Nos ingénieurs nous ont annoncé une excellente nouvelle la semaine passée: Décision, notre fournisseur de pièces en carbone de grandes dimensions, a terminé le nouveau longeron du second avion.

En juillet 2012, au cours du dernier test de la structure du longeron, l’élément central de celui-ci n’avait pas supporté la charge et s’était cassé. Un rappel concret de ce que le fait de repousser les limites n’est pas chose aisée et que, à se tenir en équilibre précaire sur cette infime frontière, on peut tomber. Heureusement, par ailleurs, cet événement qui aurait pu s’avérer dramatique s’est transformé en un avantage. Le retard pris par la construction du HB- SIB a débouché sur plusieurs opportunités inattendues et passionnantes, parmi lesquelles la mission Across America de cette année.

Le longeron, véritable colonne vertébrale de notre avion solaire, est sa partie la plus importante. Il forme la structure centrale des ailes. Sur l’avion Solar Impulse de seconde génération, destiné à voler plus vite, le longeron est beaucoup plus grand. Du coup, les ailes devront résister à des charges doublées. Dans l’accident de l’an dernier, seule la partie centrale du longeron s’était brisée. Après des tests poussés, les deux sections extérieures avaient pu être épargnées. Pour des questions d’homogénéité, le longeron a tout de même été entièrement reconstruit. Menés selon un concept et un procédé de fabrication améliorés, les travaux auront duré dix mois. Les extrémités restantes du premier longeron seront conservées comme pièces de rechange.

Le longeron ressemble à une boîte rectangulaire de forme allongée. Entièrement réalisé en carbone, il est assemblé par collage – ou lié, comme disent les ingénieurs – par un procédé chimique délicat, comportant vingt passages dans un grand four. Il faut 64 minutes pour lier les différentes pièces entre elles, et 88 minutes de pressage et de nettoyage final. Ces délais doivent être strictement respectés afin d’éviter des irrégularités. L’intégrité structurelle du longeron tout entier, et donc sa résistance, en dépendent.

Grâce à l’excellente collaboration entre Décision et nos ingénieurs, qui, tous, ont travaillé dur en vue d’obtenir la plus grande précision et les meilleurs résultats possibles, le calendrier a été respecté.

Pour en savoir davantage sur la construction du HB-SIB, découvrez le dossier Construire un avion solaire, ou encore la page sur l’avion HB-SIB.

A Dübendorf, le moral était au plus bas suite au résultat décevant du dernier test du longeron, la semaine dernière. Malgré cet échec, Solar Impulse a reçu en réponse un nombre incalculable d’encouragements et de messages de soutien.

Une nuée de courriels ont été envoyés par des partenaires et supporters exprimant leur sympathie par rapport à ce qui était arrivé, réaffirmant leur soutien au projet, offrant leur expertise et réitérant leur confiance. Cela a sans nul doute grandement amélioré le moral ambiant à Solar Impulse. Passé le choc initial, l’équipe s’est réunie pour déterminer tout ce que l’on pouvait apprendre du problème.

De son côté, l’équipe des ingénieurs est arrivée à la conclusion que nous devrons construire un nouveau longeron afin de ne pas pâtir plus tard des dégâts causés au premier, brisé, mais il est encore trop tôt pour estimer le retard qui sera occasionné dans la construction du deuxième avion. Cependant, cet imprévu est également l’occasion d’envisager les problèmes sous un nouvel angle, en essayant d’identifier les opportunités pouvant être saisies dans le cadre du délai supplémentaire offert par ce retard. Nous vous tiendrons bien entendu au courant des prochaines évolutions.

C’est la première fois qu’un dernier test de tenue structurale échoue depuis le début du projet, mais le fait de savoir combien de personnes soutiennent Solar Impulse nous rappelle que repousser les limites peut s’accompagner de quelques revers. Au lieu de nous décourager, il s’est avéré que, bien au contraire, ces évènements renforcent l’esprit d’équipe, nous apprennent à ne pas renoncer et nous permettent de nous remobiliser pour innover.

Tandis que le prototype HB-SIA poursuit sa mission au Royaume du Maroc, son grand frère commence à prendre forme entre les mains de l'équipe Solar Impulse de Dübendorf qui donne petit à petit la vie à ce nouvel avion.

Dans la construction de notre deuxième appareil, le longeron est l'élément structurel fondamental. En début de semaine, nous avons procédé au deuxième essai de strucutre du longeron, structure en carbone longue de 72 mètres qui constituera l'armature interne de l'aile. Cet essai représente une étape clé, l'un des moments les plus importants car de nouvelles technologies spéciales ont été développées. La validation complète des techniques de conception et de construction employées est donc en jeu.

Au cours de la première tentative, il y a une semaine, les ingénieurs de l'équipe ont entendu un craquement inquiétant. Surpris, ils ont immédiatement interrompu l'essai pour vérifier ce qui se passait.

Tout comme pour l'essai de la gondole du moteur, le chargement structural est d'abord simulé à l'aide d'un programme de modélisation informatique, avant que l'essai réel ne soit effectué. Le programme sert à étudier la résistance des ailes aux conditions atmosphériques et météorologiques les plus extrêmes que l'avion peut rencontrer en vol. Même si ces conditions peuvent ne jamais se présenter, c'est une façon de s'assurer que les ailes sont en état de résister quel que soit le scénario. D'ailleurs, tous les avions de transport subissent des essais similaires avant leur mise en service.

