Solar Impulse est un avion solaire. C'est le premier avion à avoir effectué un tour du monde sans carburant ni émission polluante pendant le vol.
Appareil monoplace à moteurs électriques alimentés uniquement par l'énergie solaire, le prototype Solar Impulse 1 (HB-SIA) puis l'avion final Solar Impulse 2 (HB-SIB) ont été construits à partir de 2003 à l'initiative des Suisses Bertrand Piccard et André Borschberg, à l'École polytechnique fédérale de Lausanne. Double défi : aucun avion solaire avec un pilote à bord n'avait jusqu'ici réussi à voler durant une nuit complète. Et la conduite de Solar Impulse nécessite une grande vigilance de la part du pilote en l'absence de pilote automatique.
Solar Impulse 2 décolle le 9 mars 2015 d'Abou Dabi avec des escales pour changer de pilote et présenter l’aventure au public ainsi qu'aux autorités politiques et scientifiques. Il achève avec succès son tour du monde le 26 juillet 2016, en atterrissant à Abou Dabi après avoir parcouru 43 041 km en 17 étapes uniquement grâce à l'énergie solaire.
Bertrand Piccard, psychiatre et aéronaute suisse, vainqueur du premier tour du monde en ballon en 1999 avec le pilote britannique Brian Jones. La famille Piccard a réalisé antérieurement plusieurs premières dans le domaine de l'aéronautique : la capsule pressurisée et la première ascension stratosphérique en ballon (Auguste Piccard, grand-père de Bertrand Piccard), le premier record de plongée en bathyscaphe (accompli par Don Walsh, lieutenant de l'US Navy et commandant de bord, et Jacques Piccard, père de Bertrand) ;
André Borschberg, pilote professionnel suisse d'avion et d'hélicoptère.
Lancé en 2003, il fonctionne avec une équipe de 70 personnes en 2012, puis de 150 personnes environ en juillet 2016.
La réalisation du projet est aussi assurée par une centaine de partenaires, instituts de recherche et PME :
premier partenaire : Semper Gestion, à l'époque dirigée par Éric Freymond, est le premier supporter officiel à avoir soutenu le projet dès 2004 ;
partenaires principaux : ABB, entreprise helvético-suédoise dont le siège social est basé à Zurich, Solvay, groupe belge fondé par Ernest Solvay, Omega, société suisse d'horlogerie appartenant à Swatch Group, Deutsche Bank et Schindler ;
partenaires officiels : Bayer MaterialScience, Altran Technologies, Swisscom et Swiss Re.
L'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) est sa conseillère scientifique officielle, le groupe Altran et Dassault Aviation ses consultants aéronautiques.
Solar Impulse bénéficie également depuis avril 2008 du parrainage de la Commission européenne. L'avion a été décrit dans divers ouvrages universitaires.
La démarche de Solar Impulse est à la fois scientifique et technologique, par toutes les recherches qu’elle implique. Ce défi technologique est aussi celui d'une innovation industrielle, sans parler de la prouesse sportive réalisée par les pilotes.
Le Solar Impulse est fondé sur des technologies devenues matures au début du XXIe siècle, comme les cellules photovoltaïques, les batteries au lithium-polymère et les matériaux ultra légers en fibre de carbone. Pour que le projet aboutisse, chaque élément de l'avion a été conçu et optimisé pour réduire la masse de l'avion, augmenter son aérodynamisme, réduire sa consommation d'énergie et maximiser le rendement des cellules photovoltaïques.
Bien que ces avions puissent fonctionner sans source d'énergie extérieure, leurs développement, fabrication et maintenance font appel à des énergies fossiles. De plus les faibles performances en termes de charge utile et vitesse des avions solaires rendent les applications pratiques peu probables dans un futur proche.
Structure et matériaux : Solar Impulse est construit autour d'un squelette en matériau composite (fibre de carbone et nid d’abeille en sandwich). La surface inférieure des ailes est revêtue d’un film souple et la surface supérieure est couverte de cellules solaires SunPower encapsulées.
Système de propulsion : Sous les ailes sont fixées quatre nacelles, contenant chacune un moteur électrique conçu par la société ETEL, une batterie de 70 accumulateurs, un système de gestion de la charge/décharge (BMS) et de la température. L'isolation thermique a été conçue pour conserver la chaleur produite par les batteries et garantir leur fonctionnement malgré les températures de l'ordre de −40 °C rencontrées à 8 500 m. Chaque moteur a une puissance maximale de 7,35 kW (10 ch). Les hélices bipales, de 3,50 m de diamètre, tournent à une vitesse de 200 à 400 tr/min.
Énergie solaire : Les 17 248 cellules photovoltaïques en silicium monocristallin sont ultrafines (166 µm)[réf. souhaitée]. Elles ont été sélectionnées pour leur rapport optimal[réf. souhaitée] poids/rendement. L’énergie contenue dans les batteries et l'énergie emmagasinée en prenant de l'altitude durent jusqu’au lever du soleil et permettent à l’avion de poursuivre sa mission.