La révolution Solar Impulse n’aura pas lieu dans le ciel

Publié Par The Conversation, le dans Sciences et technologies

Par Neil Ashton.
Un article de The Conversation

Après douze années de préparatifs et de tests, Solar Impulse a enfin bouclé son incroyable tour du monde le 26 juillet dernier. L’avion solaire, qui s’était envolé d’Abu Dhabi en mars 2015, a ainsi parcouru quelque 40 000 kilomètres en 17 étapes, et tout cela sans la moindre goutte de pétrole.

Solar Impulse n’est pas un avion comme les autres : s’il a l’envergure d’un Boeing 747, son poids n’excède pas celui d’une berline familiale. Ses immenses ailes réalisées à partir d’un matériau composite à base de fibres de carbone sont recouvertes par 17 000 cellules solaires ; ces dernières fournissent à ses quatre moteurs à hélice l’énergie nécessaire durant le jour et lui permettent d’alimenter quatre batteries au lithium pour les vols de nuit.

Un géant poids plume

Pour garantir une légèreté maximale, la cabine de pilotage présente un espace très restreint, tout juste suffisant pour un pilote et guère plus vaste que les sièges avant d’une voiture. C’est dans cette zone confinée – et pour cinq jours consécutifs maximum – qu’André Borschberg et Bertrand Piccard ont dû tout faire : piloter, manger, dormir (pour des sessions de 20 minutes, pas plus) et faire leur toilette.

En théorie, Solar Impulse pourrait voler sans s’arrêter des mois durant, mais l’étroitesse du cockpit impose un changement de pilote à chaque nouvelle étape. Parmi leurs nombreux exploits, André Borschberg et Bertrand Piccard ont réalisé le vol en solitaire le plus long de l’histoire – près de 118 heures – à bord d’un aéronef à aile fixe.

Aujourd’hui, quelques semaines après la fin de ce fabuleux voyage, que peut-on dire de l’apport de Solar Impulse ? Peut-on espérer voir un 747 recouvert de cellules solaires dans un futur proche ? Il semble que la réponse soit non.

Une aile immense et un cockpit de poche. Solar Impulse, CC BY-NC-ND

Les avions-X

Solar Impulse a en effet besoin de toutes ces cellules solaires et de quatre batteries (qui pèsent le quart de son poids total) rien que pour alimenter ses moteurs à hélice ; ces derniers possèdent une puissance de 70 chevaux, identique à celle d’une voiture familiale.

À titre de comparaison, les moteurs d’un Boeing 747 ont une puissance équivalente à celle de 1 000 voitures. La quantité de cellules solaires et plus encore le nombre de batteries nécessaires pour produire et stocker une telle énergie rendent ce projet d’avion impossible au regard de la technologie actuelle.

Si de gros avions solaires ne sont pas envisageables pour le moment, le domaine des engins électriques ou hybrides vient de connaître de nouveaux développements avec l’annonce récente par la NASA du projet X-57, un avion 100 % électrique. Charles Bolden, l’administrateur général de l’Agence spatiale américaine, a indiqué que cet engin serait le premier d’une série d’avions-X.

Le X-57 possédera 14 moteurs électriques : 12 petits qui seront fixés à l’aile et serviront pour les phases de décollage et d’atterrissage, et deux autres, plus importants, qui serviront à maintenir une vitesse de croisière de 280 km/heure.

Cet engin devrait ainsi permettre de consommer cinq fois mois d’énergie qu’un avion de taille et de vitesse équivalentes. Sa conception devrait également voir une réduction très importante de la pollution et du bruit habituellement induits par le transport aérien.

Ces batteries qui vont tout changer

Si le X-57 n’est pas concerné par des vols commerciaux à grande échelle, la technologie développée dans le cadre de ce projet devrait permettre de mettre au point, dans un futur pas si éloigné, des avions électriques hybrides, et ce grâce aux progrès technologiques récemment enregistrés dans le domaine des batteries.

L’apport le plus visible de Solar Impulse devrait donc se faire dans le domaine de l’électricité domestique, sachant que n’importe quel avion ou voiture electrique sera propre si la source de son énergie l’est aussi. Solar Impulse aura en effet permis de mieux faire connaître les possibilités de l’énergie solaire, ce qui devrait amener les gens à envisager un usage plus conséquent de cette énergie.

Et l’annonce par Tesla du tout prochain lancement de sa batterie rechargeable Powerwall – qui se recharge en utilisant l’électricité produite par des panneaux solaires et fonctionne le soir ou quand la luminosité décline – pourrait bien changer radicalement notre usage personnel et commercial de l’électricité.

Elon Musk, le patron de Tesla, présentant la batterie Powerwall (Youtube, 2015).

