Un avion solaire est un avion dont la propulsion électrique est alimentée, complètement ou en partie, par de l'énergie qu'il capte du Soleil grâce à des panneaux photovoltaïques. Disposés habituellement sur la surface de l'aile, ils convertissent l'énergie lumineuse de notre étoile en énergie électrique. Connecté aux panneaux, un circuit électronique appelé MPPT assure une utilisation optimale de cette énergie afin d'alimenter le moteur qui transforme cette énergie électrique en énergie mécanique au travers de l'hélice. Dans la majorité des cas, une batterie est utilisée pour stocker l'énergie supplémentaire afin de pallier un manque de Soleil.
Par rapport aux ressources fossiles comme le kérosène, l'énergie solaire est inépuisable, gratuite et non polluante mais présente une variation importante liée à la rotation de la Terre (cycle jour-nuit) et une instabilité imprévisible liée aux nuages. Elle n'est pas utilisée pour les transports aériens. Les cellules photovoltaïques ont un coût élevé, sont fragiles et difficiles à mettre en œuvre sur une aile courbe. En raison de leur rendement maximum situé actuellement à environ 30 %, une surface importante est nécessaire pour obtenir une puissance convenable et les batteries nécessaires au stockage (même issues de la technique de pointe Lithium Polymère) sont lourdes.
vignette|Avion solaire Helios (NASA).
Projets
Le premier avion propulsé à l'énergie solaire est le , prototype sans pilote créé en 1974. Il effectue son premier vol le sur un lac salé à Camp Irwin, en Californie.
Réalisé par un Américain, Robert J. Boucher de la compagnie Astro Flight Inc. sous contrat avec la DARPA, il a une envergure de pour .
Le premier vol dure vingt minutes à une altitude de , il dispose de solaires sur son aile pour une puissance de .
Une tempête de sable endommage .
Le second modèle se nomme . Prototype sans pilote, son vol inaugural a lieu le sur un lac salé à Camp Irwin, en Californie.
De même envergure que le premier, il a solaires sur son aile pour une puissance de .
Après plusieurs essais, un problème de commande endommage .
Solaris En 1976 l'Allemand Fred Militky construit Solaris, un prototype sans pilote, fait le de cette même année, il réalise plusieurs vols à une altitude de .
Solar One Construit principalement sur leurs fonds propres par Frederick To et David Williams entre 1976 et 1978, ce prototype reprend le modèle d'un planeur de l'époque. L'avion est construit en matériaux les plus légers possibles (bois d'épinette, fibre de verre, résine, aluminium et du solar film thermoformable). Par manque de financement, de temps et face à la difficulté de trouver un sponsor, les inventeurs décident de réduire le nombre de cellules solaires à un tiers du nombre prévu. Pour amorcer le décollage, ils utilisent une batterie chargée avec les cellules de l'avion avant le décollage. La présence de cette batterie est à l'origine d'une polémique : les détracteurs du projet affirment que cela ne fait pas de cet avion un avion à propulsion solaire pur.
Le premier vol d'essais avec propulsion solaire a lieu sur l'aérodrome de Lasham, (Hampshire, Angleterre) le .
Le premier vol officiel devant la presse a lieu le avec Ken Stuwart comme pilote.
L'histoire de la fabrication du Solar One est l'objet d'un documentaire dans la série Histoires oubliées de l'aviationDocumentaire : Histoires oubliées de l'aviation nouvelobs.com, consulté le 15 janvier 2023intitulé L'avion à énergie solaire de Karin Leuthy et Philip Osborn en 1994Histoires oubliées de l'aviation : L'avion à énergie solaire, programme-tv.net, consulté le 15 janvier 2023.
Gossamer Penguin Le , le grand Gossamer Penguin, un modèle Albatross modifié, est le premier avion habité à voler propulsé uniquement par l'énergie solaire. Construit par la société AeroVironment Inc.., fondée par Dr. Paul McCready, il a une envergure de pour un poids de seulement . Le pilote pour ce premier test est le fils de P. McCready, âgé alors de .
Une évolution nommée Solar Challenger ( d'envergure pour ) traverse la Manche en 1981.
Sunseeker I
En , le Sunseeker I d'Eric Raymond franchi les États-Unis d'est en ouest en vingt-et-une étapes. C'est un motoplaneur électrique alimenté par sept-cents cellules photovoltaïques réparties sur ses ailes et sa queue.
Helios thumb|Helios en vol Helios est un prototype d'avion solaire de la NASA, quatrième étape du programme ERAST (après le Pathfinder, le Pathfinder Plus et le Centurion).
L'avion télécommandé a battu le record du monde d'altitude en vol horizontal durable, en atteignant l'altitude de (environ ) au-dessus du Pacifique le .
