Stratobus, un ballon stationnaire dans la stratosphère
MI-DRONE, MI-SATELLITE : STRATOBUS
Imaginez un "ballon" de 100 mètres de long pour un diamètre de 33 mètres, stationnaire, dans la stratosphère, entre 19 et 20 km d'altitude, alimenté en énergie par des cellules solaires. Capable de résister à des vents de 25 mètres par seconde et de rester à son poste toute l'année dans la zone intra-tropique, et de 6 à 8 mois, dans les zones extra-tropiques et jusqu'aux zones tempérées, ce "ballon" constituerait alors une plate-forme idéale pour y installer une charge utile de 200 kg disposant de 4 kW. Une plate-forme stratosphérique autonome idéale pour des missions d'observations, de cartographie, de télécommunications, en particulier dans le cadre de catastrophes naturelles. StratoBus est un projet, labellisé pôle de compétitivité Pégase, piloté par Thales Alenia Space, avec ses partenaires Zodiac Marine et le CEA-Liten. Il pourrait aboutir à la conception d'un prototype d'ici 5 ans et au développement d'une filière baptisé StratoBus. StratoBus sera capable d'opérer dans la Stratosphère pour une durée de 5 ans, sans interruption de mission.
Longue de 70 à 100 mètres et large de 20 à 30 mètres, la plateforme Stratobus, une fois à poste, utilisera un grand nombre d’innovations notamment pour capter les rayons du Soleil en toutes saisons : système de génération d’énergie (couplage des panneaux photovoltaïques à un système d’amplification de l’énergie solaire breveté par Thales), dispositif de stockage par une pile à combustible réversible ultra-légère…
La plateforme Stratobus nécessitera en permanence un apport d’énergie important pour compenser la force du vent : deux moteurs électriques adapteront automatiquement leur puissance en fonction du vent (jusqu’à 90 km/h).
"Le ballon stratosphérique, actuellement en phase d'avant-projet, sur lequel nous travaillons se situe à mi-chemin entre le drone et le satellite", indique d'emblée Jean-Pierre Prost, responsable Avant-Projets Scientifiques au sein de Thales Alenia Space. Comparé à un drone, il est stationnaire et, par conséquent, peut assurer une continuité du service, même s'il reste tributaire de la météo, en particulier de la couverture nuageuse, sauf en radar. Par rapport au satellite, il est plus proche du sol et offre une meilleure résolution en termes d'observation. En revanche, sa couverture au niveau des télécommunications n'est que de 400 à 500 km de diamètre, alors que celle du satellite est plus globale. Cela dit, StratoBus pourrait s'avérer une solution efficace pour permettre l'acheminement des télécommunications dans les zones enclavées, voire isolées. "StratoBus est une activité complémentaire du satellite, qui renforce ainsi les capacités des opérateurs", souligne-t-il. "Quant à sa portée, elle est régionale".
En plus de Thales Alenia Space, on retrouve, dans le cadre de ce projet, Zodiac Marine, le Liten (Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles et les nanomatériaux) du CEA, Air Liquide, ainsi que différentes PME. Le projet est soutenu par le pôle de compétitivité Pégase oeuvrant en PACA (Provence Alpes Cote d'Azur) et par la région Midi-Pyrénées. Les études menées lors de cette phase d'avant-projet portent plus particulièrement sur trois domaines : les cellules photovoltaïques, le tissu de l'enveloppe du ballon et le stockage d'énergie, l'objectif étant de trouver des solutions viables face à ces différents verrous technologiques. "Les cellules souples et légères qui arriveront sans doute à l'horizon 2018-2020 devaient avoir une efficacité au-delà de 30%", précise-t-on chez Thales Alenia Space. Côté tissu, il s'agit d'en produire un qui soit à la fois solide, léger avec des différences de transparence et d'opacité qui permettront alors de mettre en oeuvre l'ensemble du système. Ainsi Zodiac Marine travaille actuellement sur un tissu complexe à base de fils de carbone et de polyéthylène qui puisse éventuellement intégrer des cellules photovoltaïques organiques. Quant au stockage d'énergie, c'est le Liten du CEA à Grenoble qui y réfléchit, ses équipes ayant une grande expériencede la pile à combustible, la technologie qui a été retenue pour équiper StratoBus.
L'objectif à terme est d'être capable de déployer StratroBus en moins de 48 heures, "évidemment dans certaines conditions météorologiques", précise Jean-Pierre Prost, la montée et le positionnement de ce ballon dans la stratosphère ne nécessitant que quelques heures. Pour les partenaires de ce projet mené dans le cadre de ce que l'on appelle les Projets Structurants des Pôles de Compétitivité (PSPC), il s'agit donc de "dégrossir" le sujet et d'acquérir de l'expérience afin d'être à même de développer une filière prometteuse. Ce type de plate-forme pourrait être en effet utilisée pour des missions d'observation et de surveillance, en particulier des frontières, des zones maritime, de la piraterie, mais aussi pour faire de la cartographie et installer des réseaux de télécommunications afin de coordonner les secours, notamment lors de catastrophes naturelles ayant entraîné la destruction des infrastructures au sol. "La défense est également intéressée par les services que pourrait offrir StratoBus ; n'oublions pas que l'un des atouts majeurs de StratoBus, en plus d'être stationnaire, autonome et ne nécessitant pas de lanceur, est d'être repositionnable", conclut-il.
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