L’esprit pionnier de Borschberg et Piccard influencera certainement les avions électriques ou la consommation d’énergie solaire à venir. Mais son influence la plus profonde réside peut-être dans la trace qu’il laissera dans l’esprit des jeunes gens. Le monde a en effet un besoin vital d’ingénieurs et de scientifiques, et un projet comme Solar Impulse montre à quel point la science et l’ingénierie peuvent être excitantes.

De la même manière que l’iPad et le Siri d’Apple constituent une survivance de l’héritage de Star Trek, les avions dans lesquels nous embarquerons dans 40 à 50 ans plongeront sans doute leurs racines dans des projets comme Solar Impulse.

Sur le web

Article publié sous licence Creative Commons CC BY-ND 4.0.

The Conversation

  1. L’avenir a besoin d’ingénieurs et de techniciens qui sachent peser les avantages et les inconvénients. Qu’eux-mêmes aient besoin de publicitaires pour « vendre » leurs progrès est possible, mais quand les publicitaires gagnent la haute main sur l’orientation des projets, on part dans le décor.

    L’avenir est ailleurs, dans le « small is beautiful » et non dans les avions de 80 m qui mettent un an à faire 40 000 km.
    « Le 4 juin 2010, le Gaz’aile 007 « Fou de Bassan » et son pilote, ont effectué les 1409 km du parcours entre Ouessant et Propriano en un seul vol de 7h28 à une moyenne de 188 km/h, avec une consommation de seulement 51L de carburant (6,8 L/h, ou 3,6 L/100km), soit environ 58€ de coût pour du gazole. Cela avec un appareil qui n’a coûté pour sa construction que 13 000 €. »
    http://gazaile2.nmr7.free.fr/French_Travel_Eco_Fly.html

    1. Chapeau !

  2. Au début de l’aviation, on construisait des avions en bois et en toile propulsés par une hélice et très fortement sous-motorisé. On s’est bien vite rendu compte que l’espérance de vie du pilote exigeait de les construire en métal, de les équiper de moteurs puissants pour vaincre les turbulences météorologiques, et que l’hélice est un piètre propulseur qui brasse plus l’air qu’il propulse l’avion et de ce fait ne peut permettre d’atteindre des vitesses élevées. On a donc construit des avions solides, en métal, avec des réacteurs.

    Mais aujourd’hui on y revient. Non pas par nécessité. Même pas par idéologie car on pourrait aussi bien synthétiser du carburant à partir d’énergie solaire. Mais par pure bêtise. C’est un peu comme si on s’extasiait de l’invention d’un véhicule terrestre sans carrosserie et muni de pattes fonctionnant au foin.

    1. Tout à fait.
      Et je parie que le nombre d’accidents augmenterait fortement avec ce genre d’engins.
      Et je parie que l’on ne les verra pas près des reliefs, à cause dur turbulences. Se trouver plaqué au sol, comme cela peut arriver à certains parapentistes passant au mauvais endroit, n’est la meilleure perspective en matière de sécurité.

      1. Mais bien sûr!!!!

        Comme si les avions « bois et toile » avaient 1 seul jour disparu du ciel!

        Ces avions existent bien, encore et toujours, capables d’une agilité qu’un hélicoptère peut égaler, alors qu’un jet n’y parviendrait qu’avec peine peut-être avec un décollage vertical d’un coût prohibitif.

        On ne connait que trop les opinions des lecteurs de « Contrepoints », dénigrant Impulse II et accusant Bertrand Picard d’avoir « leurré » des sociétés aussi « sottes » (?) et « tête-en-l’air »sans doute qu’ Asean Brown Bovery, Solvay, Omega, Deutsche Bank et Schindler, entrainées dans un exploit brillamment réussi mai dispendieux et et prétendument inutile pour ces sponsors crédules! On rêve?

        Le vrai problème de cet exploit est bien sûr qu’il n’ait rien de Français, péché rédhibitoire dans ces colonnes!

        Parlez de la carrière fabuleuse du concorde et de ses successeurs (?), de ce « Rafale » qui fait un malheur depuis 1991 (?), de ces fabuleuses EPR en construction depuis 2007 que le monde entier veut acquérir (?): ça, ce sont des « progrès pour l’Humanité » et qui ont fait la fortune de la France industrielle (?). Dassaut, EDF, AREVA, ces modèles de réussite (?).

