Tendances et meilleures pratiques en matière de conception de drones

Tim Stevens | 23 juin 2023

Aux États-Unis, le marché des drones a atteint 11,1 milliards de dollars en 2022, et devrait atteindre 82,9 milliards de dollars d'ici 2032, selon Fact.MR. À l'échelle mondiale, il devrait atteindre 279 milliards de dollars cette année-là, soit un taux de croissance annuel composé de 25 pour cent.

Ce succès étonnant est dû à l’explosion de l’utilisation des drones sur plusieurs fronts. Du côté industriel, les drones sont utilisés pour surveiller tout, de la construction au bétail, les applications de recherche se multipliant à mesure que les technologies augmentent et que les coûts diminuent.

Pendant ce temps, l’utilisation des drones à des fins récréatives par les consommateurs suit une trajectoire tout aussi ascendante. Les drones de poche faciles à piloter, dotés de fonctionnalités avancées de suivi automatique et de capture vidéo 4K, sont de plus en plus de rigueur pour les voyageurs sérieux et les chiens d'aventure.

Enfin, les drones militaires continuent de gagner en sophistication et en spécialisation à mesure que les champs de bataille mondiaux exigent des solutions plus avancées. Les applications militaires représentent environ la moitié du marché américain des drones, selon Fact.MR. L'utilisation commerciale représente 34,6 pour cent, tandis que les drones grand public/civils couvrent les 15,6 pour cent restants du marché.

À mesure que ces diverses applications de drones évoluent, les modèles et les tendances en matière de conception se développent et se solidifient également. Approfondissons ce sujet.

Tout d’abord, une petite clarification des termes. Le nom « véhicule aérien sans pilote » ou UAV est le terme formel que beaucoup ont utilisé traditionnellement et continuent d'utiliser pour cette classe d'appareils. Cependant, comme indiqué en détail dans un volume de 2022 de la revue Drone Systems and Applications, ce terme présente certains problèmes.

L'inclusion d'un mot genré, « sans pilote », est un obstacle, mais des termes alternatifs comme « sans équipage » ou « inoccupé » présentent d'autres complications et implications indésirables. La revue affirme que le terme « drone » est non seulement le plus largement utilisé mais aussi le plus précis, et c'est donc le terme que nous utiliserons ici tout au long.

De plus, même si de nombreux drones terrestres et sous-marins sont utilisés aujourd'hui, la grande majorité du développement de l'industrie des drones concerne les engins aériens, ce sera donc notre objectif principal.

Au sein des drones aériens, il existe trois catégories principales.

La forme de drone la plus basique et la plus ancienne, remontant aux avions télépilotés de la Première Guerre mondiale, est le drone à voilure fixe. Ces drones utilisent une forme similaire à celle d’un avion traditionnel, leur permettant de voler à des vitesses plus élevées et sur de plus longues distances.

Cependant, les drones à voilure fixe n’ont généralement pas la capacité de planer, sont plus difficiles à piloter et nécessitent un espace important pour décoller et atterrir en toute sécurité.

Lorsque la plupart des gens pensent à un drone, ils pensent à un drone moderne à plusieurs rotors, souvent doté de quatre moteurs distincts faisant tourner quatre hélices distinctes.

Cependant, il existe également des drones monorotor, fonctionnant davantage comme un hélicoptère traditionnel. Les deux offrent un décollage et un atterrissage verticaux, ou capacité VTOL, ce qui signifie que bon nombre d'entre eux peuvent être lancés directement de la main de l'opérateur. De plus, le logiciel de contrôle de vol avancé de ces drones les rend faciles à piloter, fournissant également une plate-forme stable pour des relevés ou des balayages précis.

Mais ce type de vol nécessite plus d’énergie, ce qui impose des temps de vol plus courts et des charges utiles plus petites qu’un drone à voilure fixe.

Les drones multi-rotors peuvent prendre en charge la logistique et le transport.

Drones hybrides

Ce type de drone offre de nombreux avantages des deux types de conception de drone. Un drone hybride offre une capacité VTOL pour un lancement facile, mais peut passer du vol stationnaire comme un drone multi-rotors au vol horizontal à voilure fixe.

"Il y a toutes sortes d'entreprises concurrentes qui ont compris comment faire décoller et atterrir verticalement un drone à voilure fixe, soit en inclinant le profil des hélices vers le haut ou vers le bas pendant le décollage et l'atterrissage, puis en les inclinant vers l'avant pour le vol", a déclaré le Dr. ", nous a dit Dominique Chabot. Il est scientifique principal chez droneMetrics, une société de télédétection et d'analyse, professeur adjoint à l'Université Trent et rédacteur en chef de la revue Drone Systems and Applications.