote, qui devra faire preuve d’une endurance hors normes, seul dans un cockpit non-pressurisé et non-chauffé. Monter chaque jour plus haut que l’Everest et redescendre à 1500 mètres, l’exposeront à des conditions extrêmes de température et de pression.
Si cet espoir volait sur notre société, on pourrait diviser par deux les émissions polluantes.
Et si notre monde fonctionnait désormais comme cette « smart grid volante » ?
LES TECHNOLOGIES PROPRES ATTERRISSENT DANS NOTRE QUOTIDIEN !En réalisant un vol de 5 jours et 5 nuits d’affilée, sans aucun carburant, Solar Impulse a démontré le potentiel énorme des technologies modernes pour utiliser l’énergie propre. Ces technologies pourraient déjà se retrouver dans nos réseaux électriques, nos maisons, nos voitures et nos processus industriels.
Si ces technologies propres sortaient des start-ups pour révolu-tionner nos industries ?
Si des dispositifs plus efficients étaient systé-matiquement utilisés dans nos ascenseurs ou nos voitures, tout comme des mousses plus performantes pour isoler nos maisons ?
Si le rendement pratique-ment sans perte des moteurs de Solar Impulse était appliqué de manière généralisée ?
Si le fait de produire de l’énergie sur le lieu-même de sa consommation devenait une norme dans notre quotidien ?
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