Les fragilités d’un si léger colosse des airs

Technologie L’avion Solar Impulse 2 a décollé lundi matin pour la première fois

Qualifié de succès, ce vol inaugural a déjà permis à ses concepteurs de mesurer la vulnérabilité de l’engin solaire avec lequel ils veulent voler autour du globe

«Le premier avion faisait plus «fille»; celui-là, il fait plus «garçon», il est plus massif…» Aux abords du hangar sur la base aérienne de Payerne, ce lundi matin, des observateurs spécialisés commentaient les mensurations de Solar Impulse 2 (Si2); avec ses 2300 kg et sa cabine plus volumineuse, il est vrai que l’aéroplane apparaît plus «costaud» que son prédécesseur. Cela ne l’a pas empêché, aux aurores, de décoller comme une plume, sur une centaine de mètres, pour un «baptême de l’air» qui aura duré au total 2 heures et 17 minutes. «Ce premier vol s’est très bien passé, s’est réjoui André Borschberg, cofondateur et directeur général du projet. Amener un tel avion en l’air est déjà un succès, car il a fallu régler une myriade de détails. Toute l’équipe s’est battue depuis des semaines pour y arriver.»

Large de 72 m, soit plus qu’un Boeing 747, et équipé de 17 248 cellules photovoltaïques sur ses ailes et son fuselage, le Si2 doit, en 2015, permettre à l’ingénieur nyonnais et à son acolyte Bertrand Piccard de faire le tour du monde par étapes sans une énergie autre que celle du soleil, avec parfois des périples de plusieurs jours à travers les océans, les batteries se chargeant la journée pour faire fonctionner les moteurs de l’aéroplane durant la nuit. «Et même si nous avons une certaine expérience, cela demeurait le premier vol d’un avion expérimental», souligne Claude Nicollier, qui officie comme directeur des essais en vol. Le premier a donc été assuré par le pilote de test professionnel allemand Markus Scherdel. «Il fut un succès, l’avion montrant une grande stabilité», précise l’astronaute suisse, qui ajoute que moult enseignements techniques ont déjà été tirés de ce vol inaugural.

Dès le décollage, l’équipe a mesuré sur l’aéroplane diverses vibrations inattendues. «Certaines étaient générées par la porte du train d’atterrissage lorsqu’elle était ouverte, mais elles ont disparu dès que nous l’avons fermée», explique André Borschberg. Rien de grave donc. D’autres, de fréquences variables, ont néanmoins été repérées sur l’avion. Les étudier en détail s’avère crucial, car lorsque de telles vibrations prennent trop d’ampleur sur un aéroplane, elles peuvent se révéler délétères pour lui. «C’est pour les identifier que nous avons truffé Si2 de capteurs», dit l’ingénieur. Il faut maintenant en trouver les causes. «Mais elles ne sont pas de nature à remettre en question la conception du projet.»

Chef du domaine de l’aviation au Service d’enquête suisse sur les accidents, Olivier de Sybourg estime aussi que «du point de vue technologique, la construction de l’engin semble exceptionnelle, tant l’équipe a progressé depuis le premier prototype». L’expert en aéronautique, dont le bureau surplombe les ateliers de Solar Impulse dans le hangar payernois, se pose par contre des questions dans un autre domaine, celui des limitations de son «enveloppe de vol», autrement dit la diversité possible des conditions dans lesquelles l’avion devra voler: «Si l’engin est incliné au-delà de 10 degrés, il se met en danger de décrochage [perte de sustentation de l’avion, ndlr]. De même lorsque la vitesse est trop faible. Et une célérité trop élevée peut provoquer des vibrations aéroélastiques (ou flutter), soit des oscillations, voire des effets de résonance sur certaines parties de l’avion, au risque de les endommager ou, pire, de les briser. Enfin, l’aéroplane devrait pouvoir résister à des «turbulences en air clair», soit des phénomènes assez fugaces ayant lieu dans des cieux bien dégagés, durant lesquels, par exemple, des masses d’air se déplacent en cisaillement», énumère-t-il, avant de rassurer: «J’imagine que les ingénieurs de Solar Impulse, aidés par ceux de l’EPFL, ont tout fait pour tenir compte de ces aspects.»

L’expert voit aussi un risque pour le Si2 «dans sa fragilité, qui va nécessiter un soin infini lors des manœuvres au sol et une infrastructure mobile lui évitant de passer la moindre nuit dehors.» Les pères du prototype ont prévu le coup, puisqu’ils ont développé un hangar gonflable qui, si nécessaire, sera transporté au point de chute de chaque étape. Pour le reste, André ­Borschberg reconnaît que «l’avion n’a pas été conçu pour voler par mauvais temps ou dans de fortes turbulences».

C’est d’ailleurs pour cette raison que ce premier vol a été mené à 5h36, devant une poignée de lève-tôt postés sur une butte herbeuse: «Aux aurores, il y a très peu de mouvements d’air, ce qui permet de tester vraiment l’avion lui-même, et non sa résistance aux turbulences.» Or, malgré une météo favorable, quelques souffles et une poignée de gouttes de pluie sont venues troubler le décollage: «Nous n’espérions aucune averse soutenue car, relativise Claude Nicollier, ce n’est pas l’idéal pour tester un avion…» Ceci même si ses ailes composées de cellules solaires encapsulées dans un film transparent sont censées être étanches à une pluie légère. Sur ce point, Olivier de Sybourg ose une observation: «Lors des longues étapes, le monoplace pourra être confronté à des couches de nuages, connus pour constituer un milieu peu calme et humide. Et il s’agira autant que possible de les éviter: c’est peut-être là un des défis majeurs du «tour du monde», qui sera en premier lieu dans les mains des équipes au sol (météorologistes, techniciens, etc.). En effet, une des pires pannes qui pourrait arriver est celle des systèmes de télémétrie, assurant la transmission de données à distance», météo notamment, mais aussi celles concernant la gestion du vol.

Claude Nicollier précise que des «tests pluie» auront encore lieu, de même que d’autres séances servant à valider les systèmes photovoltaïques en l’air», ce premier vol ayant été effectué avec des batteries chargées au réseau, ou encore le pilote automatique. Durant les prochaines semaines, plusieurs vols à basse altitude (environ 3000 m), auront encore lieu. Puis commenceront les périples dans des cieux plus élevés, où l’utilisation du système à oxygène sera nécessaire. Et enfin, également, des vols de nuit. Toutes ces étapes serviront à l’Office fédéral de l’aviation civile à certifier entièrement l’avion dans toutes les situations dans lesquelles il évoluera.

En parallèle, dès cet été, André Borschberg, pilote de chasse de formation, puis Bertrand Piccard, qui a acquis plus récemment sa licence de pilote privé, s’essaieront successivement à leur prototype. «L’objectif, pour nous, autant que pour la machine, est d’être prêts d’ici à la fin de l’automne», dit le premier. L’avion et l’équipe prendront ensuite leurs quartiers au point de départ du périple autour du monde, dans un lieu encore à cibler au Moyen-Orient. «Nous voulons y être opérationnels le 1er janvier 2015, pour ensuite mener des tests en vol. Et viser un ready to go au 1er mars 2015», annonce le directeur de Solar Impulse.

«Le plus grand défi? Faire que les équipes au sol aident l’avion solaire à éviter de traverser les nuages»