Modèle conceptuel du Solar Impulse (Le projet (Un projet est - dans un contexte professionnel - une aventure temporaire entreprise dans le but de créer un produit ou...) Solar Impulse vise à faire décoller et voler de façon autonome, de jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux...) comme de nuit, un avion (Un avion, selon la définition officielle de l'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI), est un aéronef...) propulsé...) exposé à Genève en avril 2004.

Le projet Solar Impulse vise à faire décoller et voler de façon autonome, de jour comme de nuit, un avion propulsé exclusivement à l’énergie solaire (L'énergie solaire est l'énergie que dispense le soleil par son rayonnement, directement ou de manière diffuse à travers...), jusqu’à effectuer un tour du monde (Le mot monde peut désigner :) sans carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant...) ni pollution (La pollution est définie comme ce qui rend un milieu malsain. La définition varie selon le contexte, selon le milieu...).

Les pilotes du Solar Impulse sont aux commandes du projet depuis 2003. Il s’agit de Bertrand Piccard (Bertrand Piccard, né le 1er mars 1958 à Lausanne, est un psychiatre et aérostier suisse, connu pour avoir réussi, avec...), le psychiatre aventurier, et André Borschberg, le pilote entrepreneur. Dès les premiers vols, ils se partageront les missions, l’appareil ne pouvant, pour l’instant, accueillir qu’un seul pilote à la fois.

Les grandes étapes du projet

C’est un projet qui s’inscrit dans la durée:

• Étude de faisabilité à l’École polytechnique fédérale de Lausanne en 2003.
• Développement du concept en 2004-2005.
• Simulations de vols longues durées dès 2006.
• Design (Cet article ou cette section doit être recyclé. Sa qualité devrait être largement améliorée en le réorganisant et en le...) et fabrication d’un prototype en 2006-2007.
• Vols tests et premier vol de nuit avec le prototype en 2008-2009.
• Construction de l’avion final en 2009-2010.
• Tour du monde en cinq escales en 2011.

Le but du projet est de faire le tour du monde. Le décollage devrait avoir lieu en mai 2011, pour un survol de la terre (La Terre, foyer de l'humanité, est surnommée la planète bleue. C'est la troisième planète du système solaire en partant...) proche de l’équateur mais essentiellement dans l’hémisphère Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.). Cinq escales sont prévues, pour changer de pilote et présenter l’aventure au public et aux autorités politiques et scientifiques. Chaque tronçon du vol durera de 3 à 4 jours, ce qui est considéré comme le maximum supportable pour un pilote seul. Lorsque l’efficacité des batteries permettra d’en réduire le poids (Le poids d'un corps nu ou force de pesanteur est la force exercée sur un corps (de masse m) immobile dans le...), l’avion pourra embarquer deux pilotes pour des vols de très longues durées et un tour du monde sans escale deviendra alors envisageable.

Aérodynamique (L'aérodynamique est une branche de la dynamique des fluides qui porte sur la compréhension et l'analyse des écoulements...)

L’envergure (L'envergure est la distance entre les extrémités des ailes. Le terme est valable pour définir un oiseau, un chiroptère,...) de l’avion est de 80 mètres, soit légèrement plus que celle de l’Airbus A380 (L'Airbus A380 (L'Airbus A380 est un avion civil quadriréacteur long-courrier construit par Airbus en Allemagne, Espagne, France et...) est un avion civil quadriréacteur long-courrier construit par Airbus (Airbus est le principal constructeur aéronautique européen. La société est l'entière propriété d'EADS. Elle conçoit,...) en Allemagne, Espagne, France et...), afin de minimiser la traînée induite et offrir une surface (Il existe de nombreuses acceptions au mot surface, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, souvent...) maximale aux cellules solaires. Une charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de...) alaire aussi faible (8 kg/m²) implique une plus grande sensibilité aux turbulences. La structure ultra-légère doit utiliser des fibres (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous...) de carbone (Table complète - Table étendue) spécifiquement adaptées.

Matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) et structure

Alors que les traditionnels sandwiches composites ont une masse surfacique de l’ordre de 10 kg/m², ceux développés pour le Solar Impulse devront peser de l’ordre de 0.5 kg/m². Ces matériaux pourraient en outre être équipés de fonctionnalités intégrées telles des capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable,...) d’intégrité, du contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) actif de forme, etc.

Une « peau » composée de cellules solaires ultra-minces est intégrée dans les ailes. Ces cellules seront flexibles pour en suivre les déformations et vibrations et devront être encapsulées pour garantir une efficacité maximale dans toutes les conditions, une résistance optimale aux agressions extérieures mais aussi une contribution structurale.

Énergie

Comme difficulté supplémentaire, l’énergie captée pendant la journée servira non seulement à propulser l’avion, mais également à recharger des batteries pour assurer le vol de nuit. Le pilote aura donc la nécessité absolue de se retrouver chaque soir avec des batteries pleines et d’économiser au maximum l’énergie à disposition pour tenir en l’air jusqu’au lever de soleil suivant. L’énergie est accumulée pendant la journée dans des batteries au lithium disposées dans les ailes et dont la densité (La densité est un nombre sans dimension, égal au rapport d'une masse d'une substance homogène à la masse du même volume...) doit approcher les 200 Wh/kg, malgré des conditions de température (La température d'un système est une fonction croissante du degré d'agitation thermique des particules, c'est-à-dire de...) variant de +80°C à –60°C.

Propulsion (La propulsion est le principe qui permet à un corps de se mouvoir dans son espace environnant. Elle fait appel à un...)

La puissance moyenne sur 24 heures (L'heure est une unité de mesure  :) mise à disposition des moteurs par le soleil est pratiquement égale (12 CV) à celle dont disposaient les frères Wright en 1903 lorsqu’ils ont réalisé le premier vol en avion de l’humanité. Le succès ne peut donc passer que par une optimisation des rendements et une réduction générale du poids.

Cockpit (L'habitacle (mais aussi cabine de pilotage, poste de pilotage, cellule ou encore cockpit) d'un avion désigne l'espace...)

En raison du poids encore excessif des batteries, l’habitacle ne pourra accueillir qu’un pilote, qui doit pouvoir opérer jusqu’à 12 000 mètres d’altitude, dans des conditions extrêmes de pression (La pression est la force exercée sur une surface donnée.) et de température. Le cockpit sera donc équipé de différents systèmes : pressurisation, diffuseur d’oxygène, élimination du CO2 et de l’humidité générée par le corps humain. Ces dispositifs devront eux aussi être extrêmement modestes en termes de poids et de consommation énergétique afin de ne pas pénaliser les besoins de la propulsion.

La réalisation du projet est assurée par un partenariat entre plusieurs entreprises et institutions dont les principales sont :

• partenaires principaux : Solvay, Omega et Deutsche Bank
• partenaire officiel : Altran
• partenaires scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude...) et aéronautiques : l’EPFL, l'IMT, l'Agence spatiale européenne (L'Agence spatiale européenne ou ESA, European Space Agency, est une Agence spatiale fondée [1] le 31 mai 1975. Elle est...) (ESA) et Dassault

Solar Impulse bénéficie également depuis avril 2008 du parrainage de la Commission Européenne grâce, entre autres, au commissaire européen au transport (Le transport, du latin trans, au-delà, et portare, porter, est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu...) Jacques Barrot.