http://www.futura-sciences.com/comprendre/d/dossier579-1.php
Le catamaran des airs le 18/11/2005 Le Porteur Autonome Multi Capteurs Multi Missions (PA-MCMM) est un drone dirigeable autonome, gonflé à l'hélium (gaz inerte et ininflammable), dont le concept novateur est couvert par un brevet international. Elaboré à partir des dernières technologies, il est capable de couvrir une multitude de missions aussi bien en intérieur qu'en extérieur et s'adresse à des marchés aussi divers que variés dans les domaines civil et militaire. Sa structure innovante que l'on pourrait assimiler à un catamaran des airs est l'aboutissement d'une étude conduite par son concepteur pour obtenir une stabilité optimisée et une prise au vent fortement réduite par rapport aux dirigeables classiques. L'accent a été mis également sur la sécurité en intégrant des modes de navigation tels que le retour automatique sur des zones prédéfinies et en y intégrant un ensemble de redondances. En effet, le catamaran des airs offre nativement deux ballons dont les enveloppes souples et résistantes assurent la protection de tous les autres éléments, mais ce même principe de redondance s'étend sur les autres organes vitaux du dirigeable et notamment sur l'avionique. Les deux ballons sont reliés par un châssis en carbone en trois parties sur lesquelles reposent deux moteurs électriques ou thermiques, l'avionique, les empennages, les dérives, les gouvernes et la charge utile. De plus, 8 turbines sont réparties sur la cellule aéronautique du PA-MCMM qui, combinées avec le dispositif de propulsion, assurent la souplesse et la précision de pilotage. Le catamaran des airs assure non seulement une protection optimum des équipements montés sur le châssis mais permet également d'obtenir un champ d'action au-dessous et au-dessus du drone dirigeable. Son architecture fondée sur des éléments génériques et modulaires permet de le décliner rapidement en toute taille offrant ainsi la possibilité d'intégrer tout type d'équipements spécifiques et de toute masse. Doté de tous les instruments de navigation aériens standard (centrale inertielle, capteurs de pression dynamique et statique, GPS) connectés à un calculateur comprenant le pilote automatique, le PA-MCMM permet un pilotage simple, souple et précis. Il est commandé à partir d'une station sol constituée d'un simple PC portable auquel sont associés une souris et un joystick ainsi qu'un boîtier contenant les dispositifs de communication. La navigation se fait au travers de modules logiciels où transitent, en temps réel, d'une part, les informations provenant du PA-MCMM (télémesure) et d'autre part, les ordres transmis au PA-MCMM par le pilote (télécommande). De plus, une radiocommande type modélisme permettra un pilotage à vue dans des zones complexes et servira également de système de contrôle de secours. Au-delà du télé-pilotage, un mode de navigation automatique par plan de vol est également possible. En fonction des missions et des besoins, la station sol pourra être intégrée dans un véhicule ou utilisée à l'extérieur. Sa structure innovante lui permet de décoller, d'atterrir ou encore d'amerrir verticalement. Sa stabilité, sa sustentation naturelle et le contrôle des éléments environnementaux (vent, pluie, etc.) par le pilote automatique assurent un contrôle total du roulis, du tangage et du lacet et procurent des vols en mode stationnaire optimums (le pilote automatique positionne toujours la proue du catamaran des airs face au vent). S'ajoute à ce mode stationnaire la possibilité de réaliser des rotations ainsi que des translations. Particulièrement endurant, puissant, fiable et robuste (ne craint pas les contacts), opérationnel de jour comme de nuit, discret et écologique, le PA-MCMM c'est également une logistique réduite, une grande facilité de mise en oeuvre ainsi qu'un faible coût opérationnel et de maintenance. Ce concept innovant, unique en son genre, sera à même d'offrir des garanties inégalées en matière de sécurité des personnes (public et opérateurs) : # redondance des équipements constituant