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Solar Impulse : 150 milliards de tours du monde numériques, pour un tour du monde bien réel

mis à jour le 26 juillet 2016 à 10H32
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Reportage S’il ne consomme pas de kérosène, l’avion solaire Solar Impulse carbure aux données numériques ! Grâce à leur traitement, Altran a élaboré des modèles pour optimiser le plan de vol de l’appareil. En mars 2015, L'Usine Digitale était entrée dans le centre de contrôle du Solar Impulse, à Monaco.

Solar Impulse : 150 milliards de tours du monde numériques, pour un tour du monde bien réel
Solar Impulse : 150 milliards de tours du monde numériques, pour un tour du monde bien réel © Olivier James

Partout des écrans, constellés de courbes colorées, de cartes géographiques détaillées, d’indications sans cesse changeantes sur le vol. En hauteur, à la vue de tous, l’intérieur du cockpit retransmis en direct, où l’on devine par des images saccadées le dos du pilote. La Mission Control Centre (MCC) de l’avion solaire Solar Impulse ressemble à s’y méprendre aux salles de contrôle des lancements de fusée. A ceci près qu’il ne se trouve pas au niveau de l’équateur mais au beau milieu de la principauté de Monaco.

 

Dans un mélange d’excitation et de tension palpable, une vingtaine d’experts (météorologues, mathématiciens, ingénieurs de vol, contrôleurs aériens...) s’emploie à réaliser un rêve industriel inédit : effectuer un tour du monde en avion sans consommer la moindre goutte de kérosène. Un exploit qui repose sur deux pilotes d’exception, Bertrand Piccard et André Borschberg. Mais aussi sur des modèles numériques et des systèmes de simulation inédits mis au point par l’ingénieriste Altran. Sans ces outils numériques, jamais le Solar Impulse n’aurait pu prétendre à réaliser un tour du monde. Les pilotes peuvent compter sur leur ange gardien numérique...

 

Des aléas impossibles à prévoir

"Nous devions prévoir le plan de vol avec six mois, voire un an d’avance, sans que les météorologues ne puissent prévoir quoi que ce soit à cette échéance, raconte Christophe Beesau, mathématicien chez Altran, tout en gardant un œil attentif sur son écran d’ordinateur pour suivre le vol de l’appareil. Personne ne pouvait répondre à cette question." Un impératif de prévisibilité qui s’explique par les innombrables demandes d’atterrissage à effectuer aux aéroports, les besoins d’insertion dans l’espace aérien et le calendrier à respecter pour assurer une bonne promotion de l’appareil.

 

Le défi semblait impossible à tenir pour l’équipe simulation d’Altran. D’un côté, les paramètres à prendre en compte semblent innombrables (conditions météo, niveau d’oxygène pour les pilotes, force des vents, charge des batteries...), de l’autre, la légèreté de l’appareil (2,3 tonnes) le rend sensible à la moindre variation de son environnement. Comment prévoir le niveau de charge des batteries lors de la tombée de la nuit ? Le vent en altitude sera-t-il suffisant ? Alors que certains vols pourront durer cinq jours sans escale, les réponses à ces questions sont absolument cruciales.

 

Une sonde envoyée dans le passé

"Au lieu de chercher à prévoir la météo, nous sommes allés chercher une partie de l’information dans les relevés météo historiques, explique Christophe Beesau. Ce qui revient à considérer Solar Impulse comme une sonde envoyée dans le passé." Une solution mise au point lors du survol des Etats-Unis par l’appareil en 2013 et développée de manière encore plus fine pour le tour du monde en cours, qui s’achèvera l’été prochain. En bref, Altran a fait voler un modèle numérique du Solar Impulse dans les conditions météo passées afin d’élaborer les scénarios futurs des plans de vol pour son tour du monde. A l’appui de son raisonnement, Christophe Beesau montre sur un écran des trajectoires de vol auxquelles sont associées des taux de réussite probable.

 

"Nous avons fait faire au Solar Impulse pas moins de 150 milliards de fois le tour de la Terre, précise Christophe Beesau. Un travail qui nous a permis de détecter les points de passage optimum et de préconiser les routes aériennes les plus sûres." Une fois établies ces possibilités de vol, les équipes ne cessent au fur et à mesure qu’un vol réel approche d’ajuster les trajectoires calculées à l’aune des conditions météorologiques réelles. La concertation engage l’équipe simulation d’Altran et les autres membres du MCC. En plein vol, les imprévus obligent à aussi revoir en temps réel la stratégie de vol. De quoi faire naître dans ce centre de contrôle des moments de frénésie... qui assurent un peu de sérénité dans l’étroit cockpit du Solar Impulse.

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