Les jeunes ingénieurs allemands se préparent pour la course de véhicules solaires la plus difficile que le monde ait à offrir
La Stuart Highway est une autoroute unique en son genre qui s’étend sur près de 2700 kilomètres, de Darwin au nord de l’Australie, jusqu’à Augusta sur la côte sud, et traverse l’arrière-pays, souvent désertique, du continent. Depuis 1987, la Stuart Highway est le principal hôte du World Solar Challenge, la course pour véhicules solaires la plus exigeante du monde. Tous les deux ans, les véhicules solaires, répartis en trois catégories, se livrent à une course d’endurance faisant plus de 3000 kilomètres. Le principal objectif du World Solar Challenge est le développement créatif de concepts innovants et durables basés sur la technologie solaire sans polluants. Au cœur de cette course, l’on retrouve naturellement la compétition sportive, notamment entre les équipes d’étudiants universitaires venus du monde entier. Pour ceux qui participent à la course de classe « Challenger », l’objectif est de construire un véhicule à quatre roues avec une batterie dont l’autonomie permettrait de tenir toute la course et un panneau solaire d’une taille maximale de 4 m².
Équipe Sonnenwagen d’Aix-la-Chapelle
Inspirés par cette idée, des étudiants de l’université technique de Rhénanie-Westphalie à et de l’Université des Sciences Appliquées d’Aix-la-Chapelle se sont rassemblés pour former leur propre équipe, la Team Sonnenwagen Aachen, en 2015. Guidés par la vision de concepts de mobilité durables et sachant que la transition de combustibles fossiles à une énergie renouvelable était possible, l’équipe avait pour objectif majeur de participer au World Solar Challenge 2017 avec le véhicule solaire qui a donné son nom à l’équipe. Cette dernière devait non seulement développer un véhicule fonctionnant à l’énergie solaire conforme aux régulations, mais également maitriser la logistique impliquée dans la participation à une course sur un continent situé à plus de 14 000 kilomètres.
Plus de 45 étudiants provenant de plusieurs disciplines à Aix-la-Chapelle participent.
Alors qu’elle se préparait pour le World Solar Challenge, la Team Sonnenwagen Aachen s’est rapidement agrandie pour compter plus de 45 membres venant des nombreuses spécialités regroupées à Aix-la-Chapelle. Tandis que l’équipe diversifiée chargée de l’aspect technique du véhicule solaire, plusieurs membres de l’équipe travaillaient presque exclusivement sur la coordination de l’accès à l’infrastructure technique de diverses facultés, sur la logistique et les relations publiques, ou encore s’occupaient du travail médiatique des nombreux sponsors du projet. En effet, outre le travail d’ingénierie que nécessite la conception d’un véhicule solaire pour une course qui s’étend sur plusieurs milliers de kilomètres, les équipes d’étudiants qui participent au Wold Solar Challenge ont également besoin de fonds.
La technologie derrière la voiture solaire de l’équipe Sonnenwagen
Dès le début, le rendement énergétique a été la première priorité pour la conception d’une voiture de course de classe Challenger. Bien que le développement des cellules solaires ait considérablement évolué depuis le premier World Solar Challenge, les organisateurs ont décidé à plusieurs reprises de réduire la taille maximale autorisée du panneau solaire. L’optimisation de la résistance aérodynamique et du poids a donc joué un rôle crucial pour s’assurer que les véhicules puissent rouler avec leur faible réserve en énergie pendant l’automne australien parfois nuageux. Ici aussi, les étudiants ont pu profiter de leur relation privilégiée avec les universités RWTH et FH d’Aix-la-Chapelle. En effet, ils eurent l’occasion d’organiser des essais de soufflerie afin de vérifier le design aérodynamique qu’ils avaient développé lors de simulations.
La voiture solaire peut atteindre une vitesse de pointe de 130 km/h.
Travaillant en étroite collaboration avec des spécialistes en aérodynamique, en ingénierie électrique et en mécanique, l’équipe a développé une voiture de course d’une puissance moteur de 19 chevaux pouvant atteindre une vitesse de pointe de 130 km/h, la limite légale sur les autoroutes australiennes, lorsque les conditions sont idéales. Les cellules solaires réparties une surface de quatre mètres carrés peuvent fournir jusqu’à un kilowatt de puissance et sont assistées par une batterie supplémentaire d’une capacité de cinq kilowattheures qui, dans le cas idéal, suffit à couvrir une distance de 300 kilomètres. Lors d’une course, tous ces facteurs doivent continuellement réévalués et être pris en compte par le pilote.
Traverser l’Australie avec la bonne stratégie
C’est avec cette idée que la Team Sonnenwagen avait déjà investi beaucoup de temps pour ne rien laisser au hasard lors du World Solar Challenge 2017. C’est le travail du groupe de stratégie de conduite qui a effectué un essai virtuel à travers l’arrière-pays bien avant la véritable course afin de déterminer la manière la plus efficace en termes d’énergie pour faire face aux nombreux scénarios réels possibles. Pendant la course, le groupe de stratégie de conduite est responsable de l’un des deux véhicules d’accompagnement autorisé par équipe et maintient un contact radio permanent avec le pilote afin d’adapter la conduite aux nouvelles données de puissance et météorologiques.
Sur la voie du succès
Au final, les efforts considérables fournis par tous les membres de l’équipe avant et pendant la semaine de course ont porté leurs fruits. Dès la qualification, l’équipe est parvenue à décrocher la cinquième position au classement général et, après 3022 kilomètres parcourus à une vitesse moyenne de 60 km/h, termina la course australienne comme étant le meilleur « nouveau venu ». Alors que la première version de la Sonnenwagen obtint la 3e place de l’European Solar Challenge 2018 et ce, malgré des conditions météorologiques défavorables, une équipe partiellement recomposée travaille, depuis un petit temps maintenant, sur une voiture solaire top secrète pour le World Solar Challenge 2019.
Aux vues des coûts nécessaires pour participer au « Road to Darwin », l’équipe a de nouveau dû compter sur l’aide généreuse de nombreux sponsors. item aide également la Team Sonnenwagen Aachen sur sa route vers la course de véhicules solaires la plus dure au monde en lui fournissant des composants. Dans les futures publications, nous continuerons à reporter le progrès de l’équipe en nous concentrant sur une solution innovante pour le transport de la Sonnenwagen qui a été développée avec l’item Engineeringtool.
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