Essai réussi pour les modules photovoltaïques du projet Stratobus

Stratobus, évoluant à 20 kilomètres d'altitude au-dessus du trafic aérien, aura des missions multiples: observation, surveillance ou encore télécommunication, le tout pour une durée de 5 ans. Afin d'assurer en toute continuité ses missions, Stratobus doit maintenir sa position et résister à des vents allant jusqu'à 90 km/h: il est donc équipé de 1000 m2 de cellules photovoltaïques, placées sur un quart de la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) de l'enveloppe, en vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et...) de fournir l'électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la...) nécessaire aux quatre moteurs (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique,...) électriques, au système de stockage d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) et à la charge utile (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement...).


Thales Alenia Space vient d'annoncer la réussite des essais de validation mécanique statique (Le mot statique peut désigner ou qualifier ce qui est relatif à l'absence de mouvement. Il peut...) des premiers modules photovoltaïques échelle 1 destinés au projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a...) StratobusTM. Ces modules photovoltaïques ont été développés en partenariat avec le CEA-Liten (Laboratoire d'innovation pour les technologies des énergies nouvelles et les nanomatériaux), sur son campus (Un campus (du mot latin désignant un champ) désigne l'espace rassemblant les...) Ines (Institut national de l'énergie solaire), implanté près du lac (En limnologie, un lac est une grande étendue d'eau située dans un continent où il...) du Bourget, en Savoie.

Les modules développés sont d'une surface hors norme (Une norme, du latin norma (« équerre, règle ») désigne un...) (supérieure à 4 m²), flexibles, ultra (ULTra (pour (en)« Urban Light Transport ») est un système de transport...) légers (moins de 800 g/m2), d'une puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) supérieure à 200 W/m2 et composés de cellules à 24 % de rendement. Ils ont été réalisés en mettant en oeuvre des procédés habituellement utilisés pour des applications terrestres.

Thales Alenia Space a confirmé que les tests ont démontré une haute stabilité des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) d'encapsulation (L'encapsulation en général est la notion de mettre une chose dans une autre. En imageant, on peut...) sous ultraviolet (Le rayonnement ultraviolet (UV) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur...) et ozone (L’ozone (ou trioxygène) est un composé chimique comportant 3 atomes...), et de faibles pertes de puissance relatives après les cycles thermiques. Ils seront intégrés sur le modèle à échelle 1 de StratobusTM, dont les premiers essais en vol sont prévus pour 2022.

Les panneaux photovoltaïques classiques pèsent environ 12 kg/m² pour une surface de 1,6m², le verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile...) et le cadre aluminium (L'aluminium est un élément chimique, de symbole Al et de numéro atomique 13....) représentant à eux seuls 80% du poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la...) total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un...). Le CEA-Liten a mis en oeuvre tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) son savoir-faire de Recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) et Développement dans le domaine de l'intégration du solaire photovoltaïque afin de réduire ce poids au m² et atteindre les spécifications du projet StratobusTM.

Les développements ont permis de supprimer le cadre du module, utiliser des matériaux à la fois minces, légers et robustes pour réduire la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) sans dégrader les performances électriques, intégrer des composants électroniques pour assurer une protection électrique (Le fait est que l'électricité est une énergie : invisible, inodore, inaudible et, d'une...) et thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de...), et enfin intégrer des éléments de fixation pour l'accroche du module sur l'enveloppe du ballon stratosphérique.

Compte tenu des matériaux utilisés, très éloignés de la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) standard, le procédé de mise en oeuvre a également dû être adapté pour répondre aux contraintes liées à la réduction significative d'épaisseur du dispositif (< 0,5 mm au lieu de 4,5 mm pour un module standard).

Depuis le démarrage de l'implication du CEA dans le projet StratobusTM en 2016, de nombreux prototypes de modules ultralégers ont été réalisés pour les étapes de R&D et pour les tests de qualification en enceintes climatiques afin de fiabiliser le design (Le design (la stylique en français) est un domaine visant à la création d'objets,...) pour l'application visée. Leur taille n'excédait jamais 0,6 m².