Zephyr, le drone solaire européen qui vole pendant 26 jours sans interruption : il espionne les ennemis et sert d’antenne
Une autre application possible est de servir d’antenne de télécommunications pour la 4G ou la 5G dans des zones reculées ou catastrophiques.
La recherche permanente d’énergies alternatives appliquées à l’aéronautique a suscité de nombreux projets et programmes ces dernières années. L’un des candidats les mieux placés actuellement est l’énergie solaire, grâce à l’amélioration des performances des panneaux et aux technologies de stockage que de grandes entreprises comme Airbus commencent à exploiter.
Le portefeuille d’avions de la société paneuropéenne comprend le Zephyr, un drone dont le moteur est alimenté exclusivement par l’énergie solaire. Cet appareil est actuellement soumis à une période d’évaluation technologique qui l’a conduit aux États-Unis, où il a été en vol pendant 17 jours consécutifs.
Le programme de vol comprenait plusieurs jours de vol autour de la base militaire en Arizona (USA), d’où il a décollé pour ensuite virer vers le sud, vers le Golfe du Mexique, et atterrir au Belize.
Décollage de l’Airbus Zephyr
Le vol fait partie d’un programme expérimental de l’armée américaine visant à évaluer les « aéronefs à voilure fixe fonctionnant à l’énergie solaire ». Un responsable du Army Futures Command a déclaré : « Cette expérience est destinée à tester la capacité de stockage d’énergie du drone, la longévité de la batterie, l’efficacité des panneaux solaires et la capacité de maintien à poste.
Avion ou satellite
Le modèle original de la famille Zephyr a été conçu et construit en 2003 par l’entrepreneur de défense britannique QinetiQ. L’objectif était de développer une plate-forme aérienne capable de rester en vol pendant des jours, des semaines, voire des mois, afin d’ouvrir une gamme d’applications jamais envisagées auparavant.
Le premier enregistrement a eu lieu à peine 5 ans plus tard, lors d’une démonstration technologique pour l’armée américaine. Le Zephyr 6, une version réduite du modèle initialement prévu, a battu tous les records en restant en l’air pendant 82 heures sans interruption à une altitude de 19 000 mètres.
Qinetiq a poursuivi le programme en améliorant le drone solaire et a atteint un nouveau record en 2010 avec 336 heures, 22 minutes et 8 secondes de vol soutenu (un peu plus de 14 jours). Cela a montré que sa technologie était suffisamment mature pour être maintenue pendant des mois, mais un changement de direction de la société et l’intérêt d’Airbus ont fait que le projet est finalement tombé entre leurs mains.
Ce déménagement a eu lieu en 2013 et le Zephyr a été intégré au programme de pseudo-satellite à haute altitude (HAPS) de l’entreprise européenne. Il y est toujours en cours de développement aujourd’hui.
Le ministère britannique de la Défense, maître d’œuvre dès le départ, avait déjà commandé deux appareils Zephyr et a annoncé à l’été 2016 qu’il prenait livraison d’un troisième. Le Royaume-Uni sera le premier opérateur officiel de cette plateforme aérienne particulière, ce qui lui confère certains avantages tels que la participation directe aux essais en vol.
En travaillant avec Airbus et l’équipe du Zephyr au cours de la campagne de vol 2021, des progrès significatifs ont été réalisés pour démontrer la capacité du système HAPS », a déclaré à la fin de l’année dernière James Gavin, chef du groupe des capacités futures au sein du département « Defence Equipment and Support » du ministère britannique de la défense.
La campagne a comporté un total de six vols, cumulant quelque 887 heures de vol du Zephyr, soit près d’un tiers de tous les vols de la plateforme à ce jour. Il a également réussi à atteindre une altitude record de 23 200 mètres. « Seuls les célèbres avions militaires U-2 et SR-71 Blackbird pourraient fonctionner à des niveaux similaires », a déclaré Airbus à Janes. On ne sait pas encore quand il entrera officiellement en service.
« L’ultra-persistance crédible et éprouvée, l’agilité stratosphérique et l’interopérabilité des charges utiles soulignent pourquoi Zephyr est le leader de son secteur », a déclaré Jana Rosenmann, responsable d’Airbus Unmanned Aerial Systems, 2021. « Il s’agit d’une extension de réseau, d’une solution ISR [intelligence, surveillance et reconnaissance] et durable alimentée par l’énergie solaire qui peut fournir une connectivité future vitale et une observation de la Terre là où elle est nécessaire. »
En termes de spécifications, la dernière version de l’avion solaire sans pilote – Zephyr S – a une envergure de 25 mètres et un poids maximal au décollage de 75 kilogrammes, dont 24 kilogrammes de batteries, les panneaux solaires sur les ailes, les moteurs et 5 kilogrammes de charge utile. Cela lui donne une autonomie de 26 jours, bien que tout porte à croire qu’elle sera beaucoup plus longue lorsque la technologie sera au point.
Espionnage et télécommunications
Les drones à énergie solaire ont des applications qui se situent entre les satellites et les avions. De ce fait, le Zephyr possède une composante militaire claire grâce à laquelle il peut transporter toutes sortes de technologies de capteurs embarqués tels que des systèmes électro-optiques sur n’importe quelle bande.
En 2015, le Premier ministre britannique de l’époque, David Cameron, a prononcé un discours au Parlement dans lequel il a déclaré que le Royaume-Uni allait déployer un « drone de conception britannique qui volera au bord de l’atmosphère terrestre et nous permettra de surveiller nos adversaires pendant des semaines, fournissant des renseignements essentiels à nos forces armées ».
Outre les applications militaires et d’espionnage, le drone ouvre la porte à la connectivité grâce à l’installation d’antennes de télécommunications. « Dans le cadre de la poussée mondiale visant à faire progresser la 5G et à introduire éventuellement la 6G, des initiatives sont en cours pour étendre la couverture », rapporte Airbus.
« Même dans les océans et dans l’air, ainsi que dans les zones reculées et difficiles d’accès ». Dans cette optique, la société japonaise NTT Docomo et l’opérateur de satellites SKY Perfect ont annoncé en janvier 2022 le lancement d’une étude de faisabilité en vue de collaborer à de futurs services de connectivité basés sur des stations HAPS.
