Drone à énergie solaire : une avancée considérable

Par Jean-Louis BUSQUET, journaliste Tecsol


Infographie du Zephir
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Une autonomie record pour un drone solaire

Le Zephyr S a ainsi enregistré un vol inaugural de plus de 25 jours après s’être envolé depuis l’Arizona le 11 juillet 2018. L’avenir du solaire n’est donc pas réservés qu’aux infrastructures ; il apparaît que l’énergie solaire puisse donc suffire à faire voler l’appareil de 25 mètres et d’un poids de 75 kilos.

Ce vol inaugural du drone solaire détrône le précédent détenteur du record, enregistré quelques années plus tôt par un appareil prototype du Zephyr. Ce dernier avait d’ores et déjà établi le record d’un vol de deux semaines. Précédemment, le Solar Impulse avait lui-même terminé un tour du monde en un peu plus de 48 heures.

Du point de vue de l’ingénierie, il s’agit là d’un tour de force opéré par Airbus ; le stockage de l’énergie, jusqu’alors, était considéré comme le talon d’Achille de tout drone.  Face au surpoids des panneaux solaires et des batteries combinés, Airbus s’est doté d’un drone entièrement couvert de cellules photovoltaïque pour ne garder que l’essentiel, la structure étant composée de fibres de carbone.

Sa légèreté lui permet d’atteindre une vitesse de 21 km/h
et de voler à une altitude de 70.000 pieds ; des prouesses qu’il n’aurait jamais pu atteindre sans la disposition de ses panneaux couvrant la totalité de l’appareil. Ses batteries secondaires, quant à elles, se chargent durant la journée afin de l’alimenter la nuit.

Infographie du Zephir

Le Zephyr S bénéficie du soutien du Gouvernement Britannique car il est officiellement le premier drone stratosphérique solaire-électrique au monde, un avantage dont compte s’emparer le ministère de la Défense du Royaume-Uni. Du fait de son fonctionnement 100% électrique, il s’agit d’une source sûre de renseignements au même titre que le sont les satellites, bénéficiant d’une altitude suffisamment haute pour échapper aux conditions météorologiques potentiellement défavorables et assurer une mobilité exceptionnelle.

« Ce vol inaugural réussi représente une étape décisive pour le programme Zephyr, ajoutant à cette occasion un nouveau record de vol stratosphérique qui nous l’espérons sera très bientôt homologué. Nous allons dans les prochains jours analyser tous les résultats et les données techniques afin d’entamer la préparation de nos prochains vols, notamment durant la seconde moitié de cette année à partir de notre nouveau site d’essais sur le site de Wyndham en Australie de l’Ouest. » a déclaré Jana Rosenmann, à la tête de la division drones d’Airbus.


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Techniquement, il s’agit d’un hybride avion-satellite à énergie solaire

Zephyr fait figure de révolution dans l’industrie des drones solaires, puisqu’à sa polyvalence s’ajoute le fait qu’il sera destiné aux usages civils et militaires. L’autonomie rendue possible par l’énergie solaire lui permettra d’assurer une certaine surveillance de lieux à risques, d’anticiper certaines catastrophes, ou encore de jouer un rôle écologique en identifiant les rejets d’hydrocarbure depuis la stratosphère. Les communications, la sécurité et la prévention environnementale sont les principaux objectifs de ce drone à la durée de vol exceptionnelle.

Ultra léger et conçu pour voler dans la stratosphère à une altitude moyenne de 21 km, le Zephyr présente une envergure de 25 mètres pour une masse inférieure à 75 kg. Il évolue donc au-dessus du trafic aérien afin de lui permettre des trajets fluides. Techniquement, il s’agit d’un hybride avion-satellite ; sa persistance est satellitaire, mais il dispose de toute la flexibilité d’un drone.
L’avenir de cette alliance entre l’énergie solaire et les drones permettra sans doute, selon Airbus, de permettre aux régions les plus isolées de pouvoir communiquer avec le reste du monde : anticiper les risques depuis le ciel et diffuser une connexion internet.

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Un enjeu écologique important pour le transport aérien

L’énergie solaire appliquée aux drones et avions permettrait de réduire considérablement l’usage de ressources fossiles ; il s’agit d’une énergie renouvelable gratuite, inépuisable et non-polluante contrairement au kérosène, par exemple. Cependant, il faudra sans doute attendre des avancées majeures avant que les transports aériens ne carburent qu’à l’énergie solaire : la fragilité et le prix très élevé des cellules photovoltaïques rendent la tâche difficile.

Cependant, d’autres prototypes d’Airbus promettent la mise en place d’avions hybrides censés pouvoir transporter 90 passagers d’ici 2040.


Illustration du Drone Zephyr Drone à énergie solaire avec une autonomie de plus de 25 jours


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L’avenir des drones solaires : Phasa-35, un an de vol ?

Exposé au salon aéronautique international de Farnborough, le véhicule sans pilote Phasa-35 – tout comme son rival, le Zephyr - été lui aussi été conçu pour voler le plus longtemps possible grâce à l'énergie solaire. BAE Systems travaille sur un système de haute endurance sans pilote à haute altitude alimenté par l’énergie solaire. Le PHASA-35, en cours de développement en collaboration avec l’entreprise de technologie Prismatic, basée à Hampshire, prépare le premier avion à être prêt pour les essais en vol en 2019.

Le système sera capable de voler jusqu'à 12 mois sans atterrissage grâce aux panneaux solaires et à une ergonomie parfaitement adaptée à un déplacement le plus aérodynamique possible – donc économique. Un modèle à l'échelle du quart de l'avion appelé PHASE-8 a réalisé un vol inaugural réussi en 2017. Le concept PHASA-35 aura une envergure de 114 pieds (35 m) et pèsera 330 lb (150 kg).



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Amener Internet dans les endroits les plus reculés

Martin Topping, chargé du développement international de BAE Systems, explique que les applications de Phasa-35 sont tout aussi variées que celles de son grand-frère et concurrent, le Zephyr d’Airbus. Mais il voit plus loin : ce drone solaire permettrait de développer la 5G et la 6G tout autour du monde afin d’amener Internet dans les endroits les plus reculés. La sécurité, la prévention des risques environnementaux ou encore la cartographie font également partie des objectifs visés par le drone.

BAE Systems et Prismatic travaillent encore sur le projet pour étendre la capacité de charge utile ainsi que son autonomie afin que l’avion puisse tout aussi bien fonctionner tout autour de la planète. Un pas de plus vers le développement mondial de l’énergie photovoltaïque.



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