2010-04-plastilien-avril

Energie : le plastique fait
mieux que le pétrole
Les 12 000 cellules photovoltaïques en silicium
monocristallin de 150 microns
d’épaisseur ont été sélectionnées pour
leur capacité à combiner légèreté et rendement.
Leur efficacité aurait pu être encore meilleure,
à l’instar des panneaux utilisés dans
l’espace, mais leur poids aurait alors été
beaucoup trop élevé, pénalisant l’avion
pendant le vol de nuit.
Cette phase étant la plus critique, les batteries
sont au cœur des progrès à venir.
Encore lourdes, elles obligent à réduire
drastiquement le poids du reste de l’avion
(avec des plastiques de haute performance),
à optimiser toute la chaîne énergétique
et à maximiser le rendement aérodynamique
par un grand allongement et un
profil d’aile conçu pour les basses
vitesses. Encore une gageure qui n’est
réalisable que grâce à des plastiques
sophistiqués.
Avec une densité énergétique de
200 Wh/kg, il faut 400 kg d’accumulateurs
pour un vol de nuit, soit plus du quart de la
masse totale de l’avion.
Une amélioration de la capacité des batteries
permettra, à terme, d’embarquer un
deuxième pilote, de diminuer l’envergure
de l’avion ou d’augmenter sa vitesse de vol.
Structure et matériaux
61 m d’envergure pour un oiseau de 1600 kg
tout équipé, c’est du jamais vu et même de
l’inespéré, compte tenu des contraintes
de rigidité, de légèreté et de contrôlabilité
en vol.
Le Solar Impulse est construit autour d’une
sorte d’ossature en matériaux composites
constitués de fibres de carbone et de nids
d’abeilles assemblés en sandwich dans
une matrice plastique.
L’aile est recouverte sur l’intrados d’un film
flexible et sur l’extrados d’une peau composée
de cellules solaires plastiques
encapsulées. 120 nervures en fibres de
carbone réparties tous les 50 cm profilent
ces deux couches pour donner à l’ensemble
sa forme aérodynamique.
© Solar Impulse
Système de propulsion
Sous les ailes, 4 nacelles contiennent chacune
un moteur et une batterie au lithium
polymère constituée de 70 accumulateurs
et d’un système de gestion contrôlant le
seuil de charge et de température.
L’isolation thermique est conçue pour
conserver la chaleur dégagée par les batteries
et leur permettre ainsi de fonctionner
malgré la température à 8500 mètres
d’altitude : -40°C.
Chaque moteur a une puissance de pointe
de 10 CV et est muni d’un réducteur limitant
à 200-400 tours /minute la rotation d’une
hélice bipale de 3,5 mètres de diamètre.
Solvay, première entreprise belge spécialisée
dans la chimie en général et les plastiques
en particulier, apporte à Solar
Impulse son expertise dans plusieurs
domaines notamment dans les plastiques
ultra-légers et ultra-performants.
© Solar Impulse- Stéphane Gros
Au total, le Solar Impulse utilise 12 polymères
et produits de Solvay et comprend
6.000 pièces produites avec eux. Il y en a
n°66 • Avril 2010 Plastilien 15