Avancée révolutionnaire de l’aviation solaire, Solar Impulse 2 (HB-SIB) incarne l’équilibre parfait entre conception légère, batteries avancées et énergie solaire propre.
Vision et développement
Solar Impulse 2 est né de l’imagination des pionniers suisses Bertrand Piccard et André Borschberg, dont l’objectif était de prouver que les énergies renouvelables pouvaient accomplir ce que les combustibles fossiles avaient toujours dominé : le vol longue distance et prolongé.
La construction a commencé en 2011 sur la base aérienne de Payerne, en Suisse. L’équipe d’ingénieurs a conçu chaque élément de l’avion pour voler jour et nuit uniquement grâce au soleil. Chaque composant a été optimisé pour l’efficacité : matériaux légers, panneaux solaires à haut rendement et batteries lithium-ion à forte densité énergétique travaillaient ensemble pour rendre possible un vol perpétuel.
Après plusieurs défis structurels, dont la rupture d’un longeron en 2012, l’équipe a réussi le premier vol de Solar Impulse 2 le 2 juin 2014. Ce fut le début d’un projet qui allait mener au premier tour du monde à l’énergie solaire.
Une conception légère en carbone
La structure en fibre de carbone de Solar Impulse 2 est l’une des réussites les plus remarquables de l’aérospatiale moderne. Malgré une envergure de 71,9 mètres – presque autant qu’un Airbus A380 –, l’avion ne pèse que 2 300 kilogrammes, à peu près comme un grand SUV.
Le principe était clair : maximiser la portance, minimiser le poids. Chaque partie du fuselage et des ailes était faite de composites de carbone ultralégers, choisis pour leur résistance, leur souplesse et leur masse minimale. Chaque boulon, chaque câble et chaque surface étaient calculés pour économiser l’énergie et réduire la traînée.
Cette légèreté extrême permettait à l’avion de maintenir son altitude à basse vitesse avec très peu d’énergie, un facteur essentiel pour un appareil alimenté uniquement par le soleil.
Le système solaire
Les surfaces supérieures des ailes, de l’empennage et du fuselage sont couvertes de 17 248 cellules photovoltaïques, pour une surface totale de 269,5 mètres carrés. Ces cellules à haut rendement peuvent produire jusqu’à 66 kilowatts dans des conditions d’ensoleillement idéales.
Le jour, les panneaux alimentaient simultanément les quatre moteurs électriques et rechargeaient les batteries lithium-ion pour le vol de nuit. Chacun des quatre moteurs produisait environ 13 kilowatts (17,4 ch) et entraînait une hélice de 4 mètres. L’ensemble de la propulsion atteignait un rendement de plus de 90 %, bien au-delà des moteurs thermiques classiques.
Résultat : un vol silencieux et sans émissions, capable de traverser continents et océans.
L’innovation des batteries lithium-ion
Au cœur de Solar Impulse 2 se trouve son système de batteries lithium-ion de 633 kilogrammes, soit environ un quart du poids total de l’avion. Ces batteries stockaient assez d’énergie pour jusqu’à dix heures de vol de nuit, à une vitesse de croisière constante de 60 kilomètres par heure après le coucher du soleil.
La gestion des batteries s’est révélée l’un des plus grands défis du projet. Lors des premiers vols d’essai, l’équipe a été confrontée à des risques de surchauffe, notamment sous les climats tropicaux. Les ingénieurs ont mis au point un système complexe d’isolation et de refroidissement pour maintenir une température stable et éviter la dégradation des batteries.
Ces avancées en gestion des batteries et en protection thermique ont influencé les générations suivantes d’avions électriques et de systèmes énergétiques au sol.
Vol intelligent et endurance du pilote
Le cockpit non pressurisé, de seulement 3,8 mètres cubes, était conçu pour un seul pilote. Malgré l’espace réduit, il contenait une avionique avancée et un pilote automatique qui permettait au pilote de dormir par tranches de 20 minutes tout en gardant l’avion stable.
Lors des vols transocéaniques de plusieurs jours, les pilotes pratiquaient le repos contrôlé, des techniques de respiration et des étirements pour rester alertes. L’oxygène d’appoint et les protections thermiques permettaient de voler jusqu’à 12 000 mètres (39 000 pieds).
Ces missions d’endurance ont démontré non seulement l’innovation technologique, mais aussi la capacité d’adaptation humaine dans des conditions extrêmes.
Caractéristiques techniques
| Caractéristique | Détail |
|---|---|
| Envergure | 71.9 m |
| Poids | 2 300 kg |
| Puissance | 4 moteurs électriques de 13 kW |
| Cellules solaires | 17 248 (surface totale de 269,5 m²) |
| Capacité de batterie | 4 × 41 kWh lithium-ion (633 kg au total) |
| Vitesse de croisière (jour/nuit) | 90 / 60 km/h |
| Altitude maximale | 12,000 m |
| Vitesse de décollage | 36 km/h |
Un symbole du vol durable
Solar Impulse 2 a prouvé que les technologies propres ne se limitent pas aux expériences de laboratoire : elles peuvent fonctionner dans l’un des environnements les plus exigeants qui soient. Le projet est devenu un symbole vivant de ce que l’on peut accomplir avec l’énergie solaire, l’innovation dans les batteries et la détermination humaine.
Son tour du monde historique de 2016 – d’Abou Dhabi, à travers l’Asie, le Pacifique, les États-Unis, l’Atlantique et retour – a marqué un tournant dans l’histoire de l’aviation.
Solar Impulse 2 a montré que les énergies renouvelables ne sont pas qu’un rêve d’avenir : elles sont déjà capables de nous faire faire le tour du monde.
Réflexion
Solar Impulse 2 rappelle que l’ingénierie, la créativité et la durabilité peuvent aller de pair. Il a redéfini ce que le vol peut signifier à une époque où l’efficacité énergétique et la responsabilité environnementale deviennent essentielles.
Combien de temps faudra-t-il avant que les avions de ligne suivent son exemple solaire ?