Le longeron de l'aile est fixé à l'envers, comme on peut le voir sur la photo, et des poids en plomb sont répartis le long de l'armature en bois pour simuler les forces aérodynamiques. Pour être fiable pendant les vols, le longeron doit résister et ne subir aucun dégât lors de l'essai de structure. Ainsi, lorsque le craquement s'est fait entendre, l'équipe est devenue blême à l'idée que le longeron ait pu subir des dommages irréparables. Bien que je ne sois pas ingénieur, je peux imaginer combien cela doit être terrible de penser que des mois de dur labeur puissent être réduits à néant.

En fin de compte, le longeron n'a heureusement pas été endommagé, mais l'« incident » qui s'est produit dans l'atelier de Dübendorf fera l'objet de nombreuses plaisanteries. En effet, il s'est avéré que le terrible crissement ne provenait pas du longeron, ni de l'équipement d'essai, mais du toit du hangar ! On peut dire que le temps ne se lasse jamais de jouer de mauvais tours à Solar Impulse ! Lors du premier essai, les conditions thermiques étaient si extrêmes - à la fois pluies battantes, vents forts et soleil par intermittence - que le toit de tôle a fini par crier à l'aide, provoquant une grande agitation et des sueurs froides au sein de l'équipe de Dübendorf. Mais tout est bien qui finit bien : lors de la seconde tentative, l'essai de structure s'est déroulé sans problème, à la grande joie des ingénieurs de Solar Impulse.

Quelle sera donc la prochaine source de plaisanteries ? Peut-être devrions-nous demander aux boys de Dübendorf…

A peine terminé le projet « Rivages », soit la construction du nouveau 60' de Bernard Stamm, plus connu sous le nom « Cheminées poujoulat » et destiné au prochain Vendée Globe 2012, que nous repartons début juillet pour la construction de S2, nom de code du nouvel avion de Solar Impulse.

Nous passons à nouveau du bateau à l'avion mais avec pour point commun notre savoir-faire lié à la mise en uvre des matériaux composites.

Bien avant les premiers vols de HB-SIA, nous avions avec l'équipe de Decision SA réfléchis aux innovations qui pourraient être implémentées dans le nouvel avion. Nous arrivions à travailler des fibres de carbone les plus légères de 90 g/m2, rappellons que les feuilles de papier que nous utilisons tous quotidiennement pèsent 80 g/m2, et nous souhaitions trouver des solutions pour proposer au design team de Solar Impulse d'allèger encore l'avion partout où c'était possible.

La voie fût ouverte avec la mise en commun des développements effectués par la société Createx de Cossonay dans le domaine des voiles de bateau et appliqués dans une nouvelle technologie appellée TPT pour Thin Ply Technology. Avec cette technologie, nous arrivons à déposer sur nos tables à vide des complexes multicouches de 25 g/m2, plottés par un robot garantissant une absolue précision dans les angles et le positionnement des fibres. A noter que les CNT (Carbon Nano Tube) inclus dans la nouvelle résine epoxy ont été développé et fourni par Bayer, un des sponsors important de Solar Impulse.

La validation de ce nouveau procédé nous a occupé tout le printemps et grâce à une intense et fructueuse collaboration entre tous les acteurs, Design Team Solar Impulse, Createx SA, Empa et Decision SA, nous avons acquis la conviction que ce nouveau procédé extrêmement innovant devait être utilisé pour la construction de S2.

Nous voici donc, en fin d'année, avec tous les outillages destinés à la fabrication du longeron de l'aile terminés, et en cours de fabrication des renforts situés dans les angles du longeron qui une fois assemblé mesurera plus de 70 m de long.

Le début de cette construction résume somme toute l'état d'esprit qui anime les intervenant de ce magnifique projet, soit un souci constant de trouver des solutions innovantes, de les fiabiliser et dans la foulée les mettre en oeuvre.

D'où le plaisir que nous avons tous chez Decison SA de construire les structures de cet avion extraordinaire.

Elle est prête pour l'intégration finale avec le fuselage et le début des tests en vol. Le câblage électrique a été encore une fois vérifié et les commandes de vol ajustées. C'est très rassurant de voir avec quel sérieux et avec quelle précision les ingénieurs et les techniciens font leur travail dans l'atelier.

Ces dernières semaines, nous avons testé avec succès le fonctionnement des commandes de vol intégrées dans l'aile, qui comprennent les spoilers, les ailerons ainsi que les aérofreins. Ce sont principalement des essais de fonctionnement ainsi que des tests de charge. Sur notre prototype les commandes de vol sont mécaniques et sont actionnées directement par le pilote au travers de push rods.

Malgré leur très grande surface (la taille des ailerons est comparable à la taille de l'ensemble de l'aile d'un très gros planeur) l'actionnement des contrôles de vol se fait pratiquement sans frottement! C'est du travail d'horloger sur des pièces de 60 mètres de longueur.

Nous devrions donc être à l'heure pour les premiers tests sur la piste de Dübendorf.