Interview de Florentin, vice-président du Club Eseo Drone, qui a participé à la campagne 2020 de vols paraboliques du CNES.
Les futurs ingénieurs ESEO ont toujours les pieds sur terre... sauf quand c’est pour la bonne cause ! En janvier dernier, les 4 étudiants du Club EseoDrone étaient sélectionnés pour participer à la campagne de vols paraboliques du CNES. C’est au mois d’octobre que 2 membres de l’équipe Parabole ont pu voler avec leur drone à bord de l’Airbus Zéro G et touché du bout des doigts les étoiles ! Ils ont ainsi enchainé 31 paraboles au-dessus de l’Atlantique avec comme principal effet un corps qui passe de 2 fois son poids à presque rien ! L’objectif de la mission : étudier la stabilisation d’un drone en condition d’impesanteur. Le drone étant conçu pour fonctionner sur terre, il leur a fallu revoir toute la physique de leur appareil.
Je suis Florentin, étudiant en deuxième année de Bachelor Solutions Numériques Connectées à l’ESEO d’Angers, et vice-président temporaire du club ESEODRONE pour l’année 2020. Je suis membre du club ESEODRONE depuis un peu plus d’un an maintenant.
Quel a été votre rôle pour le projet du vol parabolique ? Je faisais tout d’abord partie de l’équipe hardware (matériel) du projet, puis j’ai rejoint l’équipe software (logiciel), une fois le hardware finalisé. En tant que membre hardware et software du projet, j’ai activement contribué à la conception de la structure du drone (CAO), à son assemblage, ainsi qu’à sa programmation sur microcontrôleur (STM32F4).
Pouvez-vous expliquer brièvement le projet du vol parabolique ?
Le projet consistait en l’étude de la stabilisation d’un drone en condition d’impesanteur. Le drone étant conçu pour fonctionner sur Terre (puisqu’il utilise son poids pour se déplacer), il nous a fallu revoir toute la physique d’un drone « classique ».
Comment vous est venue cette idée de projet ?
L’idée est venue du président d’ESEODRONE Arnaud HINCELIN qui nous a suggéré un projet autour du drone lors de la réception d’un mail concernant le lancement d’une nouvelle campagne de vols paraboliques par le CNES. L’équipe s’est ensuite penchée sur le sujet et nous avons co-écrit un livrable au sein de l’école.
Comment l’Eseo vous a-t-elle accompagné dans votre projet ?
L’ESEO nous a accompagné tant avec des professeurs et du personnel qualifié qu’avec des outils et machines nécessaires à la réalisation du projet. Samuel Poiraud, enseignant-chercheur à l'ESEO, nous a notamment suivis et conseillés tout au long du projet lors de nos interrogations. Également, Damien Guitton, Technicien R&D à ESEO-Tech, le centre de recherche et d'innovation de l'ESEO, nous a permis d’exploiter le matériel de l’ESEO en faisant usage de l’atelier mécatronique de l’école. Fabien Comte de Leolab nous a imprimé une bonne partie des pièces du drone en 3D. Et enfin Jérôme Roquebert nous a encouragés et s’est occupé de toute la partie administrative de manière à faire le lien entre le club ESEODRONE et l’école.
Comment avez-vous financé votre projet ?
Avec la conception des cartes électroniques, de la structure, la communication etc, le projet a coûté un peu plus de 1000 €. Il a été financé par les fonds du club ESEODRONE mais également par ses partenaires (ST, Würth Elektronik, JLCPCB) avec de la donation de biens matériels le plus souvent.
Pourquoi avoir choisi d’appeler votre drone « Faucon » ?
Le Faucon possède une capacité unique de vol majestueux, il est capable d’analyser son environnement pour guetter ses proies à plusieurs centaines de mètres au-dessus du sol, avant de plonger vers ces dernières à des vitesses vertigineuses. Parmi la trentaine d’espèces recensées, le faucon Crécerelle est l’un des seuls animaux au monde à pouvoir effectuer un vol quasiment stationnaire. L’analogie avec notre projet était ainsi toute trouvée. Parabole incarne cette philosophie ; de l’ascension à plus de 6000m d’altitude à la descente vertigineuse pour contrer la force de pesanteur, Faucon est capable de garder son cap, son autonomie, sa stabilisation. Faucon n’est pas seulement un oiseau, c’est notre projet unique et ambitieux de drone en apesanteur. (Extrait du livrable du projet).
Quelles difficultés avez-vous rencontrées (création, technique, réalisation, mise en place…) durant votre projet ?
Plusieurs difficultés ont été rencontrées, notamment au niveau hardware : Nous devions utiliser la découpe laser pour usiner les différentes faces du drone, malheureusement, il s’est avéré que le matériau que nous nous étions déjà procuré n’était pas compatible avec la découpe laser de l’école (ce dernier fondait...). Il a donc fallu trouver une autre solution en imprimant nous mêmes les pièces en 3D. Néanmoins, il fallait une imprimante capable d’imprimer des pièces conséquentes, c’est pourquoi nous nous sommes tournés vers Fabien Comte de Leolab. Nous avons également rencontré des soucis techniques au niveau du fonctionnement des moteurs via les ESCs (ce sont les composants qui contrôlent la vitesse des moteurs). Nous avons dû opter pour différents modèles.
