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jeudi, 28 mars 2013

LES DRONES NE VIVENT PAS SEULS

LES DRONES SONT DES SYSTEMES

 

On aurait tendance à croire que le drone est tout seul. Ce n'est pas le cas. Il est la partie spectaculaire d'un système qui comprend aussi ce qui lui permet de décoller et d'atterrir, d'être piloté, de transmettre et recevoir les informations, de le maintenir, etc.



Voici un schéma de système drone que donne la société Fly-n-Sense basée à Mérignac, près de Bordeaux. Cette société nous parait être une entreprise particulièrement créative dans ce domaine.



Le système drone
 

Définition

Les drones sont des aéronefs capables de voler et d'effectuer une mission sans présence humaine à bord.
Plus précisément, un drone a pour vocation d’effectuer des missions dites ISR (Intelligence, Surveillance & Reconnaissance) évoluant dans des environnements définis selon la règle des 3D : Dull (monotone – surveillance répétitive), Dirty (sale - zone contaminée), Dangerous (dangereux - vol en environnement réduit).
System-FnS-enUn système drone fait référence aux différents composants nécessaires à sa mise en œuvre:
  • Un segment air, lui-même composé du drone, de sa charge utile et de son système de transmission.
  • Un segment sol, constitué d'un ensemble de matériels permettant la conduite de la mission, généralement regroupé au sein d’une « station sol » et permettant d’assurer la gestion du vol et de la navigation, la réception des données depuis le drone et l’analyse et l’interprétation des données.
Un aspect important pour le déploiement des micro-drones est leurfacilité de mise en œuvre par un opérateur sans qualification de pilote, les missions étant exécutées en mode complétement automatique.
Pour un usage optimal en extérieur, la station sol est conçue pour fonctionner sur différents types d'ordinateurs portables et peut notamment être livrée avec un laptop « durci ».
Un radio modem est utilisé pour la télémétrie permettant le suivi et le contrôle de la mission en temps réel. Une connexion supplémentaire est utilisée pour capturer la vidéo sur la station sol

Déroulement de la mission

Avant le vol
Avant le vol
Le logiciel permet de décrire et de préparer le plan de vol définissant l'environnement global de la mission (localisation, altitude du sol,...), un ensemble de points de passage (ou waypoints) et une séquence de phases élémentaires.
Une phase peut être une navigation vers un waypoint, une orbite autour d'un waypoint ou une répétition d'actions. Avant le lancement, l'opérateur peut simuler son plan de vol et ainsi valider sa mission.
Pendant le vol
pendant-volL'interface graphique utilisateur affiche en temps réel les paramètres de vol transmis par la télémétrie. La position de l'aéronef est signalée sur un fond de carte avec plusieurs possibilités de représentation du terrain ex. photos satellites. Le plan de vol est aussi affiché et l'utilisateur peut interagir directement durant le vol en modifiant la position des waypoints, en demandant l'exécution d'une phase spécifique ou en réglant un paramètre. Il est aussi possible de traiter l'information des capteurs en temps réel et éventuellement de représenter le résultat sur le fond de carte.
Après le vol
apres-volL'opérateur peut « rejouer » et analyser tous les vols effectués en se basant sur les données réelles de la télémétrie.




On voit que les drones sont bien des systèmes, comme d'ailleurs tous les aéronefs, mais des systèmes beaucoup moins coûteux que ceux qui environnent les aéronefs pilotés.

LES DRONES YAMAHA

 

RMAX.jpg


 

Les drones de Yamaha sont peu connus, sinon par les spécialistes car ils ne sont utilisés que pour des applications civiles et plus particulièrement agricoles.

Le grand intérêt de ces drones est qu’ils ont accumulé une très grande expérience depuis leurs premiers vols en…1987 !

 

Il s’agit d’un drone hélicoptère de dimensions réduites développé par Yamaha dans le cadre de projets du gouvernement Japonais encourageant l’application des nouvelles technologies à la résolution des problèmes quotidiens.

 

Le problème auquel Yamaha résolut à l’époque de s’atteler était celui de l’épandage aérien sur les cultures de riz. L’épandage traditionnel avec des avions légers étant  extrêmement coûteux et dangereux pour les pilotes car toujours effectué à basse altitude.

