Tests concluants pour le longeron de 61 mètres du long du Solar Impulse

La construction de l’avion solaire de Bertrand Piccard et André Borschberg a franchi une étape importante en début d’année avec la réalisation des tests de vibrations et de résistance du longeron de l’aile. Une pièce monolithique en carbone de 61 mètres de long.

Le projet Solar Impulse a vécu deux phases de tests importants. En décembre, l’Institut d’aéroélasticité de Göttingen, DLR, a effectué durant une semaine des tests de vibrations (Ground Vibration Test, ou GVT). Leurs buts : évaluer les risques d’entrer en résonance de l’appareil, définir ses fréquences propres et vérifier par l’expérimentation physique la correspondance entre le modèle calculé par les ingénieurs et les caractéristiques techniques réelles de l’avion.

Pour cela, le fuselage, le longeron de l’aile (une pièce de 61 mètres), les stabilisateurs horizontal et vertical du HB-SIA ont été assemblés pour la première fois. A l’aide d’excentriques électrodynamiques fixés en différents points, les experts de DLR ont imprimé des vibrations à l’avion et mesuré leurs répercussions par quelque 71 capteurs disposés sur l’aile, le fuselage, l’empennage et au niveau des supports des moteurs et des batteries. Ils ont testé une centaine de modes de vibrations à différentes fréquences (comprises entre 8 et 20 Hz).

Comparés avec le modèle informatique développé par les ingénieurs, les résultats obtenus par ces tests ont affiché quelques différences, mais minimes. Ils ont révélé un module d’élasticité de l’ensemble un peu moins élevé que prévu, traduisant une plus grande rigidité de la structure de l’avion – ce qui est plutôt favorable.

Mi-février, une série de tests plus musclés a mis à l’épreuve le longeron de l’aile. Ils visaient à éprouver directement sa résistance à des charges élevées, simulant ainsi des situations comme lorsque l’avion traversera des zones de turbulences conjuguées à des manœuvres extrêmes du pilote, et qu’il subira des forces équivalant à plusieurs fois son poids. Une phase particulièrement importante pour le projet, qui a mobilisé l’entier de l’équipe installée à Dübendorf.

Pour effectuer ces tests de charge, en flexion et en torsion, le longeron était fixé en son centre, seul point fixe. Sur une trentaine de plateaux suspendus à des câbles ou à des treuils et répartis sur toute sa longueur, des gueuses de plomb ont été progressivement chargées, pour définir quatre conditions types : 25% de charge, 50%, 75% et finalement 100% – ce qui correspond à 3,5 G, un facteur de charge analogue à celui des appareils de l’aviation civile. Dans ce dernier cas de figure, la déflexion mesurée aux extrémités a été de 1,20 m. Au total final, 5,5 tonnes de plomb ont été utilisées.

Gil Roy