Les dirigeables à énergie solaire pourraient-ils offrir des voyages plus propres ?

Le dirigeable, le dirigeable, le dirigeable. Quel que soit le nom que vous leur donnez, vous n’y penserez probablement pas trop souvent. Ils constituaient un moyen facile de voler, précédant de plusieurs décennies l’invention de l’avion. Et pourtant, ils ont souffert : ils étaient trop lents, trop encombrants et souvent trop dangereux pour rivaliser une fois que les avions conventionnels sont entrés en scène.

Et encore! Ici, vous lisez une fois de plus sur les dirigeables, car certaines personnes n’abandonnent pas cette manière de voyager en avion des plus hilarantes. Oui, nous sommes en 2024, et les projets de dirigeables se poursuivent à un rythme soutenu, même face à l’écrasante supériorité de l’avion.

Pourquoi flotter ?

Alors que le monde envisage de décarboner l’économie, le transport aérien est dans la ligne de mire. Comme vous pouvez l’imaginer, faire voler de gigantesques tubes métalliques remplis de personnes dans les airs demande beaucoup d’énergie. L’aviation représente 2,4 % des émissions mondiales de dioxyde de carbone. Des travaux sont en cours pour réduire les émissions des avions grâce à de nouvelles mesures d’efficacité et à l’utilisation de biocarburants, mais la demande de services continue d’augmenter. Jouer aux marges ne résoudra pas le problème dans une grande mesure.

Les dirigeables semblent cependant offrir des bonus alléchants en matière d’efficacité énergétique. Grâce à la flottabilité fournie par l’hélium, les dirigeables n’ont pas besoin de propulsion vers l’avant pour générer de la portance. Les avions doivent brûler du carburant pour générer une poussée afin d’obtenir une vitesse suffisante pour que les ailes fonctionnent. Pendant ce temps, le processus de génération de portance génère également une traînée, qui coûte du carburant à surmonter. En revanche, les dirigeables flottent simplement vers le haut, essentiellement gratuitement. Le travail de lutte contre la gravité est effectué par le gaz de levage présent dans les vessies du dirigeable. Habituellement, c’est de l’hélium, parce que la catastrophe de Hindenburg a dissuadé la plupart d’entre nous de monter à bord d’un dirigeable rempli d’hydrogène.

Les dirigeables doivent toujours utiliser du carburant pour se propulser afin d’atteindre leur destination. Cependant, leurs exigences minimales en matière de puissance ne sont pas fixées par la nécessité de maintenir la portance via les ailes. Le dirigeable flottera toujours, quelle que soit la vitesse. Ainsi, là où un avion de ligne a besoin de moteurs puissants juste pour décoller, un dirigeable peut se contenter de moins. Cela ouvre la perspective de dirigeables électriques, qui pourraient constituer une méthode de transport aérien propre s’ils étaient alimentés par des énergies renouvelables. De nombreuses recherches sont en cours dans ce domaine pour déterminer si un tel mode de transport serait réalisable.

Dirigeables solaires lents

Un article publié dans le Revue internationale de l’énergie durable a récemment exploré le concept d’un dirigeable qui utilise des panneaux solaires embarqués pour récupérer de l’énergie. Normalement, nous écartons l’idée d’utiliser des panneaux solaires sur un véhicule pour la propulsion, car la surface est trop petite pour capter une quantité significative d’énergie. Cependant, les dirigeables sont énormes, ce qui modifie quelque peu les calculs. Le document explorait l’optimisation des itinéraires de voyage pour permettre au dirigeable de voler entre des destinations en utilisant l’énergie de la batterie et l’énergie du soleil. Il s’appuie largement sur des travaux antérieurs, comme le font de nombreux articles de ce type, mais il est rare d’en voir un qui fasse référence à une publication de Zeppelin en 1908.

Un dirigeable à énergie solaire doit optimiser sa trajectoire de déplacement pour tirer le meilleur parti de l’énergie disponible du soleil. Crédit : Pflaum, Riffelmacher, Jochner, 2022

Le document a basé sa conception théorique de dirigeable sur l’utilisation de cellules solaires à couches minces, qui sont à la fois légères, flexibles et efficaces. L’idée est que la peau d’un dirigeable formerait une excellente surface pour capter l’énergie du soleil. Proposant une conception de grand dirigeable, il verrait une superficie de plus de 13 000 mètres carrés recouverte de cellules, pesant au total environ 6,6 tonnes. Un tel engin devrait être piloté avec soin pour tirer le meilleur parti de la lumière du soleil disponible, à la fois en ce qui concerne le moment de son voyage et son angle par rapport au soleil. Bien réalisé, cependant, le document concluait qu’un tel engin pourrait produire des émissions de seulement 1 à 5 % de celles d’un avion conventionnel.