l'avionique, # redondance des dispositifs de communication, # redondance des dispositifs de pilotage, # redondance des enveloppes, # redondance des propulseurs, # retour automatique sur zones prédéfinies, # vannes de dégonflage d'urgence # gaz inerte et ininflammable. Le constructeur propose également un système dérivé, dénommé captif/actif, dont la particularité est d'alimenter le catamaran des airs en énergie par le sol. Ce principe permet notamment d'intégrer au catamaran des airs des turbines et des propulseurs à forte puissance tout en ayant une autonomie illimitée. La conception d'un catamaran des airs s'avère relativement simple et très rapide : Le client fournit les caractéristiques des charges utiles (caméra sur tourelle gyrostabilisée, capteurs, dispositif de relayage de télécommunication, etc.). Ensuite, le constructeur (Gates Technology) intègre mécaniquement et électroniquement cette charge utile au châssis du catamaran des airs. Ensuite, différents profils et tailles d'enveloppes ainsi que différents types de propulsion en fonction des applications désirées et la masse de la charge utile sont proposés. Vient ensuite l'étape de la définition des dispositifs de communication dédiés au pilotage et ceux destinés à contrôler la charge utile. Si le client ne dispose pas de logiciel sol permettant de contrôler la charge utile, le constructeur réalise à partir de son atelier de développement logiciel des modules applicatifs destinés à l'opérateur (second PC portable fourni par le client) pour le contrôle de la charge utile. Intégration du système complet, tests. # 1 - Pilotage Un des principaux objectifs s'articule autour de la notion d'accessibilité à tous. Cette notion, dans le cadre du pilotage du PA-MCMM, signifie que la personne qui aura en charge la mise en oeuvre et le contrôle du PA-MCMM ne nécessitent aucune connaissance préalable sur le pilotage d'aéronef. En effet, le pilotage du porteur autonome reste relativement simple car son comportement est géré automatiquement par l'avionique embarquée et son contrôle se résume par l'action simple ou combinée de commandes telles que monter, descendre, avancer, reculer, droite, gauche et pivoter. Par conséquent, quelques heures de formation suffiront pour que le pilote maîtrise la mise en oeuvre du catamaran des airs, les règles aériennes élémentaires de vol et de sécurité, les logiciels de pilotage et le pilotage par souris, joystick et radiocommande. # 2 - Maintenance Tout comme son prix d'achat, la maintenance du PA-MCMM est peu onéreuse, simple et rapide. En effet, le catamaran des airs est constitué de modules formant un aéronef homogène, souple et robuste dont l'infrastructure apporte une protection totale aux matériels embarqués et sur lequel ne figure aucune pièce en mouvement (les hélices mises à part) ce qui, associée à sa capacité de réaliser des décollages et des atterrissages d'une extrême douceur, assure un cycle de vie normal aux différents éléments embarqués.En termes de réactivité, le PA-MCMM est très bien positionné puisque le temps nécessaire pour le rendre à nouveau opérationnel est extrêmement court et ne nécessite que le changement des blocs de batteries ou le remplissage du réservoir. A propos du gaz porteur, il est important de préciser que les ballons ont très peu de pertes d'hélium. Il s'avère tout de même nécessaire, par sécurité, de vérifier périodiquement la pression d'hélium dans le cadre d'une utilisation intensive du PA-MCMM (vols 24h/24h) ou avant chaque décollage pour des missions plus sporadiques. # 3 - La législation civile aérienne La législation civile aérienne est gérée en France par la Direction Générale de l'Aviation Civile (DGAC) et les règles liées à tout objet volant sont assez restrictives et draconiennes. Néanmoins, le PAMCMM appartient à la catégorie des plus légers que l'air et sa masse, qui dépend principalement des éléments embarqués, permet de l'intégrer dans les catégories II et III des aéronefs sans pilote. Ces catégories correspondent aux règles de navigation les moins contraignantes et permettent de rendre le dirigeable