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Un drone à deux hélices pour deux fois plus de temps de vol

Samir Bouabdallah et le drone qu'il développe avec sa start-up© 2019 Alain Herzog

Samir Bouabdallah et le drone qu'il développe avec sa start-up© 2019 Alain Herzog

Deux hélices seulement et un système de stabilisation perfectionné permettent au drone de Flybotix, une start-up de l’EPFL, de doubler son temps de vol. Destiné à des missions de surveillance, il est suffisamment compact pour s’insérer dans d’étroits conduits industriels.


Le principal point faible des drones de petite taille reste toujours le temps de vol limité par l’efficacité des hélices et le poids de la batterie. Un inconvénient qui impose l’interruption des missions à intervalles réguliers pour la changer ou la recharger. Parmi les nombreuses solutions à l’étude, la panacée n’a pas encore été mise au jour. Avec sa start-up, Samir Bouabdallah a pris le parti d’un système de propulsion qui s’apparente à celui de l’hélicoptère : deux hélices et un système de stabilisation numérique. Une innovation qui permet à son appareil d’allier « l’efficacité aérodynamique de l’hélicoptère avec la simplicité mécanique d’un quadrotor. » Deux séjours en Chine au mois de juin ont convaincu le CEO d’investiguer davantage ce marché.

Deux moteurs et des algorithmes pour la stabilisation

Il y a un paradoxe entre la taille des drones et leur temps de vol. « Les appareils à quatre rotors sont extrêmement simples mécaniquement, souligne Samir Bouabdallah, le CEO. Ceci leur confère fiabilité et facilité d’utilisation. » Cependant, plus les appareils sont petits, plus leurs hélices perdent en efficacité. Associé à la taille limitée de la batterie, ce phénomène réduit la durée d’utilisation.

Une manière de parvenir à allonger le temps de vol est donc de repenser entièrement le système de propulsion. Le calcul semble simple : en diminuant par deux le nombre d’hélices, on peut augmenter la taille de ces dernières et l’efficacité de l’engin. L’énergie nécessaire est ainsi drastiquement réduite et le temps de vol est prolongé. Mais propulser un drone avec deux hélices au lieu de quatre perturbe inévitablement toute la stabilité et donc la maniabilité de l’engin. Le drone développé par la start-up est doté d’une structure en anneau qui lui donne un faux air de soucoupe volante, et qui permet de placer les hélices l’une au-dessus de l’autre au centre de l’appareil. Elles tournent en sens inverse.

Les hélicoptères comportent, pour assurer leur assiette, un système complexe de transmission mécanique entre les commandes et les pales. Celui-ci est lourd, encombrant et demande beaucoup d’entretien. Pour son drone d’un nouveau genre, Samir Bouabdallah, qui a œuvré plus de vingt ans dans le domaine des drones tant à la Faculté des Sciences et Techniques de l'Ingénieur de l'EPFL qu’à l’ETHZ, a élaboré un algorithme qui compense les forces de rotation et fait le même travail que la transmission des hélicoptères. Le pilotage est ainsi aussi facile qu’avec un quadrotor, à l’aide d’une télécommande traditionnelle.

Ce système numérique permet à ce drone, cerclé d’une structure en mousse d’une trentaine de centimètres de diamètre, de rebondir contre les obstacles sans casse. Une des premières utilisations envisagées par la start-up est la surveillance de zones dangereuses ou inaccessibles. En Chine le mois dernier pour le CES Asia, puis avec le programme Venture Leaders China, l’équipe de Flybotix a pu obtenir de nombreux retours et contacts positifs. La start-up de l’EPFL espère donc se faire une place rapidement sur le marché chinois.