Accomplir le tour du monde en vingt jours et vingt nuits à bord d’un avion qui n’utiliserait que l’énergie du soleil, c’est le défi que s’est lancé Bertrand Piccard pour 2011. Avec ce projet, l’aéronaute veut démontrer le potentiel des énergies renouvelables. Pour cela, il pousse à leur maximum les technologies utilisées, notamment la simulation informatique. Consommation énergétique en fonction de la vitesse, angle des rayons du soleil par rapport à la surface des cellules solaires à chaque instant de la journée… avec 15 ordinateurs et près de 5 000 paramètres pour décrire l’avion, le niveau de réalisme atteint par la troisième version du simulateur Solar Impulse est inédit. ‘ Mon rôle est d’élaborer des indicateurs de fiabilité ‘, explique Christophe Béesau, son concepteur et expert en simulation. ‘ L’objectif est de fabriquer un objet virtuel dont le comportement sera statistiquement aussi proche que possible de celui de l’objet qu’il représente. ‘ Dans ce vol simulé, l’avion virtuel est confronté à des conditions météorologiques qui, elles, sont bien réelles. Communiquées quatre fois par jour par l’agence gouvernementale américaine NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), elles sont accompagnées d’une prédiction pour les six heures suivantes. Courants ascendants ou descendants, direction et force du vent, température, humidité : l’agence fournit les rapports de près de 15 000 avions pour chaque couloir aérien, ainsi qu’une carte mondiale des nuages. A partir de ces données, le prévisionniste Luc Trullemans définit l’itinéraire et la stratégie de pilotage à court terme du Solar Impulse. Il élabore également, après quatre heures de calculs supplémentaires, une étude prédictive de l’évolution de la météo pour les 80 heures à venir. Cette prévision porte sur un réseau de points situés tous les 60 kilomètres sur 20 niveaux différents entre 0 et 12 kilomètres d’altitude, tout autour de la planète. L’équipe peut alors tester jusqu’à 24 heures à l’avance les différents itinéraires possibles, en s’assurant que l’avion parviendra à emmagasiner suffisamment d’énergie pour passer une nuit complète en vol.
Entraîner l’équipe au sol
Comme pour le lancement d’une fusée, c’est l’équipe au sol qui prendra toutes les décisions concernant l’itinéraire de vol et les man?”uvres de pilotage du futur avion solaire. L’un des enjeux de la simulation du 21 mai dernier était de roder les processus de décision et d’entraîner chaque membre de l’équipe à sa mission. Une étape indispensable avant de mettre la vie du pilote entre leurs mains.
Une stratégie de vol audacieuse
Pour pouvoir passer toute une nuit en vol, l’avion doit engranger suffisamment d’énergie grâce aux cellules solaires réparties sur ses ailes. L’astuce : grimper à 12 000 mètres d’altitude le soir pour se laisser planer la nuit jusqu’à 3 000 mètres, une fois l’énergie accumulée pendant la journée consommée.
Aventurier aéronaute
Bertrand Piccard n’en est pas à son coup d’essai : il est l’auteur du premier tour du monde en ballon sans escale (en 1999) à bord du Breitling Orbiter 3.
Calcul d’itinéraire
Grâce à Google Earth, le routeur météo Luc Trullemans visualise la position de l’avion qui arrive en vue des côtes du Mexique. Un problème : la présence de courants froids et d’un front orageux au-dessus du golfe du Mexique.
Des prévisions météo à trois jours
Comment la zone de haute pression va-t-elle évoluer ? Pour le savoir, Luc Trullemans lance une simulation prédictive pour les 80 prochaines heures. Le front froid ne cédant pas, l’avion est dérouté sur l’aéroport de Phoenix, en Arizona. Miami, ce sera pour une autre fois !
Des ailes de géant
De même envergure que l’Airbus A380, le Solar Impulse sera 280 fois plus léger puisqu’il ne pèsera que 2 tonnes. Les cellules photoélectriques qui tapissent la face supérieure des ailes (soit une surface de 250 m2) fournissent suffisamment d’énergie pour faire voler l’avion. A chaque étape du projet, la simulation informatique permet de valider les choix techniques.
Une ergonomie sur mesure
Le prototype du cockpit a été créé directement autour des deux futurs aviateurs, l’ancien pilote de chasse André Borschberg (ci-contre) et Bertrand Piccard. Le design a pu être amélioré grâce aux deux simulations de vol déjà effectuées.
Du rêve à la réalité
Pour déployer les 80 mètres d’envergure de l’avion solaire, des longerons de 20 mètres de long en matériau composite seront assemblés. Intégrés à la simulation, les résultats des tests de résistance servent, d’une part, à affiner le design, dautre part, à calculer les man?”uvres de pilotage réalisables sans mettre en danger la structure.
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