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, 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...) ni pollution (La pollution est définie comme ce qui rend un milieu malsain. La définition varie selon le...).
Les pilotes du Solar Impulse (Solar Impulse est un projet d'avion solaire. Il vise à construire puis à faire voler de...) sont aux commandes du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a...) depuis 2003. Il s’agit de Bertrand Piccard (Bertrand Piccard, né le 1er mars 1958 à Lausanne, est un psychiatre et...), le psychiatre (Un psychiatre est un médecin spécialisé en psychiatrie et psychothérapie, qui...) aventurier, et André Borschberg (André Borschberg, né le 13 décembre 1952 à Zurich, est un pilote...), 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.
C’est un projet qui s’inscrit dans la durée:
Le but du projet est de faire le tour du monde. Le décollage (Le décollage est la phase transitoire pendant laquelle un aéronef passe de l'état...) devrait avoir lieu en mai 2011, pour un survol de la terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...) 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 est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la...), l’avion pourra embarquer deux pilotes pour des vols de très longues durées et un tour du monde sans escale (Une escale est un arrêt marqué par un véhicule de transport durant un trajet au long...) deviendra alors envisageable.
L’envergure de l’avion est de 80 mètres, soit légèrement plus que celle de l’Airbus A380 (L'Airbus A380 est un avion civil quadriréacteur long-courrier construit par Airbus en Allemagne,...), afin de minimiser la traînée (En mécanique des fluides, la traînée est la force qui s'oppose au mouvement d'un...) induite et offrir une surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) maximale aux cellules solaires. Une charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement...) 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...) de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C,...) spécifiquement adaptées.
Altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau...) max | 12.000 m |
Poids max | 2000 kg |
Vitesse (On distingue :) moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de...) | 70 km/h |
Envergure (L'envergure est la distance entre les extrémités des ailes. Le terme est valable pour...) | 80m |
Puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) des 6 moteurs (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique,...) | 10 kW |
Poids des batteries | 450 kg |
Capacité des batteries | 200 Wh/kg |
Rendement photovoltaïque | 0.2 |
Alors que les traditionnels sandwiches composites ont une masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) 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...) d’intégrité, du contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de...) 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.
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 (Vol de nuit est un roman d'Antoine de Saint-Exupéry paru en décembre 1930 et ayant obtenu...). Le pilote aura donc la nécessité absolue (L'absolue est un extrait obtenu à partir d’une concrète ou d’un...) 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 (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...) suivant. L’énergie est accumulée pendant la journée dans des batteries au lithium (Le lithium est un élément chimique, de symbole Li et de numéro atomique 3.) disposées dans les ailes et dont la densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la...) doit approcher les 200 Wh/kg, malgré des conditions de température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) variant de +80°C à –60°C.
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 (Un avion, selon la définition officielle de l'Organisation de l'aviation civile internationale...) de l’humanité. Le succès ne peut donc passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques...) que par une optimisation des rendements et une réduction générale du poids.
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 une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) 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 (Le corps humain est la structure physique d'une personne.). 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 :
Solar Impulse bénéficie également depuis avril 2008 du parrainage de la Commission Européenne grâce, entre autres, au commissaire européen au transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus...) Jacques Barrot.