Ménager une place pour les petits aéronefs dans un ciel saturé
Publié par Redbran le 02/09/2018 à 12:00
Source: © Union européenne, [2018] / CORDIS

©NAVISAS
L'espace aérien est de plus en plus utilisé par tous les types de véhicules, des avions de ligne commerciaux aux drones. Une initiative de l'UE s'est intéressée à la façon dont les petits aéronefs qui n'ont généralement pas accès aux systèmes de navigation conventionnels pourraient trouver des solutions de positionnement (On peut définir le positionnement comme un choix stratégique qui cherche à donner à une offre (produit, marque ou enseigne) une position crédible, différente...), de navigation et de synchronisation (APNT) alternatifs.

L'espace aérien (L'espace aérien est organisé pour fournir une sécurité optimale à tous les aéronefs qui y évoluent.) est une ressource limitée. Les systèmes de navigation par satellite (Satellite peut faire référence à :) sont essentiels à la gestion du ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.) pour les véhicules aériens, tels que les jets commerciaux ou militaires, les petits avions, les hélicoptères, les montgolfières et les drones. En cas de panne de ces systèmes, les systèmes de navigation actuels ne pourront pas y faire face. De surcroît, les véhicules aériens sans pilote, tels que les drones et les avions très légers, n'ont généralement pas accès à l'équipement des systèmes de navigation standard en raison de contraintes de coût, de taille ou de consommation d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.). Le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration...) financé par l'UE NAVISAS s'est intéressé à la manière de fournir des solutions APNT pour appuyer les petits aéronefs. "Les solutions actuelles comprennent des infrastructures au sol qui transmettent des signaux non satellitaires dans l'espace à l'avionique", explique André Oliveira, coordinateur du projet. "Cependant, ces solutions ne peuvent pas être utilisées par les petits aéronefs sans une reconfiguration majeure de leurs systèmes avioniques."

Le projet NAVISAS a examiné la possibilité de fusionner plusieurs solutions de navigation en un seul progiciel (Un progiciel est un logiciel commercial vendu par un éditeur sous forme d'un produit complet, plus ou moins clés en main. Le terme résulte de la contraction des mots produit et logiciel (mot-valise). Plus récemment sont apparus...) facile à intégrer dans l'avion (Un avion, selon la définition officielle de l'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI), est un aéronef plus lourd que l'air, entraîné par un organe moteur (dans le cas d'un engin sans...). Il a analysé plusieurs pistes de fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour une substance constituée de molécules toutes identiques, la...) technologique entre les systèmes de positionnement par satellite (GPS et GALILEO), une horloge atomique miniature (MAG), un gyroscope (Un gyroscope (du grec « qui regarde la rotation ») est un appareil qui exploite le principe de la conservation du moment angulaire en physique (ou encore stabilité gyroscopique ou effet...) atomique miniature (MAG) et une vision pour des applications dans le domaine de la navigation des petits aéronefs.

Un nouvel instrument ultramoderne rentable

Le projet prévoit la fusion de deux systèmes de navigation différents à bord de l'aéronef (Un aéronef est un moyen de transport capable d'évoluer au sein de l'atmosphère terrestre. On distingue deux catégories d'aéronefs : l'aérostat et l'aérodyne. L'utilisation de ces...). Cet objectif pourrait être possible en fusionnant un système global de navigation par satellite (GNSS) et une unité de mesure (En physique et en métrologie, les unités sont des étalons pour la mesure de grandeurs physiques qui ont besoin de définitions précises pour être utiles.) inertielle avancée (IMU) avec des innovations spécifiques au niveau du gyroscope qui utilisent la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) des systèmes microélectromécaniques (MEMS). Cette approche fournira une solution plus conviviale, plus souple, plus fiable et plus précise dans un seul appareil. "NAVISAS ouvrira la voie à l'avènement d'un nouvel instrument rentable qui pourra être utilisé par les petits aéronefs pour assurer des niveaux de performance de navigation compatibles avec l'évolution de l'espace aérien et du trafic aérien", note M. Oliveira.

La fabrication des IMU basées sur les gyroscopes atomiques et les accéléromètres MEMS devrait devenir moins coûteuse. En d'autres termes, la solution NAVISAS a la capacité de remplacer les systèmes inertiels certifiés de haute qualité qui utilisent des gyroscopes laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique) amplifiée par émission stimulée. Le terme laser provient de l'acronyme anglo-américain...).

Les expériences menées dans le cadre du projet ont confirmé que la solution NAVISAS afficherait des performances semblables à celles des gyroscopes laser. Cette donne rend la solution plus attrayante pour les constructeurs d'avions commerciaux et ouvre le marché des systèmes inertiels haute performance aux petits avions. "Bien qu'il reste encore un long chemin à parcourir avant qu'un gyroscope atomique mature et abordable ne soit disponible, les performances envisagées sont prometteuses et pourraient concurrencer les gyroscopes à laser en anneau de pointe", ajoute M. Oliveira.

Ajout d'un élément de vision

La navigation basée sur la vision, qui ne faisait pas initialement partie du champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) d'application de NAVISAS, a été ajoutée à l'étude. Une solution basée sur des caméras électro-optiques a été testée en vol réel et a prouvé son utilité pour les petits avions, en particulier les drones, à condition que les conditions météorologiques de vol à vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) soient prises en compte. M. Oliveira explique: "Il s'agit d'une méthode de navigation alternative très bon marché par rapport à tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) autre système de ce type, capable de fournir à l'APNT des performances très acceptables pour poursuivre la mission pendant la panne du GNSS."

Dans l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout », comme...), le projet a abouti au développement de concepts opérationnels APNT pour les petits aéronefs, d'approches pour la fusion des récepteurs GNSS avec MAC et les gyroscopes atomiques, et d'une preuve du concept de navigation basée sur la vision évaluée lors du vol réel d'un drone (Un drone ("faux bourdon" en anglais) ; ou UAV (Unmanned Aerial Vehicle) est un aéronef sans pilote humain à bord. Il emporte une charge utile destinée, le plus souvent, à des missions de...). En outre, les partenaires du projet ont réalisé une étude de faisabilité du NAVISAS APNT.

Selon M. Oliveira, le consortium est à la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique...) de nouvelles possibilités qui permettront à la technologie NAVISAS d'être encore plus mature, en vue de la validation de l'opération dans les années à venir. "Si le concept NAVISAS est mis en œuvre, nous pensons qu'il améliorera également les niveaux de sécurité des vols et contribuera positivement aux performances et à l'efficacité", conclut-il.


Pour plus d'information voir: projet NAVISAS
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