DroneProtect - Drone hautement résilient et sécuritaire opéré à distance comme outil de prévention destiné aux forces de police

Le marché mondial des technologies liées aux drones a dépassé les 100 milliards de dollars en 2020 avec un taux de croissance annuel de 20,5 %. On retrouve ces engins dans des applications comme la télésurveillance, l’inspection de structures du génie civil et le transport de marchandises. La Suisse possède un riche écosystème d’entreprises actives dans ce domaine. Les dégâts matériels occasionnés par la perte de contrôle du drone forment une des problématiques majeures à laquelle sont confrontés les acteurs industriels. En cas de chute, non seulement ces engins peuvent subir des dégâts considérables, mais ils peuvent aussi en engendrer. Dès lors, les drones sont soumis à une réglementation limitant fortement leur potentiel d’utilisation.

Ce projet de recherche répond à cette problématique en proposant des solutions totalement novatrices : la conception d’un châssis intégrant une cage de protection et un mécanisme d’amortissement capable d’absorber l’énergie des chocs, et ce, même après une chute de plusieurs dizaines de mètres. Ce type de protection existe déjà sur certains drones destinés à l’inspection. Cependant, le rôle de ces cages se limite essentiellement à maintenir une distance de sécurité entre les hélices et les structures environnantes à inspecter. Le manque de solidité des enveloppes de protection est principalement lié au compromis entre poids de la cage de protection et autonomie de vol.

Dans le cadre de ce projet, le problème a été abordé par l’utilisation de structures autocontraintes formées par l’assemblage de poutres travaillant en compression et de câbles travaillant en traction, ce qui a permis un changement de paradigme complètement novateur. Ainsi, ce type de structures a permis de créer des cages à la fois légères et résilientes capables de se déformer de façon élastique pour encaisser les chocs résultants d’une chute non contrôlée.

La création d’une cage de protection pour drone pose beaucoup de défis pluridisciplinaires liés à :

• La disposition topologique de ses constituants,

• la géométrie externe de l’enveloppe, 

• le choix des matériaux, 

• la garde des hélices, 

• la fixation des moteurs, de la batterie, de l’unité de contrôle, des caméras, etc.

Une équipe formée d’ingénieurs en microtechnique spécialisée en conception mécanique (HEPIA, groupe du Prof. Lauria) et en informatique spécialisée en modélisation géométrique 3D (HE-Arc Ingénierie, groupe du Prof. Gobron), a mis au point un pipeline de procédés pour la conception et la fabrication de ce nouveau type de structures. La valorisation se fera par des utilisateurs partenaires qui travaillent déjà avec des drones. Plusieurs cas d’usage ont été identifiés et pourront bénéficier de ces découvertes, à savoir la surveillance et recherche de personnes disparues par drone par la Brigade de Sureté du Domaine Aérien de la Police Cantonale de Genève ou encore l’automatisation des inventaires en entrepôts par drones avec des partenaires industriels actifs dans ces domaines.