Un drone propulsé par l´énergie solaire

XSun a développé et fabriqué un drone à la fois indépendant sur le plan énergétique et capable de prendre ses propres décisions, destiné à effectuer des missions entièrement automatisées. L´entreprise souhaitait disposer de modules fiables et performants pour concevoir son SolarXOne. La jeune pousse s´est ainsi adressée à maxon pour le système de propulsion.

Benjamin David, fort d´une décennie d´expérience chez Airbus Defense & Space, a créé la société XSun à partir d´une idée assez simple: adapter des technologies spatiales à une utilisation à altitude inférieure. Cette approche a donné naissance à SolarXOne: Un drone autonome, électrique et alimenté par l´énergie solaire, avec une double aile portante (tandem). SolarXOne, avec son design en forme de libellule, présente d´excellentes performances aérodynamiques et une surface importante de panneaux solaires, afin de collecter le plus d´énergie possible. Le tout dans un système ultra-performant et entièrement électrique.

«Nous sommes intimement convaincus que nous relèverons au mieux les défis environnementaux, économiques et sociétaux actuels en combinant nouvelles technologies et sources d´énergie renouvelable», déclare Benjamin David. Il souligne également que l´énergie solaire multiplie par trois l´autonomie de la batterie embarquée.

Comme un satellite, SolarXOne est truffé de technologie. Mi-avion, mi-drone, il pèse 25 kg, avec une envergure de 4,50 m, et il comporte plusieurs innovations:

• Facile à utiliser: SolarXOne est aussi facile à utiliser qu´un drone, mais avec le niveau élevé de performances d´un avion.
• Déploiement rapide: Prêt à décoller en 30 minutes.
• Portée: 12 heures de vol sans pause.
• Silence: Entièrement électrique, le drone vole sans aucun bruit.
• Excellente maniabilité: Elle résulte de sa configuration aérodynamique combinée aux choix techniques mis en œuvre.
• Fiabilité: Des systèmes de sauvegarde garantissent aux utilisateurs un haut niveau de fiabilité.
• Peu d´entretien: Les appareils entièrement électriques demandent peu d´entretien.
• Capacité à voler de jour comme de nuit: Les batteries embarquées se rechargent grâce à l´énergie solaire.
• Capacité de charge exceptionnelle: Gyroscopes, caméras haute performance, caméras thermiques, LIDAR, etc.: SolarXOne peut transporter jusqu´à 5 kg de charge utile, avec les dernières technologies de communication et de sécurité.
• Un système conforme aux normes aéronautiques: Cela signifie que l'UAV peut être certifié selon les normes les plus élevées et obtenir facilement une autorisation de vol dans le monde entier.

Une vaste gamme d´applications

SolarXOne, avec sa portée quotidienne de 600 km, peut survoler des milliers d´hectares et produire des images d´une résolution de l´ordre du centimètre. De nombreux secteurs sont donc intéressés par ce drone pour des missions très diversifiées:

• Cartographie et topographie de larges zones terrestres ou maritimes, de type réserves naturelles;
• Relevés photographiques à très haute résolution d'infrastructures linéaires à grande échelle (pipelines, lignes électriques, routes, rivières, etc.);
• Relevés photographiques destinés à l´agriculture de précision, dans le cadre de la cartographie forestière, par exemple;
• Missions de contrôle et d´inspection.

XSun commercialise son drone, mais propose également des services SolarXOne par le biais de son équipe d´exploitation. Cette équipe fait fonctionner le drone pour le compte de clients qui souhaitent simplement collecter des données.

«maxon est sans conteste le meilleur fournisseur»

Efficacité, qualité, fiabilité et durabilité. Voici les principes qui ont guidé la conception du SolarXOne. «Compte tenu de la conception entièrement électrique, la rentabilité et l´efficacité énergétique devaient être assurées dans chaque assemblage. C´est pourquoi il était essentiel de ne travailler qu´avec les meilleurs, pour le système de propulsion, donc choisir maxon s'imposait,» déclare le fondateur de XSun. Pour la propulsion, il s´agissait de trouver les systèmes les plus fiables, les plus performants et les plus petits possibles, avec des exigences proches de celles du secteur aérospatial. «Dans ces trois domaines, maxon est sans conteste le meilleur fournisseur. La NASA a de bonne raisons de l'avoir choisi pour les moteurs de ses robots! Nous avons été ravis de voir maxon faire son entrée sur le marché des drones, et notre collaboration s´est mise en place très rapidement», ajoute Benjamin David.

Chaque aspect de la technologie a dû être exploité jusqu´à ses limites pour que le drone puisse voler de manière totalement autonome pendant plus de 12 heures. XSun a tiré profit de l´expertise de maxon dans les trois domaines suivants:

• Commande
• Moteur
• Propulsion

«D´un point de vue énergétique, l´objectif était de maintenir la consommation au plus bas tout en restant le plus léger possible: un véritable défi technologique!», se souvient Michael Niemaz, ingénieur de projet aérospatial chez maxon, qui travaille avec XSun depuis 2019. À l´époque, maxon venait de sortir sa première gamme de moteurs pour drones. Pour répondre aux exigences de XSun, maxon a adapté l´un de ses moteurs de drone sans balais, l'ECX 87 Flat.

Luise Löskow, chef de projet aéronautique chez maxon, déclare: «Lorsque nous avons commencé à travailler avec XSun, la conception de ce type de moteur n´existait que dans sa forme de base. Nous avons donc été amenés à adapter un produit encore en cours de développement, auquel nous avons dû intégrer de nouvelles caractéristiques, comme des capteurs. Notre équipe chevronnée (ingénieurs de conception, ingénieurs d´essai, ingénieurs qualité, acheteurs et opérateurs de production) a mené des discussions poussées au sujet des exigences et problèmes techniques variés, afin de trouver des solutions appropriées. Nous avons enfin augmenté la puissance du moteur ECX87 flat et modifié son bobinage pour une propulsion optimale. SolarXOne est désormais équipé de deux moteurs ECX87 flat adaptés, positionnés à l´avant de l´aéronef.»

«Pour que SolarXOne puisse survoler les villes en toute sécurité, XSun souhaitait que son drone soit certifié au niveau le plus élevé possible. C´est là que l´expertise de maxon est déterminante, car nous offrons une qualité de construction qui garantit un moteur suffisamment fiable pour être certifiable à l´avenir», a souligné Michael Niemaz. Le fondateur de XSun abonde dans ce sens et ajoute: «Il aurait été difficile d´atteindre le même niveau de qualité avec un autre partenaire que maxon. Et très peu d´entreprises auraient été en mesure de fournir un rapport d´essai ultra-détaillé de 25 pages!

Depuis leur rencontre au salon du Bourget de 2019, les équipes de maxon et de XSun travaillent en étroite collaboration. En juillet 2020, pour son premier vol à énergie solaire longue distance, le SolarXOne a réussi à voler silencieusement pendant 12 heures sans aucune émission de CO2 et en toute autonomie. Depuis lors, il a réalisé des missions opérationnelles pour divers clients en France et dans d´autres régions d´Europe.

Pour plus d´informations, rendez vous sur: XSun.fr