Mais qu’en est-il de l’aspect pratique ? Le journal a travaillé avec une conception théorique capable de transporter 100 à 200 passagers sur des routes entre Madrid et Las Palmas, et Londres et New York. Les trajets prévus étaient respectivement d’environ 1 760 km et 5 566 km sur leurs itinéraires les plus courts et les plus directs. Dans ce dernier cas, le trajet prendrait 48 heures de New York à Londres, soit bien plus que le vol habituel de 8 heures en avion. En remontant en arrière, les chiffres sont encore pires, prenant en moyenne 76 heures grâce aux vents dominants typiques et à la lumière du soleil disponible.

Itinéraires de vol potentiels de New York à Londres (bleu) et de Londres à New York (vert). Les vents dominants jouent un rôle important dans la durée du vol. Crédit : Pflaum, Riffelmacher, Jochner, 2022

Il est immédiatement facile de comprendre pourquoi nous ne dirigeons pas de ville en ville aujourd’hui. Ou devrions-nous dire transport aérien, car les dirigeables font généralement référence à des engins plus petits sans cadre rigide. Aussi bon marché ou efficace soit-il, peu d’entre nous pouvaient se permettre de passer deux ou trois jours à voyager en dirigeable. Au-delà de la tension d’un tel voyage, qui nécessiterait presque certainement des cabines-lits, vous auriez également besoin de regarder plusieurs saisons entières de télévision pour vous en sortir. Tu n’y arriveras pas Amis (environ 88 heures) mais tu t’en sortirais Seinfeld (environ 69 heures), très bien, en supposant que vous n’ayez pas dormi entre Londres et New York.

Cela ne veut pas dire que la technologie est inutile. La Conférence internationale sur les dirigeables électriques a eu lieu pour examiner un certain nombre d’utilisations potentielles de ces formes de transport plus propres. Le fret ne doit pas toujours se déplacer rapidement et pourrait constituer une utilisation viable pour de tels dirigeables. Il existe des utilisations potentielles sur certaines liaisons de transport de passagers plus petites, ainsi que des utilisations pour voyager vers des zones éloignées où les avions conventionnels peuvent être difficiles à entretenir. La conférence a également vu des chercheurs partager des idées sur la conception de groupes motopropulseurs hybrides pour des dirigeables propres, des solutions solaires ultra-légères et analyser l’économie de divers cas d’utilisation.

De nouveaux projets de dirigeables continuent d’apparaître, comme le Pathfinder 1 de LTA Research. Les matériaux composites modernes peuvent contribuer à améliorer une conception, mais les dirigeables présentent encore des inconvénients fondamentaux difficiles à surmonter. Crédit : Recherche LTA

Quoi qu’il en soit, les défauts bien documentés du transport en dirigeable n’empêchent pas le développement dans ce domaine. Le Pathfinder 1, un dirigeable de 400 pieds construit par LTA Research, a récemment fait la une des journaux. Cela le rend presque deux fois plus long qu’un Boeing 747-8, soit environ deux fois moins long que les plus grands Zeppelins de la classe Hindenberg. L’entreprise a obtenu un certificat de navigabilité spécial pour ce gros avion, dont les tests auront lieu tout au long de 2024. Il possède un squelette en titane et en fibre de carbone, supportant 13 vessies remplies d’hélium pour assurer la portance. Contrairement à certains autres dirigeables modernes, il ne s’agit pas d’une conception de corps de levage hybride et ne semble en fait pas si éloigné des dirigeables des années 1930, avec gondole pendante et tout. L’objectif est que le dirigeable soutienne les efforts de secours en cas de catastrophe dans les zones où l’infrastructure des avions conventionnels pourrait être endommagée. Il explorera également l’utilisation de piles à combustible à hydrogène pour une énergie plus propre, bien qu’il soit actuellement construit pour s’appuyer sur des générateurs diesel pour faire fonctionner ses moteurs électriques.

En fin de compte, les dirigeables ne remplaceront pas les avions de si tôt. Ils sont tout simplement trop lents pour faire le travail. Dans le même temps, ils semblent continuer à apparaître ici et là dans des utilisations de niche. Et c’est vrai, il se pourrait qu’un jour, le fret aérien soit soutenu par de grands dirigeables à hélium fonctionnant à l’énergie solaire pour un transport plus propre. Mais pour l’instant, il semble que les principes fondamentaux des dirigeables les maintiendront dans l’obscurité, plutôt que comme une technologie clé sur laquelle repose le commerce mondial.

François Zipponi
Je suis François Zipponi, éditorialiste pour le site 10-raisons.fr. J'ai commencé ma carrière de journaliste en 2004, et j'ai travaillé pour plusieurs médias français, dont le Monde et Libération. En 2016, j'ai rejoint 10-raisons.fr, un site innovant proposant des articles sous la forme « 10 raisons de... ». En tant qu'éditorialiste, je me suis engagé à fournir un contenu original et pertinent, abordant des sujets variés tels que la politique, l'économie, les sciences, l'histoire, etc. Je m'efforce de toujours traiter les sujets de façon objective et impartiale. Mes articles sont régulièrement partagés sur les réseaux sociaux et j'interviens dans des conférences et des tables rondes autour des thèmes abordés sur 10-raisons.fr.