 

L’utilisation « opérationnelle » réelle commença en 1991 avec le R 50 équipé d’un moteur de 100 cc refroidi par liquide et développant 12 cv. A l’usage les agriculteurs s’aperçurent d’ailleurs, qu’en plus des avantages cités plus haut, le Yamaha permettait aussi de traiter des zones en fond de thalweg ou à flanc de colline qui étaient difficiles pour des aéronefs pilotés.

 

A partir de 1998 avec l’apparition de centaines de nouvelles applications (surveillance d’ouvrages d’art, photographie, etc.) Yamaha développa le RMAX de 246 cc et 21 cv et, surtout, le système Yamaha de contrôle de vol ou YACS.


 

YAMAHA.jpg


Ce système permet de poser automatiquement l’appareil au cas où le pilote au sol n’agit plus sur les commandes pendant quelques secondes.

 

En 2003 apparut le RMAX type II équipé d’un GPS.

L’appareil lui-même coûte 70 000 euros en équipement de base tandis que le système complet avec la station au sol et deux aéronefs avoisine les 800 000 euros.

Ces prix qui peuvent sembler élevés permettent pratiquement de vendre l’heure de vol à 10% du coût de celle d’un hélicoptère piloté.

En novembre 2011 encore, en Italie et dans le Var, des hélicoptères volaient pour mesurer l’étendue des inondations et permettre aux autorités de déclencher les secours. Avec des drones Yamaha ce travail aurait pu être effectué sans risques et beaucoup moins cher.

 

yamahatransport.jpg


Dans le seul domaine agricole, 2000 drones Yamaha volent au Japon.


D’après : www.gizmag.com

LES DRONES GEANTS

La piste des drones géants n'a guère été suivie jusqu'ici. On a par contre été très loin dans la miniaturisation et avec succès.

 

Blimp.jpg

Or nous pensons que l'avenir industriel des drones est dans les drones de grande taille. En effet la grande taille permet d'utiliser au mieux les atouts des drones qui sont :

-la permanence,

-l'économie d'utilisation,

-l'intégration de la chaîne d'action (un drone anti-incendie va signaler puis attaquer le feu, un drone de combat va localiser l'ennemi puis aller jusqu'à la destruction, etc.).

Or les grands drones poussent à l'extrême ces avantages pour les raisons

suivantes :

 

-la permanence est assurée si les réserves d'énergie sont importantes voire renouvelables de façon autonome ce qui est possible pour un grand drone emportant de fortes réserves ou, mieux, recréant lui-même ses réserves d'énergie solaire par exemple.

 

-l’économie d’utilisation puisque la dépense d’énergie n’est pas exactement proportionnelle à la taille,

 

-l’intégration des actions qui peut même aller au delà de la mission essentielle du drone. Des drones de transport civil naviguant dans des couloirs de façon régulière pourraient assurer des missions de surveillance de la circulation routière, de guidage des secours, d’aide à la gestion de la circulation au profit des services de circulation et de secours des régions concernées.

 

Un exemple d’utilisation des drones de grande taille : l’aide au transport routier international.

 

Les drones de transport traversent l’Europe dans des couloirs réservés et à une latitude assez faible -entre 500 et 1000 m.

A l’intérieur de ces couloirs naviguent plusieurs milliers de drones qui, à 200 km/h, semblent se toucher et forment une sorte de voie lactée artificielle.

Tout au long des parcours se trouvent au sol des hubs où descendent les drones arrivés à destination. Il est également possible que les très grands drones comportent des sous-drones chargés de déposer les marchandises et de reprendre au autre drone afin de ne jamais interrompre le flux des TGD.

Leurs marchandises déposées ils reprennent leur place dans la « voie lactée » avec un nouveau chargement. Des bases de données gérant le flux des marchandises leur permettent de ne jamais naviguer à vide au fil des hubs qui jalonnent ces grandes routes.

Le rôle du transport routier devient alors d’emporter les marchandises sur de courtes distances : celles qui séparent les hubs des destinataires.

HUB.jpg

Pour fixer les idées on peut imaginer que sur la route dronique Paris Marseille on trouverait 3 hubs entre Paris et Lyon et 4 hubs entre Lyon et Marseille, soit environ un hub tous les 100 km. 

 
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