Quand des drones à énergie solaire explorent les glaciers arctiques
Les avions solaires autopilotés doivent encore prouver leur aptitude à des applications "réelles". Ils pourraient rendre des services importants pour la surveillance des glaciers dans les régions polaires, car le soleil de minuit offre des conditions idéales pour des vols solaires de longue durée.
Quel meilleur endroit que l'Arctique pour tester une nouvelle génération d'engins volants autonomes fonctionnant à l'énergie solaire ? Le Laboratoire des systèmes autonomes (ASL) de l'ETH Zurich a développé avec AtlantikSolar un tel drone solaire (Unmanned Aerial Vehicle (UAV)), qui peut voler sans interruption pendant plusieurs jours. Quant aux glaciologues de l'ETH Zurich qui surveillent les glaciers du Groenland à l'aide de drones, ils ont besoin d'une longue capacité de vol pour saisir l'immensité du paysage glaciaire arctique. Enfin, l'été arctique, avec sa lumière du jour constante, convient parfaitement aux drones solaires. La durée de vol s'en trouve énormément allongée.
Voilà pour la théorie. Mais cela fonctionne-t-il dans la pratique ? Pour le savoir, nous - un groupe de chercheurs travaillant sur les systèmes autonomes et des glaciologues - avons lancé ensemble le projet "Sun2Ice" a été lancée. L'objectif AtlantikSolar en plein nord, sous le soleil de minuit.
Un engin volant fragile dans une région difficile
Qaanaaq, nord-ouest du Groenland, 77DegréNord, environ 600 habitants permanents. Cet endroit constitue la base idéale pour notre projet : il est entouré de dix glaciers en train de geler, est facilement accessible en avion et offre tout ce dont nous avons besoin (boutique, hébergement, Internet).
Peu après notre arrivée début juin, le premier grand défi se présente à nous : le sable du site d'atterrissage que nous avions choisi l'année précédente a été balayé par de forts vents hivernaux. Sans site d'atterrissage plat, nous ne pourrions AtlantikSolar se briser en se posant ou que la caméra orientée vers le bas se casse. ? peine avons-nous fini de construire la piste d'atterrissage improvisée sur ce terrain cahoteux en près d'une semaine de travail manuel que les difficultés surgissent à nouveau : Un épais brouillard se lève au-dessus de Qaanaaq. Il retient AtlantikSolar à nouveau au sol pendant plusieurs jours.
Une première dans la région polaire
Enfin ! Le matin du 20 juin, le ciel s'éclaircit. Dès midi, l'avion décolle AtlantikSolar à partir de. L'idée est de les faire tourner en rond et d'effectuer ainsi le premier vol de 24 heures d'un drone à énergie solaire dans la région polaire. Le hasard veut que la date de l'atterrissage, le 21 juin, ne co?ncide pas seulement avec le solstice - le meilleur que nous puissions souhaiter pour un vol de drone solaire - mais aussi avec la fête nationale du Groenland. Cela signifie que : AtlantikSolar vole pendant les festivités et sous les yeux des habitants de Qaanaaq, déjà intrigués par notre étrange objet volant.
Les astres sont donc alignés pour un événement particulier : la tension monte d'heure en heure et la machine à café tourne à plein régime pour maintenir l'équipe au chaud et éveillée pendant 24 heures ... - Jusqu'à ce que le brouillard fasse son apparition à une heure du matin. C'est le c?ur lourd que l'équipe doit abandonner la mission après treize heures de vol.
Mais c'est à moitié vrai ! Malgré six heures de vol dans des conditions difficiles avec des nuages et du vent, ce qui augmente la consommation d'énergie, la capacité de la batterie est encore supérieure à 60 pour cent. Cela indique que même si les conditions restent mauvaises, une vingtaine d'heures de vol sont possibles - et certainement plus de 24 dans de meilleures conditions ! AtlantikSolar est prêt pour le travail sur le terrain.
Vol de recherche vers le glacier Bowdoin
Le prochain jour avec un ciel clair, sans brouillard et un vent minimal est le 3 juillet. AtlantikSolar atteint le glacier Bowdoin en 1 heure 15 minutes et commence à scanner par photogrammétrie la face vêlée, surveillée en permanence par un satellite. Tout se passe sans problème, mais soudain des vents de vallée imprévus se lèvent dans le fjord. Ce sont les vents les plus forts auxquels AtlantikSolar jamais exposé : des rafales verticales allant jusqu'à 6 m/s et un vent arrière persistant de 15 m/s pour une vitesse de vol d'à peine 10 m/s. Mais le drone retrouve Qaanaaq sans dommage après cinq heures et 230 km, avec des batteries presque entièrement chargées. Cela nous montre le potentiel de cette plateforme pour une utilisation sans interruption dans la cryosphère.
Découverte sur le front d'un glacier en train de vêler
Extrêmement intéressant : AtlantikSolar apercevoir une large crevasse à l'avant du glacier. Quelques jours plus tard, quelques glaciologues partent pour le glacier Bowdoin afin de continuer à observer la crevasse jusqu'à ce qu'elle finisse par se rompre. Bilan : nous disposons d'un jeu de données unique en son genre, qui couvre l'ensemble de l'événement de rupture. Cela nous permettra de mieux modéliser de tels processus à l'avenir. Le vêlage est un processus complexe qui joue également un r?le important dans l'élévation du niveau de la mer, mais qui n'est toujours pas entièrement compris.
Guillaume Jouvet a rédigé ce billet de blog avec Thomas Stastny.
