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Que le soleil brille !
Pour voir la vie en rose, mettez des lunettes roses ! Notre façon de voir les choses est le produit de nos perceptions, et dans une voiture solaire, c'est assez clair qu'on a pas les mêmes perceptions que dans une voiture traditionnelle. Complètement allongé, sans volant, et se dirigeant alors avec deux bouts de tube qu'on ne peut même pas qualifier de guidon tellement ils sont rapprochés, et regardant la route à travers un parebrise dont la hauteur est celle d'un visage d'enfant, la conduite d'une voiture solaire est sûre de dépayser le plus blasé des conducteurs. Celui qui est habitué à la 2 CV, comme celui qui est habitué à une Ferrari. La 2 CV ou la Ferrari, une voiture solaire, c'est un peu un mélange des deux en fait : c'est le mariage des performances de la 2 CV avec le prix de la plus chère des Ferraris.
Mais on a en prime un look qui relègue n'importe quelle bolide italien au rang des pachydermes. On pense habituellement que la forme la plus aérodynamique est la goutte d'eau, mais les voitures solaires utilisent pourtant un autre modèle : la feuille de papier à cigarettes ! Dans la nature, la fonction fait la forme, et la première fonction de la carrosserie d'une voiture solaire est d'offrir la plus grande surface possible, pour pouvoir la recouvrir de cellules photovoltaïques. Rappellons d'ailleurs l'éthymologie de ce mot. Photo vient du grec lumière, et volt de M. Volta, le savant italien qui fut l'un des pères de la découverte et de la compréhension de l'électricité.
Technique fabuleuse, une cellule photovoltaïque convertit la lumière du soleil en énergie électrique, et sur ces voitures qui en sont intégralement recouvertes, cette énergie rend l'auto mobile ! Comme une 2 CV, nous l'avons écrit. Mais nous avons exagéré, une voiture solaire est nettement moins performante en accélération qu'une 2 CV. Cela se comprend quand on connait la puissance d'une voiture solaire. Des vingt voitures qui étaient engagées au North American Solar Challenge, aucune ne parvenait à tirer plus de 1300 watts de ses cellules solaires (quand le soleil est au plus fort). Ce n'est même pas la puissance d'un fer à repasser ! Mais avec cette puissance ridicule pourtant, les plus rapides dépassaient le 130 km/h.
Il peut y avoir les batteries qui aident, cela est vrai, mais pas longtemps. Le règlement est en effet formel, il est interdit de recharger pendant les étapes. Les voitures partent donc toutes avec des batteries chargées à bloc le premier jour, et il n'y a plus rien d'autre ensuite que le soleil... Pendant presque 2 semaines, puisque la course est partie d'Austin, au Texas, pour se terminer à Calgary, dans l'Alberta, quelques 4000 km plus au Nord. Et le règlement est tout aussi strict quant au choix des matériaux employés. Toutes les cellules photovoltaïques ne sont pas égales, et ne sont pas au même tarif. Les cellules de qualité spatiale comme on en trouver sur les vaisseaux de la NASA sont ainsi interdites. Ce serait trop facile alors au participant le plus riche d'acquérir un avantage déterminant.
Toutes les cellules solaires employées devaient donc être d'un type connu, autorisé et abordable, et il en va de même pour les batteries. Mais si on avait prévu là des équivalences pour les différentes technologies (il avaitété calculé que 165 kg de batteries plomb/acide seraient équivalents à 100 kg de batteries NiCad, qui vaudraient 60 kg de NiMH ou 25 kg de LiIon), devant les délires de certains concurrents qui voulaient employer des solutions LiIon trop complexes (pour les moyens de certains autres concurrents), seules les batteries au plomb ont finalement été autorisées.
Les concurrents gardaient cependant une totale liberté de conception dans l'exploitation de cette énergie, et pouvaient choisir le type de moteur électrique qu'ils voulaient. La plupart ont sélectionné des moteurs brushless à courant continu.
L'exploitation de l'énergie, c'est ensuite une multitude de choix techniques. Quand le soleil est au zenith : l'énergie du soleil doit-elle entièrement servir à la propulsion de l'auto pour aller le plus vite possible, ou doit-elle charger la batterie ? Jusqu'à quel niveau de décharge peut-on faire « tomber » la batterie ? L'idéal est évidemment de laisser le conducteur maître de tout cela, mais cela veut dire lui donner des moyens de contrôle, et d'action, sur l'énergie stockée et celle prodiguée par le soleil. On voit ci-contre un aperçu de l'électronique nécessaire, et de l'avis de tous les spécialistes, c'est cette électronique qui fait la différence entre les teams, plus que le moteur.
Pour le reste, les carrosseries sont en effet toutes très comparables. Les dimensions maximales sont 5 m de longueur et 1.80 m de largeur, quand aux batteries, si elles sont limitées à 165 kg, les concurrents préfèrent en mettre beaucoup moins. Le poids, c'est l'ennemi, et le plomb est un grand ennemi ! La plaprt des voitures n'avaient alors qu'une batterie minimale, et c'est pour cela que les voitures solaires ont des accélérations ridicules. Elles ont très peu d'énergie embarqué, alors qu'une accélération en demande beaucoup... Et en plus, le pilote doit garder l'énergie pour si le ciel s'assombrit. S'il accélère à fond, il va vider la batterie en un rien de temps, et ne pourra ensuite plus compter que sur le soleil. Il va donc accélérer le plus doucement possible... Et à ce jeu, sophistication de l'électronique et maîtrise de l'énergie par le pilote, c'est le team de l'université du Michigan qui a été le meilleur. Leur voiture a parcouru 4014 km en 53 heures, 59 minutes, 43 secondes. Qu'ils soient ici félicités !
Les photos qui illustrent cet article sont de Stefano Paltera, qui fut le photographe officiel de l'édition 2005 du North American Solar Challenge.
Les voitures illustreés sont :
(de haut en bas)
Photo 1 : voiture de l'universite de Waterloo, pilote : Huy Le.
Photo 2 : voiture du Massachussets Institute of Technology, à la douane canadienne.
Photo 3 : voiture de l'université d'Etat de l'Iowa, à côté d'un camion Peterbilt.
Photo 4 : voiture de l'université de Calgary.
Photo 5 : voiture de l'université de Michigan (la gagnante), avec le capot enlevé.
Photo 6 : un étudiant ingénieur sur la voiture de l'université McMaster.
Photo 7 : l'arrivée de la voiture de l'université de Calgary.
Photo 8 : les gagnants, la voiture jaune de l'université du Michigan.
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