Un des trois rotors basculants du Dronad'Air. Grâce à eux, l'engin peut voler comme un hélicoptère pour les décollages et les atterrissages ou bien avec des ailes, comme un avion. Le prototype actuel, très abouti, est devenu fonctionnel. © Epitech

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Le Dronad’Air, un drôle d'engin volant mi-avion mi-hélicoptère

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Il a trois hélices, comme les drones multicoptères, mais aussi des ailes pour aller vite : le Dronad'Air peut ainsi porter une charge d'environ 1 kg à grande vitesse et se poser verticalement. L'idée est simple... la réalisation beaucoup moins. Un groupe d'étudiants d'Epitech s'est pourtant lancé dans l'aventure. Les jeunes se sont mis au défi de réaliser cet objet volant durant leur cursus.

Les drones multicoptères font fureur, un peu trop même, aux yeux des responsables du contrôle aérien. Amazon, Google et d'autres veulent en faire des coursiers mais ils présentent un gros défaut : ils sont lents. C'est l'inconvénient majeur, propre à l'hélicoptère, que les ingénieurs de l'aéronautique ont énormément de mal à contourner. Il n'y a qu'à voir la difficulté de mise au point du V22 Osprey de Boeing et Bell, avec ses rotors basculants, qui aura duré deux décennies.

C'est pourtant la solution retenue par un groupe d'étudiants de l'école Epitech pour leur projet EIP (Epitech Innovative Project) baptisé Dronad'Air. Durant les trois dernières années de leur cursus, les élèves doivent mener à terme un projet d'ingénierie. Les membres de l'équipe n'ont sans doute pas choisi l'idée la plus simple mais aujourd'hui, trois ans plus tard, les premiers prototypes ont déjà volé.

« Nous voulions un drone qui puisse décoller et atterrir verticalement mais aussi voler comme un avion, explique le responsable du projet. Pour le transport d'objets, un hélicoptère ou un multicoptère n'est pas bien adapté car une partie de la puissance sert à la sustentation. Un avion, lui, bénéficie de la portance générée par ses ailes, et la dépense d'énergie devient plus faible, particulièrement à cette petite échelle et grâce à l'essor technologique de ces dix dernières années. L'idée serait d'avoir un appareil pouvant faire les deux et de manière sécurisée. »

À noter que cette idée est déjà actuellement explorée. C'est le même principe qui a en effet guidé le Project Zero d'Agusta Westland, ce drone qui s'appuie sur ses ailes pour voler mais qui peut aussi utiliser ses deux retors pour se sustenter comme un hélicoptère.

Un vol du deuxième prototype, avec trois rotors mais encore sans ailes. La mise au point du contrôle en vol a été un long travail de patience. Les élèves ingénieurs ont d'abord piloté l'engin eux-mêmes pour étudier les corrections à effectuer. Celles-ci ont ensuite été intégrées au programme. © Epitech

Les étudiants ont réalisé eux-mêmes la conception de leur projet et ont trouvé de l'aide au Lab'Elec de l'Epitech mais aussi auprès d'associations : Evolutech pour la robotique et CSAMB pour l'aéromodélisme. L'engin expérimental actuel, troisième prototype de l'équipe, comporte trois rotors. L'un, fixe, est situé à l'arrière et les deux autres, à l'avant, sont installés sur un même axe pivotant.

Comme l'ont compris tous les ingénieurs qui se sont confrontés à cette idée, le problème le plus dur à résoudre reste celui de la transition. Pendant le mouvement, l'engin devient un très mauvais hélicoptère et n'est pas encore vraiment un avion. Pas de quoi arrêter nos étudiants. « C'est notre travail de programmeur. Grâce aux capteurs, à la centrale inertielle et à d'autres senseurs, notre programme peut maintenir l'assiette en toutes circonstances. Pour nos essais, nous pilotions à deux : l'un pour tenir l'appareil, l'autre pour le faire basculer. Et nous avons étudié les corrections à effectuer. Nous programmions alors de manière empirique. »

L'équipe de Dronad'Air devant un prototype. © Epitech

Des milliers d'heures de programmation pour apprendre à voler

Ce moment clé de la transition a été découpé en un grand nombre d'étapes, bien identifiées. Le programme gère désormais les passages successifs de l'une à l'autre via un algorithme comportemental complexe. « C'est là notre secret... En voyant l'engin, vous pourrez peut-être l'imiter, mais, en revanche, l'expertise pour la gestion comportementale de cette transition est le résultat de milliers d'heures de programmation et de tests. » Il leur reste encore à finaliser le dispositif pour être fin prêts lors de la présentation du projet dans deux mois.

« Nous avons déjà des propositions pour une commercialisation. Mais nous devons auparavant avancer pour nous assurer une totale fiabilité et pour améliorer les performances. Il faut aussi rentrer dans la réglementation, très stricte. À vide, notre engin pèse 1,5 kg. Légalement, il peut porter 500 g, mais en fait il peut porter plus ! » La vitesse horizontale n'est pas encore établie mais les étudiants pensent pouvoir atteindre au moins 150 km/h, ce qui serait beaucoup plus rapide que tous les systèmes de transports urbains. Les modes d'utilisation seraient variés. « Pendant le vol, un retour vidéo permet de piloter l'engin à distance. Il peut aussi suivre un plan de vol enregistré. On peut imaginer par exemple, s'il le faut, faire un décollage manuel, puis un vol horizontal sous pilote automatique et un atterrissage manuel à 200 km de distance. »

Les applications pour ce projet ? « Le transport de charges. En montagne, par exemple, il permettrait d'amener en urgence des vivres ou une aide médicale à des blessés. Et pourquoi pas des applications militaires... » Aujourd'hui, les ingénieurs en herbe estiment leur Dronad'Air fonctionnel et sont à la recherche de financements et d'investisseurs ou d'entreprises en cours de recherche sur une solution de transport hybride, à l'image de Google ou Amazon.

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