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Plastique + soleil = transports du futur

25/08/10

Plastique + soleil = transports du futur

Alors que l’avion Solar Impulse, propulsé uniquement à l’énergie solaire a réussi son premier vol de nuit le 7 juillet dernier, le catamaran Planet Solar s’apprête à réaliser le 1er tour du monde à l’énergie solaire. Deux géants, deux rêves devenus réalité grâce à la ténacité et la volonté de deux hommes, deux projets d’envergure mondiale et un point commun : le développement de nouvelles technologies, tant au niveau énergétique que de la mise au point de matériaux plastiques composites*.

Première partie

 

Le projet Solar Impulse vise à faire voler autour du monde, sans carburant, un avion uniquement propulsé à l’énergie solaire, de jour comme de nuit. L’objectif est de démontrer l’immense potentiel des énergies renouvelables et des technologies propres.

Voyage au bout de la nuit

Voyage au bout de la nuit

Trois mois après un premier vol d’1h30, le Solar Impulse a franchi une étape cruciale le 7 juillet 2010 en volant 26 heures d’affilé, permettant ainsi de tester la capacité de l’appareil à voler de jour comme de nuit, ses 1200 cellules photovoltaïques rechargeant sous le soleil les batteries nécessaires au vol nocturne.

L’expérience de cette nuit n’est cependant qu’une étape pour le prototype HB-SIA qui doit réaliser un vol de 36 heures pour effectuer un cycle complet. Au bout de la nuit, l’avion ne se posera pas et poursuivra le vol jusqu’au soir suivant.

Il se posera alors avec une charge de batterie qui devra être égale à celle mesurée la veille au soir, démontrant ainsi que l’avion solaire peut voler indéfiniment.



L’équipe pourra alors se déclarer prête pour la phase suivante : la construction d’un nouvel appareil, le HB-SIB, plus grand, avec un cockpit pressurisé à 2 places, conçu pour des vols longs.

A son bord, Bertrand Piccard et André Borschberg tenteront alors la traversée de l’Atlantique, puis un tour du monde en 5 étapes, prévu pour 2013/2014.

Un poids plume

Un poids plume

Cet exploit a été rendu possible grâce au poids plume de l’engin :
à peine 1600 kg - c’est le poids d’une petite voiture - pour une envergure d’aile de plus de 63 mètres, équivalente à celle d’un Airbus A340 et un cockpit ne dépassant pas 10 kg !

L’équipe entourant les 2 pilotes n’a eu de cesse depuis 7 ans, de combattre les kilos superflus, rendant l’appareil ultra léger, condition sine qua non pour la réussite du vol.

« Tout a été pensé et conçu à la fois pour économiser l’énergie, résister aux conditions hostiles que subissent le matériel et le pilote en haute altitude et intégrer les contraintes de poids aux impératifs de résistance ».


Pour Solvay, l’EPFL (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne), le LTC (Laboratoire de technologie des Composites et des Polymères), Bayer MaterialScience et tous les autres partenaires, l’objectif est le même : partager leur savoir-faire dans les nouveaux matériaux innovants, des plastiques de hautes performances.

C'est aussi optimiser les procédés de mise en œuvre, améliorer les matériaux légers dit intelligents et les processus existants afin de « démontrer que le progrès et le développement durable ne sont pas antinomiques et peuvent s’inscrire dans une même perspective ».

Un concentré de technologies

Un concentré de technologies



Afin de gagner du poids, les ingénieurs ont opté pour des matériaux plastiques composites ultra légers : le squelette de l’appareil, ainsi que la cabine et les ailes ont été réalisés en structure nids d’abeilles, ne pesant que 93 grammes au mètre carré.

Les 200 m2 de la partie supérieure des ailes sont recouverts d’une « peau » composée de 12 000 cellules solaires ultraminces (150 microns d’épaisseur), encapsulées et flexibles, afin de supporter les contraintes et déformation.

 

 

 

 

Les batteries en lithium-polymère de 400 kg installées sur l’avion, rechargées par les 200 m2 de panneaux solaires, fournissent l’énergie nécessaire pour maintenir l’appareil en l’air durant la nuit.

Autre élément destiné à grignoter du poids, le plafond d’altitude a été limité à 8.500 mètres afin de limiter la consommation d’énergie et de réduire le nombre d’instruments sur le tableau de bord.

Solvay et Bayer dans la course

Solvay et Bayer dans la course

Pas moins de 11 polymères et produits de Solvay, partenaire principal de Solar Impulse depuis 2004, sont à bord de l’avion solaire, et revêtent une place capitale notamment dans la gestion de l’énergie, l’encapsulation des cellules solaires et la réduction du poids de l’avion ( pour plus de détail, lire notre ancien article (lien).

Bayer, partenaire officiel depuis mars 2010, apportera pour les engins et vols à venir, ses compétences techniques dans les domaines des matériaux polymères de haute technologie et des produits légers économiseurs d’énergie. Ses nanotubes de carbone Baytubes pourraient par exemple augmenter les performances des batteries, les mousses de polyuréthane rigide isoler le cockpit et les moteurs …

* Qu'est-ce qu'un matériau composite ?



Est appelé « matériau composite » un matériau qui est constitué de deux matériaux de nature différente. Les composites à matrice organique issus des matières plastiques (thermodurcissables ou thermoplastiques) constituent l’essentiel des composites actuellement utilisés (99%). La matrice plastique est renforcée de fibre de carbone, d’aramide, de verre …

Pour en savoir plus

www.solarimpulse.com
www.solvay.com/strategynew/solarimpulse/
www.bayer.fr/6-actualites?actualite=115
www.planetsolar.org/
www.turanor.eu    

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