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Swissloop sur le podium du concours SpaceX grâce à une batterie Saft et une conception innovante

L’équipe Swissloop, qui réunit les meilleurs étudiants d'ETH Zurich en physique, mathématiques et ingénierie, a terminé à la troisième place du concours SpaceX, devant des centaines de concurrents. Ce concours portait sur la conception et la construction d’un prototype répondant à la vision d'Elon Musk du transport du futur, l'Hyperloop.

L'issue a pourtant failli être bien différente. L’équipe a travaillé d'arrache-pied pendant plus d'un an sur un pod à grande vitesse : une capsule de transport futuriste conçue pour voyager à 270 m/s et capable de faire parcourir à ses passagers 250 km en 15 minutes. Cet été, les étudiants se sont rendus à Los Angeles pour participer à l’édition 2017 du concours et tester leur modèle sur la piste de l'Hyperloop, près du siège social de SpaceX. Problème : la batterie lithium-ion de leur capsule a été retenue par les douanes, sans aucune certitude qu'elle leur soit restituée à temps pour le premier essai. 

Heureusement, cette batterie avait été développée par Saft qui a collaboré avec l'équipe en début d'année. Les ingénieurs du Groupe basés aux États-Unis ont alors prêté main forte. Ils ont construit et expédié une toute nouvelle batterie en une seule journée ! 

« Cette batterie est un prototype. Nous ne pouvions donc pas nous appuyer sur nos lignes de production standard », explique Ryan Bunge, ingénieur applications de la division Électronique Civile de Saft aux États-Unis. « Grâce à un véritable travail d'équipe, certains de mes collègues et moi-même avons réussi le tour de force de confectionner la batterie en quelques heures ». 

FedEx passe chaque jour à 15h à l'usine. L'équipe Saft a eu tout juste le temps d'emballer la batterie et de la remettre au chauffeur au moment où il refermait les portes du camion. Christopher Timperio, responsable technique du projet de Swissloop, a d’ailleurs ponctué cette journée en déclarant que l’équipe avait « vraiment assuré » ! 

Swissloop avait sollicité Saft pour se procurer des kits de batteries de petite taille, légers mais très puissants, compatibles avec son projet. Composé de sept piles XTD lithium-ion MP 176065, le système de batteries personnalisé est essentiel au fonctionnement de la capsule. Il sert au freinage, élément clé de la sécurité compte tenu des vitesses extrêmes de l'Hyperloop, et permet de transmettre toutes les données à SpaceX et aux capteurs de contrôle. Ces derniers mesurent la température et l'accélération et actionnent le mécanisme de propulsion. 

Lors du concours SpaceX, la fiabilité de la batterie fut aussi un atout certain pour Swissloop face à ses concurrents : les capsules étant testées dans une grande chambre sous vide, la plupart des systèmes de batterie n'ont malheureusement pas fonctionné à cause de la basse pression de l'Hyperloop. La solution sur mesure de Saft était idéale pour ces conditions. 

Les batteries ont sauvé la mise. Une fois branchées, tout a parfaitement fonctionné – c'était génial !

Carl Friess Responsable avionique de Swissloop

Sur les milliers d'équipes qui ont tenté leur chance, seule une trentaine a pu accéder au concours SpaceX cet été. Sur site, chaque modèle fut soumis à des tests rigoureux et une solution fut apportée à chaque problème relevé. Swissloop a vite compris que les contrôles de SpaceX étaient axés sur la sécurité, ainsi que l’intérêt de collaborer avec les autres équipes.

« L'ambiance était excellente, sans rivalité excessive », explique Friess. « D'ailleurs, toutes les équipes ont travaillé ensemble, allant jusqu'à se prêter des outils ! ».

Une fois tous les essais terminés, cinq équipes seulement furent qualifiées pour la phase finale. Swissloop en faisait partie. L’intégration d'un système de propulsion à gaz froid fut un atout puisque personne n'avait utilisé cette méthode innovante auparavant. Ce fut l’une des premières décisions de l'équipe qui devait alors trouver un compromis entre complexité du modèle, temps et vitesse - décision qui fit la différence. Profondément impressionné, le jury du concours SpaceX espère que d'autres équipes envisageront de recourir à la propulsion au gaz froid.

« C'est aussi l'une des raisons pour lesquelles nous sommes arrivés sur le podium », précise Timperio. Même si SpaceX a choisi les vainqueurs sur de nombreux critères, la diversité en matière de conception était le plus important. « Ils voulaient voir concourir des modèles vraiment différents, et capables en même temps de prouver la viabilité de leurs systèmes dans l'Hyperloop », explique Timperio. « Notre modèle a probablement été choisi parce que nous avons conçu une sorte de petite fusée pour l'Hyperloop, et ça a payé ! »

De retour à Zurich, l'équipe a tiré parti de cette expérience et travaille déjà à la réalisation d'un nouveau prototype pour le concours 2018.

« Nous en avons tiré une leçon essentielle : la simplicité est de rigueur sur certains paramètres, alors que sur d’autres nous pouvons mettre le curseur un peu plus loin en termes de complexité », explique Friess. « Par exemple, le degré de sophistication de certaines parties de notre système était superflu. »

Pour les étudiants, ce fut une grande chance de bénéficier de commentaires formulés par des ingénieurs travaillant dans un secteur de pointe. « Entendre des membres expérimentés de l'équipe SpaceX dire que notre capsule les impressionne, cela a dopé notre confiance », déclare Timperio. 

Pour son prochain projet, l'équipe Swissloop souhaite se concentrer sur la sécurité, simplifier le modèle et augmenter la vitesse. Elle collaborera de nouveau avec Saft pour accroître la capacité de la batterie, et donc l'autonomie du prototype. Suite à la suggestion de SpaceX, l'équipe a aussi l'intention d'ajouter un capteur de température au kit de batteries.

Swissloop et Saft ont chacun tiré parti de ce partenariat - et ont apprécié la collaboration !

« Travailler avec vous a été un énorme atout », ajoute Friess. « Nous avons eu une chance folle de bénéficier du soutien de Saft jusque dans les derniers instants et de voir Ryan produire une batterie en une seule journée ! Nous ne pourrions pas espérer avoir un meilleur sponsor. » 

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