Présentant une envergure de plus de (soit plus qu’un Boeing 747) pour un poids d'à peine , Helios est constitué de six tronçons d’aile séparés par cinq nacelles faisant office de train d’atterrissage. Un réseau de de panneaux solaires délivrant une puissance de alimente les électriques nécessaires à sa propulsion.
Le , ce drone s'écrase dans l'océan Pacifique lors d'un vol d'essai près de l'île hawaïenne de Kauai, sans faire ni dégât ni victime.
Sunseeker II
Évolution du Sunseeker I, le Sunseeker II est le premier avion solaire à franchir les Alpes (de nord au sud, depuis la Suisse vers l'Italie) en 2009. Cette traversée marque le départ d'un voyage à travers six pays d'Europe.
Solar Impulse I (HB-SIA)
Solar Impulse est un projet conduit par les Suisses Bertrand Piccard et André Borschberg. Il s'agit d'un avion solaire monoplace avec lequel ils envisagent de faire le tour du monde en cinq escales à partir de 2012.L'avion est composé de deux grandes ailes qui seront recouvertes d'environ de panneaux solaires (soit photovoltaïques). Le dispositif permet de propulser quatre moteurs électriques de chacun, et permet de recharger les de batteries lithium-polymère embarqués par l'appareil. Son envergure totale est de .
Solar Impulse effectue son premier vol d'essai avec succès le , à GMT ( heure française), depuis la base militaire de Payerne, à l'ouest de la Suisse. Celui-ci dure plus d'une heure.
Le , Solar Impulse réalise le premier vol jour/nuit, avec une personne à bord (le pilote, André Borschberg). Après de vol, à GMT, Solar Impulse atterrit à la base militaire de Payerne d'où il avait décollé.
Au total, ce sont qui ont consacré sept ans de leur vie à travailler à ce projet, soit environ 110 000 jours.Homme ou encore environ 800 000 heures.
De 2010 à 2013, après plusieurs missions en Europe et pour finir la traversée des États-Unis d'Ouest en Est, Solar impulse 1 (HB-SIA) est mis à la retraite le , il est démonté et rapatrié en Suisse.
Solar Impulse (HB-SIA) a ainsi plus de de vol à son actif.
L'avion est racheté par un sponsor et le , Solar Impulse 1 (HB-SIA) est exposé à la Cité des sciences et de l'industrie à Paris jusqu'en .
Solar Impulse II (HB-SIB)
Le a lieu la présentation officielle du second prototype Solar Impulse 2 (HB-SIB) à l'aérodrome militaire de Payerne en Suisse.
Parti d'Abou Dhabi le le prototype Solar Impulse 2 (HB-SIB) boucle le tour du monde en et le il se repose à Abou Dhabi.
Le prototype Solar Impulse 2 (HB-SIB) est actuellement en standby dans un hangar à Abou Dhabi.
SolarStratos vignette|Le SolarStratos exposé sur la base aérienne de Payerne en décembre 2016. SolarStratos est une aventure initiée officiellement en par l'écoexplorateur suisse Raphaël Domjan.
Il s'agit d'un avion solaire biplace construit par Calin Gologan avec lequel Domjan envisage avec son équipe de réaliser un record absolu d'altitude. La mission To the edge of space a pour but de permettre à Raphaël Domjan d'atteindre plus de . Le projet est basé à Yverdon-les-Bains en Suisse. Le , il réclame le record absolu d'altitude en avion électrique et solaire piloté, Raphaël Domjan atteint l'altitude de dans les Alpes Suisses.
Drone solaire Parmi les drones solaires, on peut citer le M5D-Airfox, en usage au sein de la marine espagnole.
Notes et références
Voir aussi Articles connexes Avion électrique Bateau solaire World Solar Challenge SolarStratos
Liens externes UK's first solar aircraft take of - Article de presse sur le Solar One - 1979. sky-sailor.ethz.ch - Projet d'avions solaires pour l'exploration de Mars Solar Flight History - Histoire de l'aviation solaire Histoire de l'aviation solaire - Histoire de l'aviation solaire Design of Solar Powered Airplanes for Continuous Flight - Thèse de doctorat sur le design des avions solaires, de à d'envergure www.solarflugzeuge.de - Fliegen mit Sonnenkraft - Faszination Solarflug www.solair.de - Solair 2 - Fliegen mit Sonnenenergie www.nasa.gov - Centurion-Seite bei der NASA www.solarmobil.info/#flieger WEB-Links des Bundesverbandes Solare Mobilität zu Solar- und Elektro Fliegern 'www.solar-impulse.com' Projet de tour du monde en avion solaire habité (en/fr) www.solarstratos.com "To the edge of space" www.nasa.gov Prototype Helios
Catégorie:Aéronef expérimental Catégorie:Avion prototype Aviation légère