L'avion solaire SolarStratos a effectué son premier vol solo.
Après les exploits de Bertrand Picard et du Solar Impulse, un autre Suisse, Raphaël Domjan entend réussir une autre performance : voler dans la stratosphère avec un avion solaire, à 25.000 mètres du sol, une altitude jamais atteinte par un avion à propulsion classique. Ce jeudi 2 septembre, le pilote a effectué son premier vol solo aux commandes du SolarStratos.
On se souvient de Bertrand Picard et du Solar Impulse, le premier avion à avoir effectué un tour du monde sans carburant ni émission polluante pendant le vol. Lancé officiellement en 2014, le projet SolarStratos caresse une autre ambition : celle d’atteindre la stratosphère à 25.000 mètres d’altitude avec un avion propulsé uniquement par l’énergie solaire. Plus qu’un exploit technologique, il s’agit aussi de battre un nouveau record puisqu’aucun avion à moteur classique n’a jamais volé aussi haut.
Cette aventure a pour but de démontrer que les énergies renouvelables permettent d’aller au-delà de ce qui est possible avec les modes de propulsion utilisant les énergies fossiles. Raphaël Domjan croit fermement à l’énergie solaire. « C’est la plus abondante sur terre et la moins chère de l’histoire de l’humanité », explique-t-il. C’est pourquoi l’aviateur souhaite donner espoir aux jeunes : « je veux leur dire que grâce au Soleil, ils pourront continuer de prendre l’avion, mais sans polluer ». Les véhicules électriques et solaires comptent parmi les grands défis du 21ème siècle. « Notre avion électrique, qui pourra voler dans la stratosphère, ouvre une porte sur cette aviation et sur la mobilité de demain », précise-t-il sur le site consacré au projet SolarStratos. « Dans le futur, l’exploration de la stratosphère nous permettra peut-être de prolonger et d’étendre l’humanité… qui sait… », rêve-t-il tout haut.
Vol stratosphérique avec 100% d’énergie solaire
Le SolarStratos est un avion solaire biplace conçu par Calin Gologan de l’entreprise PC-Aero GmbH. Il est propulsé par deux moteurs électriques de 19 kW qui entrainent une hélice à 3 pales d’un diamètre de 1.75 m. Pour le vol record, une nouvelle hélice sera installée, optimisée pour la montée dans la stratosphère.
Les ailes sont couvertes de 22 m2 de cellules solaires de dernière génération, dont le rendement de conversion est situé entre 22 et 24%. Elles alimentent des batteries lithium-ion d’une capacité totale de 14 kWh, extensible à 21 kWh. Mais pour le vol record, l’avion sortira du hangar avec les batteries déchargées. Le Soleil devra les charger avant le départ, puis, à l’atterrissage, elles devront avoir stocké au moins autant d’énergie qu’au décollage. Cette exigence permettra de dire que tout le vol a été effectué à 100% à l’énergie solaire.
Afin de limiter le poids de l’appareil ne sera pas pressurisé, ce qui obligera son pilote à porter pour le vol stratosphérique une combinaison similaire à celle des astronautes. Elle fonctionnera uniquement à l’énergie solaire, et ce sera une première mondiale également.
Malgré la météo capricieuse de cet été au-dessus du petit aérodrome de Payerne (Suisse) où le SolarStratos est basé, Raphaël Domjan a effectué, depuis le 29 juillet, 37 vols d’entraînement en compagnie, chaque fois, du pilote d’essai Miguel A. Iturmendi. Certains ont duré plus de 2 heures, et l’avion solaire est monté jusqu’à 10.000 pieds.
Ce jeudi 2 septembre au matin, les conditions étaient réunies pour franchir une nouvelle étape symbolique du projet. Raphaël Domjan s’est envolé en solo dans les airs à 07h15 et a effectué un vol d’une durée de 36 minutes, atteignant l’altitude de 4 000 pieds (1 220 m). De nouveaux vols en solo sont prévus dans les prochains jours.
Pour quand le record ?
Et le vol record, c’est pour quand ? Il va falloir encore être patient : « Le vol stratosphérique sera pour 2023. Mais avant ça, il y a un record intermédiaire à battre, celui du vol entièrement électrique et solaire détenu par SolarImpusle avec 9400 m », explique Raphaël Domjan. « Nous visons donc les 10.000 m dans un premier temps ».
La mission dans la stratosphère durera environ six heures (3 heures de montée pour s’approcher de l’espace, 15 minutes la tête dans les étoiles, puis 3 heures pour redescendre sur terre). L’avion et son pilote seront soumis a des températures extrêmes, de l’ordre de -70°C.
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Commentaires
Combien pèse l'avion? 100kg de batterie, 80kg de pilote, plus le moteur, l'électronique, le fuselage et les ailes, difficile de faire moins de 400kg en vol. Pour monter 400kg à 10000m il faut fournir une énergie potentielle de 40MJ. Sachant que l'hélice a le rendement qu'elle a, et que les ailes de l'avion font perdre de l'énergie aussi, sans compter le rendement du moteur, j'estime qu'il faut au moins le double d'énergie électrique, soit 80MJ ou 22kWh.
Les 22m² de PV à 22% de rendement mais éclairés de biais (perte de 50%) permettent d'espérer une puissance continue de 2kW. Si la montée dure 2 heures, on récupère 4kWh. Si la batterie fait 14kWh il manquera donc encore 4kWh pour que le compte soit bon. Je veux dire, pour atteindre l'altitude. En oubliant complètement la contrainte supplémentaire de se poser avec la batterie pleine!
Et là on parle de 10000m, pas de 25000!
J'aimerais voir un petit bilan énergétique de ce projet, parce que là, il y a un problème! Cela marcherait peut-être en mode drone, pour économiser le poids du pilote et de son équipement....
Est-ce qu'un avion électrique peut faire de la régénération pendant la descente? Logiquement oui, à condition de disposer d'un pas variable. Donc il peuvent partir de la-haut avec la batterie pas pleine et se poser 3h plus tard avec le plein.
"La plupart des marchés fonctionnent aujourd’hui sans subvention"
Sauf que les coûts faramineux des solutions de stockage et de back-up pour pallier à l'intermittence des enr ne sont jamais pris en compte...
N'oublions pas André Borschberg pilote de Solar Impulse. Bertrand Picard n'était pas seul sur ce projet !