        1. eh? je ne crois pas que le chauvinisme soit la raison des critiques à l’endroit de picard mais ce serait plutôt ce qu’il a raconté..en gros opération de com mais on ne sait pas trop ce dont il fait la promotion à part de lui m^me, ce n’est m^me pas l’utilité de l’exploit qui agace c’est de ne pas reconnaître simplement que ça ne sert pas à grand chose ceux qui ont fait le tour du monde en ballon , exploit inutile, n’ont pas raconté ces salades…

          On a déjà eu ces débats, exploit technique technologie poussée à bout mais ,après tout ,aucune innovation réelle ou nouveauté , si on pense à un véhicule aérien électrique efficace qui permettent d’aller de A à B quand on veut et plus vite qu’un vélo, on pense à des batteries.. pas à des panneaux solaires…
          oui on peu imaginer un aéronef léger façon plateforme électronique sans pilote pour faire ceci ou cela alimenté par des cellules solaires… mais ça…??? il est sur beaucoup de points à deux ordres de grandeurs d’un objet utile…

          1. et au dernières nouvelles l’epr le rafale et l’pr sont aussi critiqués …

        2. Ces avions existent bien, encore et toujours, capables d’une agilité qu’un hélicoptère peut égaler

          Cela leur fait une belle jambe quand ils sont pris dans des rouleaux. Seule solution, avoir de la puissance en réserve, parce que si vous êtes à fond à 40 km/h, vous êtes bien quand l’alarme sonne et pas de solution. Puis d’un coup un gros crack splash… puis plus un bruit 🙁

          Avez-vous un parapentiste crashé sous le sommet d’une montagne s’étirant en longueur ❓

          Vous glosez sur EDF. Glosez donc aussi sur EON et autres bidules allemands.

        3. Il me semble que Micky n’a aucune connaissance en aviation et ne s’est pas rendu compte de la sous-motorisation de S.I. et devrait lire le lien du 1er commentaire qui décrit un trajet avec un avion de 200kg à moteur diesel (vs 2 tonnes pour S.I.) et un moteur de 50CV (vs 70CV total pour impulse) et les frayeurs que le pilote a eu en passant des reliefs. Peu de gens savent qu’avec aussi peu de puissance un courant descendant peut vous plaquer au sol.. kaput…

          D’où la déduction que c’est le routage météo le grand gagnant

        4. il faut s’y faire, cette « opération » c’est du pure marketing vert, la technologie, la viabilité, la pertinence n’ont pas pesé un seul gramme dans la balance pour ces sponsors, la mode est au « vert » alors on dépense sans compter dans le domaine un peut comme les dot com dans les années 90 ou des centaines de milliards ont été déversés 95% du temps dans des foutaises sans queue ni tête.

    2. bah , il est moins dangereux de rouler en porsche qu’en 2CV et je me demande si la baisse de la mortalité routière suit la montée en puissance des véhicules et non le nombre de radars sur les routes !

      1. Les radars compte pour zéro dans la baisse c’est une certitude, il suffit de regarder la courbe et de demander à quelqu’un de pointer le l’année d’installation des radars pour rigoler un bon coup.

  3. L’avion expérimental X-57 de la NASA est propulsé par des moteurs électriques alimentés par des batteries. Il n’est pas équipé de cellule photo-voltaïque. Il ne s’agit pas d’un avion à énergie solaire!

  4. Je ne suis pas convaincu par le couple capteurs solaires/batteries que porte Solar Impulse. Le ratio récupération d’énergie par les capteurs/production d’énergie par les moteurs est encore négatif, si l’on tient compte des effets thermiques de sol et des vents en altitude qui sont exploités par cet aéronef.
    De mon point de vue, la solution est simple ; réduction drastique du poids des batteries. Or cet objectif n’est pas possible tant que nous serons gouvernés par le tout pétrole.

    1. La réduction du poids des batteries est un objectif dont chacun sait depuis plus d’un demi-siècle qu’il apportera la fortune à celui qui lui fera faire un pas significatif. Aucun rapport avec le pétrole ! Enfin, si : quand on atteindra les énergies massiques des hydrocarbures (soit un gain de l’ordre de 40, quand même), si on les atteint, on sera confronté à des problèmes de sécurité et de sûreté insurmontables. Vous n’avez jamais vu exploser un condensateur ?

      1. Tout à fait.
        Les récents problèmes d’incendie avec les batteries montrent qu’en augmentant la densité d’énergie on est confronté à l’échauffement…

    2. En fait, la puissance moyenne disponible produite par les cellules solaires et batteries de Solar Impulse équivaut à peu près à celle d’une dizaine de cyclistes survitaminés du Tour de France. Vous pouvez donc remplacer les cellules et les batteries par une dizaine de selles et de pédalier …

    3. ça commence bien puis….c’est parce qu’il y a du pétrole qu’on ne trouve pas comment réduire le poids des batteries? vraiment?

  5. Incroyable progrès de ce projet, le tour du monde en 500 jours, avec 80 personnes qui font régulièrement le trajet entre les différents escales et la Suisse pour un coût de 100 millions d’euros,

  6. Un descendant Piccard ne pouvait rester dans l’ombre. Le tour du monde d’une seule traite, à deux pilotes, en avion photovoltaïque était impossible à réaliser. Les ingénieurs ont fait revenir Piccard à la réalité. On a modifié la communication en Tour du monde pour promotionner les énergies renouvelables…Belle pirouette pour conserver les sponsors…Cet avion sans avenir terminera sa vie dans un musée. Une chance qu’il ne se soit pas crashé. Une équipe importante de météorologues lui ont fait évité tous les pièges météo et aérologiques (pas de décolage ni d’atterrissage par vent soutenu, de travers ou rafaleux). Qu’a-t-on démontré finalement si ce n’est un grand show avec la complicité des médias ?

