Medor (aucune référence canine à chercher !) est le petit nom donné à un nouveau système de production d’énergie renouvelable destiné aux ballons stratosphériques ouverts (BSO), ces énormes aérostats qui s’envolent pour quelques dizaines d'heures à 40-45 km d’altitude, emportant avec eux des instruments d’étude du ciel et de l’atmosphère. Des instruments embarqués - et des équipements - qui exigent de l’électricité pour fonctionner. « L’énergie est une problématique majeure pour les vols de longue durée, explique Jean-Marc Nicot, responsable du développement de Medor au CNES. Les batteries ou les piles pèsent et prennent de la place dans la nacelle. Il existe déjà des systèmes avec des panneaux solaires plaqués le long des parois des nacelles et qui permettent de limiter le nombre de batteries à emporter. Mais Medor va au-delà. »
Les panneaux solaires peuvent être orientés en continu vers le Soleil.
La grande nouveauté : des panneaux solaires escamotables et orientables (voir encadré 1). Contenus dans un caisson situé sous la nacelle au moment du lâcher, pour les protéger et prévenir les accidents avec les opérateurs au sol, ils se déplient ensuite une fois dans le ciel. Et se replient avant l’atterrissage du ballon. « Un système simple, facile à intégrer… Et réutilisable. Comme ils se déplient dans l’axe de la nacelle, ils ne gênent en rien la physique du vol. Et comme ils sont installés sur une poutre qui tourne à 360°, ils peuvent s’orienter en continu par rapport au Soleil ». Un atout indéniable : Medor pourra fonctionner avec le meilleur rendement possible au regard du flux solaire, et même si la nacelle est pointée dans une autre direction que le Soleil pour les besoins de la mission scientifique.
Tour du monde en ballon
Le 1er vol de Medor a eu lieu cet été depuis la base suédoise de Kiruna. Un vol test de 18 heures où les panneaux se sont dépliés et repliés 2 fois, sans aucun souci. « Et les performances ont été conformes aux tests effectués au sol, se réjouit Stéphane Louvel, chef de mission des vols sous BSO. Ce 1er vol est vraiment très encourageant ! »
On pourrait presque se passer de batterie !
Tellement encourageant que l’équipe envisage aujourd’hui d’équiper un BSO pour un vol d’une semaine, de la Suède jusqu'au Nord du Canada - sachez que la durée des vols des BSO aujourd’hui ne dépasse pas 38 heures, limitée par la masse des batteries à embarquer ! A cette latitude, pendant l’été, l’ensoleillement est continu. Le générateur solaire serait donc utilisable 24h/24. « On pourrait presque se passer de batterie ! » sourit Stéphane, qui explique que les vols longs sous BSO sont de plus en plus demandés par la communauté scientifique.
« Le graal, poursuit-il, serait un tour du monde en BSO ! Un vol de 20 jours qui ferait le tour du pôle nord, à une latitude de 70 degrés nord environ. » Un objectif fou ? Pas tant que cela. « Le premier vol de Medor a montré que cela n’était pas infaisable, techniquement ! » Jules Verne n’a qu’à bien se tenir !
une technologie inspirée… du store vénitien
Pour trouver l’inspiration, il suffit parfois de regarder par la fenêtre ! C’est ainsi que la technologie de Medor s’inspire directement du store vénitien. « Les cellules solaires sont plaquées sur des panneaux en matériaux composites (carbone et kevlar), rigides, qui se déplient à la manière d’un store vénitien, détaille Jean-Marc Nicot, responsable du développement de Medor. Nous avons réalisé de nombreuses maquettes en interne pour tester l’encombrement de l’ensemble lorsque les lames sont repliées (moins de 20 cm d’épaisseur), ainsi que le système de dépliement et de repliement. On a tous en tête les fils de stores qui s’emmêlent ! Il fallait absolument éviter cela ! On a donc fait tourner le système d’enroulement et de déroulement des filins, les drisses, pendant des heures et des heures. »
Pour des vols courts plus écologiques
Medor est modulable, en fonction du nombre de panneaux solaires et de la gestion des batteries. Cette modularité fait espérer à l’équipe un développement de ce système à tous les vols BSO, selon les besoins en énergie électrique de la mission. Même les vols de plus courte durée. Une façon de limiter l’emport de piles et de batteries et donc l'impact écologique.
