Comment ce drone peut-il rester dans les airs en permanence ?

La technologie mise au point par des chercheurs chinois exploite un faisceau laser pour alimenter en énergie un drone à distance. L’énergie lumineuse est convertie en électricité pour maintenir en l’air l’aéronef aussi longtemps que nécessaire.

L’autonomie des drones, et notamment les quadrirotors, reste leur point faible. Pour augmenter la durée de vol, les scientifiques imaginent des solutions hybrides avec des moteurs alimentés par des piles à combustible, ou encore des motorisations mixtes, comme celle du quadricoptère Hybrix 2.1 avec son moteur thermique qui sert de groupe électrogène pour recharger la batterie.

L’autonomie peut dépasser les dix heures, mais il n’est toujours pas possible de maintenir en l’air un drone pendant des semaines tel que pourrait le faire un Solar Impulse sans pilote. Pour faire voler en permanence un drone, des chercheurs de l’université polytechnique du Nord-Ouest (NPU), en Chine, misent sur une liaison laser sol-air. Ils appellent ce procédé ODD, pour Optics driven drones. Le drone est équipé d’un module photovoltaïque qui vient convertir le faisceau du laser en électricité.

Ce principe n’est pas une nouveauté. La Darpa, pour le compte de l’armée américaine, planche sur ce procédé depuis plusieurs années, et la Nasa mène aussi ce type de projet depuis 2011. La Darpa a même réalisé des tests de charge à une distance de 300 mètres. Si les développements sur ces technologies sont longs, c’est que la recharge à longue distance par laser est difficile. L’air ambiant et les interférences atmosphériques influent sur la puissance du faisceau. Il ne faut pas que ce dernier se transforme en canon laser en délivrant trop de puissance. C’est justement sur ces contraintes que les scientifiques chinois ont travaillé.

Le secret défense en embuscade

Les chercheurs affirment avoir mis au point une technologie permettant d’ajuster l’intensité du laser automatiquement pour compenser les effets des perturbations atmosphériques. Les chercheurs ont aussi développé un algorithme de protection. En plus d’ajuster automatiquement la puissance du laser, il sait compenser la perte d’énergie lorsqu’un obstacle se trouve sur la trajectoire du laser. Il a fallu aussi mettre au point un système de suivi automatique du drone en temps réel pour conserver la liaison lors de ses évolutions. L’algorithme développé doit pouvoir prédire avec précision les trajectoires pour ajuster le faisceau en continu.

L’équipe de recherche a déclaré avoir effectué trois tests, dont un en intérieur, un vol de jour en extérieur et un vol de nuit. Ces essais se sont déroulés avec le succès attendu selon les chercheurs. Pour le moment, le labo n’a livré aucun détail sur la portée du système et ses performances de recharge. Il faut dire que, malgré des arguments indiquant que ces ODD seraient de vrais atouts pour des applications civiles — comme le sauvetage et l’observation —, le potentiel militaire du procédé empêche le laboratoire d’en dire trop.

En plus de se maintenir en l’air en permanence, ce type de drone à autonomie illimitée permet d’embarquer une batterie plus petite et donc d’alléger considérablement l’aéronef. La masse gagnée pourrait servir à embarquer plus de capteurs. Dans un contexte militaire, la recharge sans fil augmente la portée et l’autonomie d’un essaim de drones. Reste à savoir si une nuée de rayons laser suivant des drones ne fait pas de l’ensemble du système une proie facile.