accessible à tous. Voici la déclinaison des différentes règles régies par la DGAC pour ces catégories : · Cat. II - Aéronef de moins de 25 kg : Simple déclaration auprès de la DGAC. Pilotage à vue. · Cat. III -Aéronef de 25 Kg et + : Autorisation de vol délivrée par la DGAC. Pilotage à vue. · Aéronef captif : Aucune formalité. La hauteur de vol maximale autorisée est de 150 mètres pour chacune d'entre elles. GATES Technology prend en charge toutes les modalités inhérentes à la déclaration d'un PAMCMM auprès de la DGAC. Voici une liste non exhaustive des missions réalisables par ce concept : · Tournage de films, retransmission d'événements télévisuels (sportif, événementiel, animalier,). · Mission liée à la promotion d'un site touristique, d'une marque, · Mission d'intervention en cas d'accident nucléaire (cartographie des radiations, relayage des communications pour les robots d'interventions au sol, ). · Mission de nez volant pour l'analyse et le prélèvement d'air ambiant en cas de pollution atmosphérique à différentes altitudes et positions pour la réalisation d'une cartographie dynamique (propagation) de la pollution. · Mission de relais de télécommunication (HF, GSM, autres systèmes). · Mission d'oreille volante, les déplacements silencieux alliés aux capacités de stationnaire permettent d'écouter et d'enregistrer et/ou de retransmettre les sons venant du sol (recherche de personnes disparues, ) ou des zones aériennes entourant le dirigeable. · Mission de radar volant avec des capacités de stationnaire prolongé. · Mission de brouillage localisé des communications avec des capacités de stationnaire prolongé. · Mission dédiée à l'acquisition d'informations météorologiques à différentes altitudes. · Mission de détection de départ d'incendie en embarquant des capteurs de détection thermique (caméra IR, capteur de température, ') et de système de contrôle lorsqu'une vaste zone a été touchée afin de cerner les régions à risques et par conséquent, être capable d'anticiper les déplacements des troupes au sol. · Mission d'oeil volant avec différents systèmes de caméra pour la surveillance visuelle. · Mission de surveillance d'inondation, de surveillance post-tempête. · Mission de surveillance maritime (détection de dégazage en mer, gestion du trafic, ). · Mission de surveillance de pipelines. · Mission de surveillance de sites à haut risque industriel ou autres. · Mission de surveillance forestière et de régions agricoles. · Mission de surveillance autoroutière par l'intégration de caméras standard et/ou IR voire, de contrôler la vitesse. · Ce principe facilite l'appontage d'un dirigeable sur un bateau, les ballons protégeant le dirigeable et le bateau. · Suivi d'obstacles à partir de capteurs de distance (au dessus, au dessous, à gauche et à droite) pour la surveillance d'ouvrages d'art, de sites historiques, de barrage hydraulique, de lignes à très haute tension et la détection de mines antipersonnelles par exemple. · Positionnement précis à partir de capteurs de distance pour se repositionner au même endroit et réaliser en un point précis et connu des mesures d'informations pouvant évoluer dans le temps (Gestion du cadastre, de régions agricoles et forestières, de sites historiques, d'ouvrages d'arts, ). · Mission de transport de matériels rapide, notamment dans des zones difficiles d'accès aux hommes et aux autres types d'aéronefs (matériel d'urgence médicale, ). Le catamaran des airs T est un aéronef de 25 kg et constitue la version la plus homogène en ce sens où elle regroupe l'ensemble des principaux critères énumérés dans les chapitres précédents et l'on trouve notamment l'accessibilité à tous, aucune autorisation de vol nécessaire, un transport aisé, et une masse idéalement adaptée à la charge utile. Transport/logistique D'un point de vue transport, le catamaran des airs, ballons gonflés, sera fixé sur une remorque et tracté par un véhicule de type 4X4 afin de pouvoir l'acheminer d'un endroit à un autre sur tout type de terrain. Plié, le catamaran des airs sera stocké sur une remorque de plus petite taille.
