Solar Impulse paré pour l’envol

L’équipe menée par Bertrand Piccard et André Borschberg s’apprête à vivre le premier grand vol de l’avion solaire, à Payerne. Le pointen 10 questions sur une aventure technologique fabuleuse

1. Solar Impulse, c’est…

…une idée couchée sur le papier par Bertrand Piccard au retour de son tour du monde en ballon. «J’avais acquis le privilège d’être écouté. J’ai voulu m’en servir pour lancer un projet ambitieux et tenter la grande aventure du XXIe siècle: réconcilier l’économie et l’écologie», confiait-il au Temps en mars 2007. Le projet? Réaliser un tour du monde par étapes, incluant des nuits de vol, dans un avion carburant uniquement à l’énergie solaire.

Très vite, l’aérostier s’associe au pilote militaire et ingénieur André Borschberg pour concrétiser son rêve. Et d’abord trouver quelques deniers: «Nous avons levé 20 millions de francs avec des présentations Powerpoint», n’hésitent-ils pas à souligner, après avoir «signé» le premier gros sponsor, Solvay, en 2005.

Une équipe est montée, des plans dessinés, des maquettes construites. Avec toujours en trame le message que Bertrand Piccard ne cesse de rappeler: si l’avion vole, «à travers ce projet, nous sommes convaincus que les visions politiques peuvent changer la société et aider à venir à bout de notre dépendance envers les énergies fossiles».

2. Mais comment vole-t-il?

L’idée est simple: emmagasiner le jour assez d’énergie dans des batteries, à l’aide de cellules photovoltaïques couvrant l’aile de 63 m, pour alimenter les quatre moteurs électriques durant la nuit, et ainsi imaginer jusqu’au vol perpétuel, le seul facteur limitant étant le pilote.

Du rêve aux ateliers , il a fallu réaliser un avion aussi léger que possible, tout en assurant sa volabilité . La première condition passait par la recherche de technologies de pointe: construction de pièces inédites en fibre de carbone, choix de batteries légères mais d’une très grande efficacité. Le second critère visait la maniabilité d’un avion aussi original: moult simulations par ordinateur ont permis de construire le prototype HB-SIA , qui a fait son premier saut de puce à Dübendorf le 3 décembre 2009 .

3. L’avion correspond-il au concept de départ?

Dans les grandes lignes, l’aéroplane correspond à ce qui avait été dessiné lors des études de faisabilité, et se trouve dans les gammes de performance prévues. «Même si, admet André Borschberg, directeur du projet, les moteurs qui se trouvaient sur les plans sur l’aileron arrière sont désormais sous l’aile principale.» Son bilan énergétique général est aussi conforme.

«Si l’on regarde la complexité de l’ensemble par contre, elle est beaucoup plus grande que ce qu’on avait imaginé. Il a fallu trouver de nouveaux procédés de fabrication pour gagner du poids», l’ennemi juré sur ce genre d’aéroplane. Les allers-retours ont ainsi été nombreux entre l’équipe design, sa conseillère l’EPFL et les chantiers Décision SA où les structures ont été moulées. «Rien que pour les commandes de vol, qui doivent être à la fois rigides, légères et très précises, il nous a fallu développer 800 pièces spécifiques. Je n’en attendais pas tant…»

Concernant les batteries, l’exercice n’était pas simple non plus: «Il y a quatre ans, nous avons dû nous projeter dans le futur, afin d’évaluer, en tenant compte des progrès technologiques, l’efficacité qui pouvait être atteinte aujourd’hui. Or celle-ci est 20% meilleure que ce qu’on avait prévu», dit André Borsch­berg, en se réjouissant d’être resté dans les temps prévus: «Trois ans de conception, puis autant de construction, pour un avion aussi révolutionnaire, c’est assez peu.»

4. Quels sont les objectifs des premiers vols?

«Prouver qu’on est capable de poser l’avion après avoir maîtrisé les phases d’approche et d’atterrissage», répond Claude Nicollier, directeur des vols d’essai. Après le travail en simulateur et le saut de puce, «nous voulons voir comment contrôler l’avion, avec quelle facilité le pilote s’adapte à lui, l’apprivoise. Car il a 1h30 pour faire le premier atterrissage…», ajoute André Borsch­berg.

Durant ce vol, chaque micro-réaction mécanique ou aérodynamique de l’engin va être suivie grâce à 110 capteurs greffés sur lui. Ils communiqueront en continu avec le poste de contrôle au sol. «L’idée est d’en apprendre un maximum», résume André Borschberg.

Passé ce premier test, les vols suivants serviront à explorer plus à fond ce que les spécialistes appellent l’«enveloppe de vol»: découvrir d’autres plages de vitesse, monter en altitude sont des manœuvres qui seront petit à petit tentées.

5. Y a-t-il un pilote dans l’avion?

Pour les trois premiers vols d’essai, c’est Markus Scherdel qui s’assiéra dans Solar Impulse. «Un pilote d’essai chevronné qui a travaillé pour l’agence spatiale allemande DLR, précise André Borschberg. Instructeur de planeur, il est aussi ingénieur, ce qui est crucial pour nous, car il fait le lien entre nos techniciens et les pilotes.»

Viendra ensuite la phase de transition qui verra Bertrand Piccard et André Borschberg à leur tour se familiariser avec l’engin. «D’abord en roulage sur la piste, pour le prendre en main, puis pour un vol chacun, dit ce dernier. Nous ferons encore beaucoup d’entraînements dans le simulateur, qui pourra d’ailleurs être optimisé avec les indications recueillies lors des premiers vols.» Le devoir des deux hommes sera de s’initier aux vols de nuit, qui se feront pour beaucoup «aux instruments», à savoir en regardant davantage les écrans lovés dans le cockpit que le paysage. Objectif ultime: atterrir de nuit.

