Des chercheurs ont développé un nouveau concept remarquable pour s’attaquer au plus gros problème des petits drones : leur autonomie limitée. Plutôt que de faire atterrir un drone pour changer de batterie, un second drone peut s’arrimer en vol et fournir temporairement de l’énergie. Le système fonctionne comme une sorte de « batterie volante » et peut prolonger considérablement l’autonomie d’un drone multirotor.
L’idée semble simple, mais sa réalisation technique est assez complexe. Les premiers résultats d’essais montrent pourtant que le concept peut être étonnamment efficace.
Deux drones qui s’arriment en vol
Le système se compose de deux drones différents. Le drone principal accomplit la mission et dispose d’une plateforme d’arrimage sur le dessus. Le second drone sert de batterie volante.
Ce drone plus petit vole jusqu’au drone principal et s’y fixe mécaniquement grâce à des pieds d’atterrissage spéciaux. Une fois la connexion établie, des contacts électriques permettent de transférer le courant.
Un système de commutation spécialement conçu détermine automatiquement quand l’énergie de la batterie supplémentaire est utilisée. Une fois l’énergie transférée, le drone-batterie peut se détacher et repartir.
Une autonomie bien plus longue
Lors des expériences, le système a été testé plusieurs fois avec des arrimages et désarrimages répétés en vol. À chaque fois, une nouvelle batterie était connectée au drone.
Les résultats sont frappants. Selon les chercheurs, l’autonomie du drone a pu être multipliée par 4,7 par rapport à un vol avec une seule batterie.
Même comparé à l’autonomie maximale théorique de la plateforme, le gain reste considérable. Lors des essais, environ 2,2 fois la limite théorique habituelle de l’appareil a été atteinte.
Fait notable, cela a été obtenu sans que le drone principal doive devenir beaucoup plus grand ou plus lourd.
Important pour les applications militaires et civiles
Même si la recherche est surtout technique, le concept pourrait avoir de grandes conséquences pour l’utilisation des drones.
L’une des plus grandes limites des petits drones est en effet l’autonomie de leur batterie. De nombreux quadricoptères commerciaux et militaires ne peuvent souvent voler que 20 à 40 minutes avant de devoir atterrir.
Pour des missions de reconnaissance, de surveillance ou de recherche et sauvetage, cela peut être un gros problème. Avec un système où les drones se fournissent mutuellement de l’énergie en vol, un drone pourrait en théorie rester en l’air pendant des heures.
Dans des applications militaires, cela pourrait par exemple servir à une observation prolongée au-dessus d’une zone.
Une sorte de ravitaillement en vol
Le principe ressemble un peu au ravitaillement en vol des avions. Sauf qu’il ne s’agit pas ici de carburant, mais d’énergie électrique fournie par une batterie connectée.
La grande différence est que les deux systèmes doivent pouvoir fonctionner de manière entièrement autonome. Les drones doivent donc se trouver, se stabiliser et s’arrimer seuls en vol.
Cela exige un positionnement et un contrôle de vol très précis.
Encore en phase expérimentale
Le système est encore en phase expérimentale et reste pour l’instant surtout un projet de recherche. Il montre pourtant à quelle vitesse la technologie des drones évolue.
De nouvelles idées comme l’arrimage autonome, l’alimentation énergétique modulaire et la coopération en essaim entre drones pourraient fortement changer la façon dont les drones seront employés à l’avenir.
Si de tels systèmes sont développés davantage, le concept de « batterie volante » pourrait jouer un rôle important dans les opérations de drones de longue durée. L’une des plus grandes limites des petits drones – leur réserve d’énergie limitée – pourrait alors être en grande partie résolue.