Avec le départ en stage de la majorité de l'école et le Covid-19, nous avons craint de ne pas pouvoir terminer le projet. Aucun accès à l’école n’était possible pour assembler le drone pendant et après le confinement. Dès que nous l'avons pu, nous avons multiplié les allers-retours à l’école pour les tests de découpe laser par exemple… Avec l'équipe projet, nous nous sommes également réunis 2 week-ends sur Angers pour avancer, et dès la rentrée, nos soirées étaient dévouées au club ESEODRONE. Le projet a tout de même été proprement finalisé malgré des fonctionnalités embarquées sur le drone qui se sont vu restreintes par rapport à celles envisagées au départ.
Comment vous êtes-vous préparés au vol de votre drone ?
Nous n’avions aucun moyen de tester notre drone dans les mêmes conditions qu’à bord de l’Airbus A310-ZERO-G. Ainsi, nous avions prévu plusieurs configurations du drone que nous avons pu tester et ajuster lors du vol.
Comment s’est déroulée la semaine de préparation ? Quelles étaient vos appréhensions ?
La semaine de préparation s’est bien déroulée, il ne nous restait plus que des ajustements à faire au niveau du programme embarqué sur le drone (différentes configurations à implémenter etc.). Le drone a passé tous les tests de sécurité et était prêt, en configuration de vol à la fin de la semaine. Il faut dire que nous avions été suivis depuis le début par notre coordinateur technique qui n’a cessé de nous conseiller et de nous guider tout au long du projet.
Comment s’est déroulée la séance d’expérimentations ? Le drone s’est-il comporté comme prévu ?
Le drone a pu se stabiliser sur ses axes de rotation lors de quelques paraboles, néanmoins, la stabilisation a été plus compliquée sur les axes de translation où ce dernier devait effectuer des mouvements de rotation pour effectuer des déplacements. Par ailleurs, aucun problème technique n’est survenu pendant le vol, nous avons été capables de construire un drone complètement fonctionnel et avons pu tester toutes les configurations prévues. Également, toutes les données des capteurs en temps réel ont été récupérées et pourront être analysées et associées avec les accélérations de pesanteur de l’avion pour comprendre davantage les difficultés confrontées à la stabilisation d’un drone en impesanteur.
Quel est votre meilleur souvenir du test de votre drone dans l’A310 ZERO-G ? Qu’avez-vous ressenti lors de cette expérience dans l’avion ?
Le meilleur souvenir reste la sensation que vous procurent la 2 et 0G, couplé avec le fait de voir votre drone en action. Cela procure une sensation unique qui vous fait sourire à chaque parabole. D’un autre côté, la 2G vous rappelle que vous demeurez impuissant face à l’univers qui vous entoure.
A la lumière de cette expérience, quelles modifications/améliorations voudriez-vous/pourriez-vous apporter à votre projet ?
Il faudrait utiliser des capteurs plus complets et performants (une centrale inertielle par exemple) et disposer les moteurs différemment sur le drone de façon à pouvoir réaliser des mouvements de translation moins contraignants (pas de rotation nécessaire).
Qu’est-ce que le projet vous a apporté (compétences techniques et humaines, etc.) ?
Ce projet est énormément enrichissant. Il vous éveille et vous apporte un panel de compétences très large : de petites compétences qui n’ont à première vue l’air de rien mais qui ne sont pas si faciles à acquérir, à de plus grosses comme la gestion de projet qui nécessite du recul et de l’expérience, en passant par le travail en équipe. Également une culture scientifique, le développement d’un réseau, la capacité à communiquer, à s’organiser, et le fait que notre monde est rempli de choses passionnantes que nous ne devons pas ignorer mais plutôt découvrir ! Ce projet a également renforcé mon envie de devenir ingénieur et de me surpasser pour innover dans le monde qui nous entoure.
Quelle a été la durée totale du projet ? (De l’émergence de l’idée au vol)
Le projet a débuté aux alentours de Novembre pour se terminer en Octobre de l'année suivante. Il s’est donc déroulé sur une période de 11 mois en parallèle des cours.
Avez-vous des idées de projets futurs ?
Nous avons de nouveaux projets internes au club de drones de l’ESEO, néanmoins, ils sont moins conséquents que le projet Parabole qui demande énormément de travail et d’investissement. Nous y avons participé au détriment des autres projets du club, ce qui a pu en gêner certains. Néanmoins, cela reste une expérience incroyable et nous ne regrettons absolument pas d’y avoir participé, cela apporte beaucoup, si vous avez la possibilité d’y participer, foncez !
Pour finir je souhaite remercier toute personne ayant apporté sa pierre à l’édifice du projet Faucon. Chaque aide a été d’une grande utilité et à chaque membre du projet, je me dois d’exprimer ma reconnaissance pour le temps passé, le travail accompli et l’envie de réussir qui nous a permis de réaliser cette fabuleuse expérience. Merci également au CNES, à Novespace et à nos coordinateurs technique et administratif Thomas Vilatte et Vincent Meens sans qui rien de tout cela n’aurait été possible.