6.Quelles sont les difficultés attendues lors de ces premiers vols?

La partie laissera moins de place au plaisir qu’à une concentration extrême: «A l’inverse d’un avion de chasse, l’aéroplane s’avère très lent dans les manœuvres: lorsqu’une commande est appliquée, sur les ailerons par exemple, il faut une à quelques secondes avant d’en voir l’effet. Le pilote doit s’adapter à cela. Il ne faut pas entrer dans ce qu’on appelle une oscillation, soit une phase où le pilote ne cesse de vouloir corriger ses actions qu’il croit d’abord sans effet, au point de créer lui-même de l’instabilité sur l’avion.» Patience et sang-froid, donc, dans la tête de l’aviateur. «Mais c’est aussi la partie intéressante!»

Une autre difficulté risque de tenir aux performances modestes de l’appareil – sa puissance est faible: «On ne peut pas forcément modifier son parcours de manière importante et rapide», admet le directeur. Notamment dans les virages: du fait de son immense envergure, incliner un rien les ailes suffira déjà à faire virer l’engin. «Avec un angle de seulement 5 degrés des ailes, on fait déjà un virage de 200 à 300 mètres de rayon.» Ce qui ne sera pas sans poser des problèmes dans certaines situations: «En vol de nuit, nous ne disposerons pas forcément de références visuelles topographiques. Il sera donc difficile de se rendre compte de l’inclinaison.» D’où l’importance d’un système qui va mesurer celle-ci, et avertir le pilote de tout excès, par un système de vibrations dans les bras.

7. En cas de pépin…?

Pour les premières envolées, les pilotes suivront un parcours de vol qui évitera au maximum les zones habitées. «C’est pour cela que nous sommes venus à Payerne, car l’aérodrome de Dübendorf est situé en zone quasi urbaine», dit Claude Nicollier. Ensuite, l’essentiel des vols se déroulera au-dessus des trois lacs (Neuchâtel, Bienne, Morat), «ce qui permet de réduire très fortement les risques» en cas de force majeure.

Si les pilotes devaient abandonner la carlingue en vol, tous trois sont au bénéfice d’une licence de parachute. «Nous avons aussi fait des exercices de survie dans l’eau», précise André Borschberg. Enfin, ludiques autant qu’utiles, des séances dans une soufflerie simulant la chute libre ont permis de tester l’équipement personnel des aviateurs. «Mais le risque d’accident majeur est excessivement faible, rassure Claude Nicollier. Nous volerons dans des conditions optimales», sans vent, pluie, brouillard.

Concernant les autorisations de vol, elles sont délivrées au compte-gouttes par l’Office fédéral de l’aviation civile (OFAC) à l’équipe, «au fur et à mesure que nous passons nos différents paliers de vols-tests».

8. Quel est l’agenda?

Le premier vol en altitude devrait avoir lieu mardi prochain au plus tôt. «Le pilote d’essai effectuera ensuite au moins trois vols d’essai», avise André Borsch­berg. Dès fin avril, c’est lui-même qui volera, en alternance avec Bertrand Piccard. Les possibilités seront moins grandes dès le 20 avril, et pour les deux semaines suivantes, l’aérodrome militaire accueillant un cours de répétition; la fréquence des missions de F/A-18 sera accrue. Enfin, «entre mi-mai et juillet, nous effectuerons notre grand vol de 36 h jour-nuit-jour».

Après? «On ne sait pas encore. Il n’est pas prévu d’aller sur un autre aéroport avec le prototype.» L’idée est plus de profiter de tous ces vols-tests pour identifier les faiblesses qui, une fois comblées, permettront dès 2011 de construire le deuxième avion, de 80 mètres d’envergure celui-là, destiné au tour du monde par étapes dès 2012.

9. Qui finance quoi?

Le projet, budgété à 100 millions de francs, est financé par des sponsors privés, selon plusieurs niveaux. Des contrats pour 80 millions ont déjà été signés, en argent liquide ou en services équivalents; trois sponsors principaux (Solvay, Omega, Deutsche Bank) contribuent à hauteur de 15 millions. «Nous sommes en discussion avec des interlocuteurs intéressés à occuper la place de quatrième gros sponsor», dit Phil Mundwiller, porte-parole. Celui-ci payera en principe 20 millions, car il prendra moins de risque que les trois premiers et bénéficiera du fait que l’avion aura volé.

D’autres soutiens, contributeurs de deuxième et troisième niveaux, ont complété la somme des contrats signés par les instigateurs du projet, qui doivent d’ailleurs en annoncer un nouveau ce mardi.

10. Quel est le degré de confiance?

Chez André Borschberg, «il est total. La difficulté fut de trouver des solutions, puis de converger vers ­elles. De faire des choix, et de construire un avion apte au vol. Le tout en sachant accélérer et freiner notre équipe aux bons moments pour lui donner la possibilité d’œuvrer dans la sérénité sans faire d’erreur. On y est. Mais restons humbles, car Solar Impulse n’a pas encore vraiment volé.»

Bonus. Où et quand voir Solar Impulse?

En raison de la météo peu clémente cette semaine, le premier vol est prévu pour mardi prochain au plus tôt. «Pour être au courant des dates des vols, il suffit de s’inscrire gratuitement sur notre site internet ( www.solarimpulse.com )», dit André Borschberg. Les jours des vols, et surtout leurs veilles – puisque les batteries seront rechargées au ­Soleil –, l’avion sera exposé devant son hangar, sur l’aérodrome de Payerne.