Une quarantaine de ballons stratosphériques remplis d’instruments de mesure vont être lancés cette année depuis l’océan Indien afin d’étudier les phénomènes atmosphériques méconnus de l’équateur. Pour ce projet d’exploration météorologique, le CSEM de Neuchâtel a conçu des panneaux photovoltaïques ultralégers et sur mesure.

C’est bien connu des météorologues: l’équateur est le siège des phénomènes atmosphériques les plus puissants de la Terre. Ces phénomènes, dont l’influence peut s’étendre jusqu’aux pôles, gardent cependant encore une large part de mystère. A ce jour, les interactions entre la troposphère et la stratosphère, notamment, ont été très peu étudiées dans la ceinture équatoriale.

Deux à trois fois le tour de la Terre

Le projet français Strateole-2, piloté par le Centre national français d’études spatiales (CNES) et le Centre national français de la recherche scientifique (CNRS) en collaboration internationale, permettra de combler cette lacune, indique mercredi le Centre suisse d’électronique et de microtechnique (CSEM) dans un communiqué.

Les scientifiques vont utiliser des ballons stratosphériques pressurisés, développés et mis en œuvre par le CNES. Deux chapelets de 20 ballons – lâchés dès cette année et à trois ans d’intervalle depuis l’océan Indien – vont faire deux à trois fois le tour de la Terre sur une période de trois mois, selon le CSEM.

Durant leur périple, les ballons moissonneront une multitude de données: concentrations en vapeur d’eau, en ozone, en dioxyde de carbone, présence de glace en suspension, mesures de la température de l’air, de la pression, etc. Certaines informations, telles que la température, la vitesse du vent ou la pression, seront transmises à l’Organisation météorologique mondiale (OMM), quasiment en temps réel, pour lui permettre d’affiner ses prévisions sous les tropiques.

«Haute performance, fiabilité et légèreté»

Pour fournir l’énergie, indispensable au fonctionnement des nacelles et des instruments scientifiques, le CSEM a développé des panneaux photovoltaïques sur mesure, en matériaux composites ultralégers conçus dans ses laboratoires, explique le centre. Chaque nacelle sera équipée de quatre à six panneaux photovoltaïques, soit de forme carrée, soit de forme trapézoïdale, dotés de 9 à 12 cellules chacun.

Les plus grands offriront une puissance de 40 W, contre 30 W pour les plus petits. Ils sont actuellement en cours de montage dans les ateliers du CSEM, sur le site d’Innoparc, à Hauterive, dans le canton de Neuchâtel, détaille le centre helvétique.

Ces panneaux ont été validés en vol, «avec succès», lors d’une première campagne probatoire de huit vols, en hiver 2019-2020. Les panneaux équipant les nacelles scientifiques de la prochaine campagne de 20 vols, qui débutera en octobre 2021, sont en cours de production, toujours selon le CSEM.

«Allier haute performance, fiabilité et légèreté dans un environnement aussi hostile que la stratosphère relève d’un haut savoir-faire. Habituellement, la stratosphère est une zone où l’on ne fait que passer: c’est le cas lors d’un lancement de fusées, par exemple. Les ballons y resteront quant à eux pendant des mois», souligne Pierrick Duvoisin, impliqué dans le projet en qualité de spécialiste en design de module au CSEM.