28.11.2003 – 13:37

EPFL - Ecole Polytechnique Fédérale

EPFL: Un laboratoire volant pour faire le tour du monde et des sciences

Lausanne (ots)

Voler grâce au soleil autour du monde: pour
réussir cet exploit, Bertrand Piccard bénéficiera de recherches de 
pointes menées à l’EPFL, conseillère scientifique officielle de 
Solar Impulse. Vol de nuit, rendement énergétique optimum, 
ultra-légèreté, sécurité: l’exploit cumule les défis technologiques. 
Des défis clés pour le développement durable et l’évolution du 
rapport entre l’homme, la machine et l’environnement. Exemples de 
quelques thèmes de recherches et de leurs retombées potentielles 
pour la société.

«Améliorer le rendement de la pompe cardiaque que nous développons 
avec des chercheurs canadiens ou celui du système électrique de 
l’avion solaire nécessite la même démarche: tenir compte de 
centaines d’éléments qu’il faut optimiser simultanément», explique 
le professeur Yves Perriard, directeur du Laboratoire d’actionneurs 
intégrés. De la forme des hélices au diamètre du moteur, tous les 
paramètres sont remis en question. Définir le système optimal à 
partir de ces différents éléments nécessite le recours à des 
méthodes d’analyse utilisant des algorithmes mathématiques 
puissants. Elles permettront aussi de déterminer la meilleure 
prothèse cardiaque.

Le froid «boostera» le moteur

Le meilleur pilote solaire devra se contenter des quelque neuf heures
de jour pour faire le plein. Il convient de maximiser les rendements
et de bénéficier de toutes les sources d’énergie possible. La chaleur
produite par les pièces électroniques peut être utilisée pour
chauffer le cockpit. A haute altitude, la température ne dépasse
guère 55 degrés sous zéro. Yves Perriard entend bien profiter de ce
climat inhospitalier. Plus on refroidit l’aimant du moteur, plus
l’énergie magnétique augmente, observe-t-il. Ce principe, encore
jamais expérimenté à des températures aussi froides, devrait
permettre de «booster» les performances du moteur électrique.

Pour maintenir un rendement énergétique optimum quelle que soit la 
phase de vol, l’avion bénéficiera également des recherches en cours 
sur une nouvelle génération de senseurs. Ces travaux repousseront 
les limites de la miniaturisation des systèmes électromagnétiques. 
Ils permettront d’assurer une plus grande fiabilité aux prothèses 
cardiaques, en supprimant la nécessité d’y joindre des capteurs 
mécaniques.

Energie renouvelable bon marché

Il importe aussi d’alléger le plus possible l’aéroplane afin
d’améliorer les caractéristiques de vol. Yves Leterrier, chargé de
cours au Laboratoire de technologie des composites et polymères
entend créer des matériaux ultra-légers et multifonctionnels, pouvant
contenir les cellules solaires de l’avion. Ces matières composites
seront inspirées des travaux qu’il mène avec son équipe dans le cadre
du projet européen FLEXled (Flexible Polymer Light Emitting
Displays). Il développe à l’aide de nouveaux polymères un substrat
flexible, léger et endurant dans le but de fabriquer des écrans dits
conformels, c’est-à-dire épousant une forme, comme celle d’un tableau
de bord.

Dans le cas de l’avion solaire, l’idée est d’utiliser de tels 
substrats transparents pour encapsuler des cellules solaires, comme 
celles développées par le professeur Michaël Grätzel du Laboratoire 
de photonique des interfaces. Ces membranes recouvriront la surface 
de l’avion. Elles s’inspirent du modèle du corps noir, dont la 
propriété est d’attirer toutes les radiations électromagnétiques, 
toute l’énergie lumineuse donc. A long terme, ces recherches 
aboutiront au développement de systèmes ultra-légers et bon marché 
d’énergie renouvelable.

Le pilote fait l’avion

Faire voler l’avion ne forme qu’une partie du défi. L’assistant
pilote développé par l’équipe du professeur Dario Floreano s’inspire
des lois de la génétique, de la sélection naturelle et des systèmes
de réseaux neuronaux. Il acquiert ainsi une certaine faculté
d’adaptation et d’apprentissage. Il est à même de capter une grande
quantité d’informations concernant l’avion, à les interpréter et à
alerter le pilote ou lui suggérer une manœuvre.

Le professeur Floreano entend aussi concrétiser son projet à long 
terme de donner la possibilité à l’homme de vivre une «relation 
symbiotique» avec la machine. «L’avion enregistrera le stress, 
l’état physiologique et émotionnel du pilote, celui-ci sera informé 
en temps réel de l’état de l’avion, des vibrations de la machine, de 
la pression etc.» Cette symbiose devrait permettre au pilote de 
contrôler les mouvements de l’avion en bougeant son corps.

Des chaises roulantes plus interactives

De son côté, la machine pourrait apprendre à réveiller le pilote
toutes les quatre heures environ, mais en faisant attention
d’attendre la fin d’une phase de sommeil profond, afin que le réveil
soit plus agréable. De nombreuses applications de ces systèmes
symbiotiques peuvent être envisagées dans le domaine du handicap.
Dario Floreano pense par exemple à des prothèses et des chaises
roulantes plus interactives.

Pour Stefan Catsicas, Vice-Président de l’EPFL pour la recherche, 
«Solar Impulse constitue un formidable laboratoire volant, qui 
accélère la recherche dans des domaines très différents. Il stimule 
à la fois des projets fondamentaux à l’interface entre les 
disciplines classiques et le transfert de technologie vers des 
applications pratiques». Enfin, il constituera aussi un terrain 
d’expérimentation exceptionnel pour les étudiants qui seront invités 
à réaliser des projets concrets pour Solar Impulse.

Informations complémentaires:

Pour l’EPFL:

Nicolas Henchoz, adjoint du Président pour la communication, +41 21
693 50 73, +41 79 219 84 14
Grégoire Jotterand, attaché de presse, +41 21 693 21 06, +41 76 571 64 40

Pour Solar Impulse

Gérard Sermier, responsable médias, +41 22 732 59 97

Illustrations à charger sous:

http://images-solar-impulse.epfl.ch
http://www.solar-impulse.com