    1. Si, ça a démontré que la prévision météo s’est singulièrement améliorée au cours des dernières décennies (mais pas le rendu qui en est fait au 20heures, hélas !).

      1. Franchement!

        Ne pensez-vous pas que les sponsors de cet exploit aient pu s’intéresser à l’amélioration de la captation de l’énergie solaire et au stockage de cette énergie, à des températures entre + et – 40°C? Comment, autrement, aurait-on pu leur apporter des données plus concrètement authentiques?

        Bien sûr que les sponsors n’ont rien de « naïf » et qu’ils ont soigneusement calculé le coût-bénéfice de cet exploit technique et humain!

        1. En fait les batteries chauffent tellement qu’elles ne sont jamais à -40°C mais toujours en positif.
          Les panneaux solaires par -40°C existaient déjà depuis des dizaines d’années dans les missions au pôle sud (record à -89°C). En fait le rendement augmente avec les températures basses.
          What else ?

          1. « En fait les batteries chauffent tellement … »

            Suite à la combustion spontanée de Tesla, on a rapporté qu’elle disposaient d’un dispositif complexe (et donc d’un talon d’Achille) pour assurer le refroidissement des batteries. Tout comme dans le cas du nucléaire, assurer la sécurité par des systèmes actifs est une mauvaise idée. Et que ce soit écologique ou pas ne change pas le problème.

            1. Bah, une Tesla avec une remorque derrière pour les batteries, c’est moins cool, plus difficile à parquer…
              Ceux qui achètent ont les moyens de prendre une bonne assurance … incendie ❗

        2. non…je ne pense pas, désolé, qu’il ont subventionné ce bidule pour démontrer cela… juste avoir son nom dans les médias et sur les photos associés à un truc « positif »

          1. Oui greenwashing. La pub ne coûte rien, ça passe aux infos.

          2. associées bien sûr

        3. Les sponsors s’intéressent à deux choses : la couverture et l’image média qui en résultent pour leur société, la satisfaction des lubies R&D de leurs administrateurs. Or si les progrès de R&D se faisaient en suivant les idées des cadres dirigeants et non par sérendipité, ça se saurait (et la France serait la première nation au monde pour les avancées technologiques). Reste l’image média…

        4. « ils ont soigneusement calculé le coût-bénéfice de cet exploit technique et humain! »

          Vous êtes médecin ! prescrivez vous un scanner complet ou une chimiothérapie sans avoir une idée de ce que vous cherchez et qu’il n’y a pas d’autres voies à explorer au préalable ? C’est pareil pour les ingénieurs : on ne se lance pas dans des années de recherches en engloutissant des capitaux sans être sur que ce que l’on cherche est mathématiquement utile (sauf avec les EnR).

          Il est évident pour chacun que le stockage de l’énergie électrique est TRES utile. Il n’y a donc aucun besoin de sponsoriser ce genre de recherches.

          Autre cas : e=mc2. Chacun peut réciter ça mais qui comprend ? Cela veut simplement dire que l’énergie disponible par annihilation d’une fraction de la masse est colossale (parce que c – vitesse de la lumière – est un grand nombre, et son carré encore plus). On ne devrait pas avoir besoin de sponsoriser/étatiser/juger le développement de la technologie nucléaire : juste établir les conditions de sécurité acceptables. (Choses toujours mal faites quand l’idéologie ou la bureaucratie s’en mêle).

  7. La NASA c’est un peut la SNCF des USA avec les même travers : gouffre financiers et choix technologique à la ramasse le tout piloté par des politocards : c’est une bonne recette pour des échecs cinglant surtout si on prononce le mot rentable à un moment donné…

  8. Selon le «Canard Enchaîné» de mercredi, la moitié des éoliennes françaises tournent dans le vide et ne sont pas raccordées au réseau.

    Un bel éclat de rire messieurs les gloseurs. Vive le n’importe quoi du moment que c’est peint en vert :mrgreen:

    1. Une légère odeur d’escroquerie organisée 🙁

  9. Indéniablement, un point « positif » pour Piccard et tous les « sponsors » de ce fabuleux tour du monde en (beaucoup plus de…) 80 jours (rappel Jules Vernes c’était le XIX° siècle…) :
    On parle beaucoup de lui et d’eux… y compris sur Contrepoints.

    1. Et pour en revenir à l’article de départ, il suffit de lire le titre…

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