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Un capteur de pression d’air intelligent pour rendre les drones plus sûrs


[EN VIDÉO] Un kérosène neutre en carbone pour nos avions
  Des chercheurs ont mis au point un réacteur qui permet de produire un carburant liquide, comme le kérosène qui alimente nos avions, à partir seulement d’eau, de dioxyde de carbone (CO2) et d’énergie solaire. De la chaleur qui nous arrive du soleil, plus exactement. Grâce à un concentrateur qui fait monter la température à 1.500 °C et déclenche, dans le réacteur, les réactions chimiques utiles. (en anglais) © École polytechnique fédérale de Zurich 

Dans le cockpit des avions, l’un des instruments essentiels est l’anémomètre autrement appelé badin. Il affiche le relevé de la pression de l’air contre l’aile via un tube appelé Pitot dirigé face au flux d’air et la pression statique grâce à deux orifices sur les flancs de la carlingue. C’est efficace et résilient pour indiquer la vitesse de l’aéronef par rapport au vent, mais l’instrument est coûteux, volumineux et vient entraver l’aérodynamisme. Lorsqu’il s’agit de drone de petite taille, la mesure de la pression de l’air sur l’aéronef est donc rudimentaire, voire inexistante.

C’est pourquoi, pour renforcer la sécurité des vols, surtout sur les phases de décollage et atterrissage, des scientifiques de l’université de l’État d’Ohio aux États-Unis, ont mis au point un capteur de pression révolutionnaire. Il peut à la fois indiquer en temps réel la pression de l’air et la direction du vent ; il permet par le jeux d’algorithmes d’estimer plus précisément la consommation d’énergie de l’aéronef. L’instrument de mesure a été conçu à partir de matériaux dits « intelligents ». La matière détecte les variations de pression et réagit pour délivrer des informations de vol.

Un capteur en matériau « intelligent »

L’équipe de recherche a utilisé un polymère électrique appelé fluorure de polyvinylidène (PVDF). C’est ce que l’on trouve dans les enveloppes des batteries lithium-ion. Le matériau a l’avantage de pouvoir produire de l’énergie lorsqu’une pression lui est appliquée. C’est justement cette pression qui permet à la fois d’alimenter le capteur et également de mesurer la vitesse de la masse d’air contre le fuselage.

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Le capteur PVDF est directement intégré dans le profil de l’aile, ce qui réduit la traînée aérodynamique. Pour déterminer la direction du vent, le capteur est associé à une petit boussole magnétomètre numérique. Elle mesure l’orientation du profil aérodynamique par rapport au champ magnétique terrestre. Ce type de capteur pourrait être implanté aussi bien dans les drones, les ballons ou les avions, mais aussi sur les éoliennes, et même leurs pales, pour améliorer leur efficacité.