Micro-Drones : histoire et applications


© Microdrone Trirotor Supaero 2007. Vincent Lecrubier Wikipedia Creative Commons

 

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Micro-Drones : histoire et applications


 

Définition des Micro-Drones


 

  • Les premiers drones permettaient d’aller voir derrière la frontière.
  • Les mini-drones avaient représenté la 2ème génération des drones et ils permettent d’aller voir derrière la colline.
  • Les micro-drones, encore plus petits, créent la 3ème génération des drones et d’aller voir derrière la maison.
    1. Les anglo-saxons les nomment MAV (Micro Air Vehicle).
  • Ces engins prennent une place grandissante en accomplissant des tâches nouvelles et parfois inattendues.

 

Histoire des Micro-Drones


 

  • 1993. La société Rand montre qu’un engin de la taille d’un insecte est capable de ramper et de voler ce qui pouvait avoir notamment des applications militaires majeures.
  • 1996. La DARTA (Defense Advanced Research Projects Agency), créée en 1958, finance les recherches sur la micro-drones au travers du Small Business Innovation Program.
    1. Le champ d’investigation est fixé sur la taille de 6 pouces (environ 15 cm) jugée adaptée à un grand champ de missions
    2. Plusieurs besoins sont identifiés :
      1. Recherche et assistance aux victimes.
      2. Surveillance par des forces militaires ou des forces de maintien de l’ordre.
      3. Détection d’agents biologiques ou chimiques.
      4. Reconnaissance dans des espaces confinés….
    3. Plusieurs difficultés son rapidement identifiées :
      1. Passage du vol extérieur au vol intérieur.
        1. D’un côté la vitesse nécessaire et la confrontation à des éléments tels que le vent.
        2. De l’autre, la stabilité, l’immobilité et la détection très fine des obstacles.
      2. Combiner vol de déplacement et vol d’observation.
  • 2 groupes d’inventeurs-utilisateurs ont une contribution majeure au projet :
    1. Les Universités et Grandes Ecoles, en compétition pour se distinguer.
    2. Les aéromodélistes amateurs habitués aux maniements…
  • Le cahier des charges d’affine ainsi :
    1. Masse inférieure à 5 kg.
    2. Envergure inférieure à 0,70 m.
  • Les micro-drones sont encore plus gros que des insectes mais ils se rapprochent des petits oiseaux dont l’observation contribue à améliorer les conditions de vol.

 

Drones du futur © mariananbu – Pixabay.com

 

Applications et développement des Micro-Drones


 

  • La plupart des micro-drones sont des véhicules à rotors (voilure tournante) utilisant des ailes fixes et des hélices.

 

Le Black Hornet, en usage dans les armées françaises, est une sorte de micro-hélicoptère © Fred Marie – Flickr.com

 

  • Les spécialistes des micro-drones font référence à la notion de nombres de Reynolds pour comparer les drones aux oiseaux et aux insectes.
    1. Les drones actuels volent ainsi à des nombres de Reynolds plus proches de ceux du vol des oiseaux que de celui des insectes.
    2. L’objectif est de baisser encore pour tendre vers les insectes.
    3. Le nombre de Reynolds, noté Re, correspond à un nombre sans dimension qui est utilisé en mécanique des fluides.
      1. Cette grandeur permet de caractériser un écoulement, en particulier la nature de son régime.
      2. Il est ainsi possible de savoir si un écoulement est laminaire, transitoire ou turbulent.
      3. Tous les liquides ne s’écoulent pas de la même manière.
        1. Si on observe l’eau d’un fleuve, on peut voir aisément que son écoulement est en permanence le siège de multiples tourbillons.
        2. Au contraire, l’huile qui s’écoule hors d’une bouteille ne tourbillonne pas du tout.
        3. La frontière entre ces deux situations est assez mince, et on peut la percevoir au moyen d’une quantité appelée nombre de Reynolds.
  • Les progrès rapides font apparaître en permanence de nouveaux usages possibles pour les micro-drones :
    1. Détection des drogues et des poisons.
    2. Recherche et sauvetage dans des bâtiments en feu ou après des catastrophes naturelles.
    3. Sauvetages de vies.
    4. Des micro-drones pourront transporter des toutes petites quantités d’explosifs, d’agents chimiques ou biologiques appliqué à des assassinats ou des attaques de soldats…
    5. Certains font valoir que ces drones tueurs ou incapacitants diminueront la mortalité de ceux qui en sont équipés et de ceux qui sont attaqués… avec des opérations plus chirurgicales et moins massives.
    6. Les missions de reconnaissance et de surveillance pourraient changer de nature…
    7. De nombreuses questions sont posées :
      1. Respect des libertés individuelles.
      2. Risques de guérillas urbaines.
      3. Dommages aux propriétés.
  • La question de la règlementation est ici posée.
    1. Pour l’heure, en France, la règlementation appliquée est celle des drones avec un encadrement notamment par le Code de l’Aviation Civile et par le Code des Transports avec 2 arrêtés spécifiques du 11 avril 2012

 

Pilotage, méthodes de vol des Micro-Drones


 

  • La question du vent est particulièrement délicate.
    1. Les papillons montrent qu’ils ont su la régler malgré leur large voilure.
  • Des animaux peuvent chasser ou manger ces drones considérés comme des prédateurs envahissant leur territoire.

 

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