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 lEPFL, conseillère scientifique officielle de Solar Impulse. Vol de nuit, rendement énergétique optimum, ultra-légèreté, sécurité: lexploit cumule les défis technologiques. Des défis clés pour le développement durable et lévolution du rapport entre lhomme, la machine et lenvironnement. 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 lavion solaire nécessite la même démarche: tenir compte de centaines déléments quil faut optimiser simultanément», explique le professeur Yves Perriard, directeur du Laboratoire dactionneurs 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 danalyse 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 dénergie 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 laimant du moteur, plus lénergie 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, lavion 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 dassurer une plus grande fiabilité aux prothèses cardiaques, en supprimant la nécessité dy joindre des capteurs mécaniques.
Energie renouvelable bon marché
Il importe aussi dalléger le plus possible laéroplane afin daméliorer 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 lavion. Ces matières composites seront inspirées des travaux quil mène avec son équipe dans le cadre du projet européen FLEXled (Flexible Polymer Light Emitting Displays). Il développe à laide de nouveaux polymères un substrat flexible, léger et endurant dans le but de fabriquer des écrans dits conformels, cest-à-dire épousant une forme, comme celle dun tableau de bord.
Dans le cas de lavion solaire, lidée est dutiliser 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 lavion. Elles sinspirent du modèle du corps noir, dont la propriété est dattirer toutes les radiations électromagnétiques, toute lénergie lumineuse donc. A long terme, ces recherches aboutiront au développement de systèmes ultra-légers et bon marché dénergie renouvelable.
Le pilote fait lavion
Faire voler lavion ne forme quune partie du défi. Lassistant pilote développé par léquipe du professeur Dario Floreano sinspire des lois de la génétique, de la sélection naturelle et des systèmes de réseaux neuronaux. Il acquiert ainsi une certaine faculté dadaptation et dapprentissage. Il est à même de capter une grande quantité dinformations concernant lavion, à les interpréter et à alerter le pilote ou lui suggérer une manuvre.
Le professeur Floreano entend aussi concrétiser son projet à long terme de donner la possibilité à lhomme de vivre une «relation symbiotique» avec la machine. «Lavion enregistrera le stress, létat physiologique et émotionnel du pilote, celui-ci sera informé en temps réel de létat de lavion, des vibrations de la machine, de la pression etc.» Cette symbiose devrait permettre au pilote de contrôler les mouvements de lavion 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 dattendre la fin dune 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 lEPFL 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 linterface entre les disciplines classiques et le transfert de technologie vers des applications pratiques». Enfin, il constituera aussi un terrain dexpérimentation exceptionnel pour les étudiants qui seront invités à réaliser des projets concrets pour Solar Impulse.
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