Ce drone miniature sait voler et… nager !

Robobee est le drone le plus petit et le plus léger du monde. Il savait parfaitement voler. Maintenant il sait aussi nager.

Avec seulement 175 mg, Robobee est le drone le plus petit et le plus léger au monde. Développé par des chercheurs de l’université de Harvard aux Etats-Unis, il est pourvu de deux ailes battantes qui lui donnent de faux airs d’abeille mécanique. Il maîtrise parfaitement le vol et ce depuis déjà quelques années. Mais aujourd’hui, il peut faire beaucoup plus. En effet, ses concepteurs viennent de présenter une vidéo dans lequel ce petit robot plonge, nage puis s’arrache littéralement de l’eau pour s’envoler et enfin atterrir tranquillement sur ses pattes.

Un véritable exploit car la machine doit gérer un changement de milieux – de l’eau vers l’air – dont les propriétés physiques sont très différentes. L’eau est par exemple 1000 fois plus dense que l’air. Passer de la nage au vol pose alors des problèmes complexes. Le premier est le battement des ailes. S’il est trop lent, le robot peut nager mais ne pourra voler. S’il est trop rapide, les ailes, très fragiles, se briseront nettes dans l’eau. A force d’expériences répétées et de modélisations, les chercheurs sont parvenus à trouver un design d’aile optimal permettant au robot de se déplacer dans les deux milieux avec deux fréquences différentes. Quand Robobee est dans l’eau ses ailes battent à 13 Hertz (Hz soit 13 battements par seconde). Une fois dans l’air, elles oscillent entre 220 et 300 Hz.

EXPLOSION. Mais ce n’est pas le seul problème à résoudre. Au moment de la sortie de l’eau, le Robobee se heurte à la résistance de la tension superficielle du liquide. A son échelle millimétrique, c’est comme s’il essayait de traverser un mur de brique. Pour forcer ce passage les scientifiques américains ont développé un système de propulsion particulièrement ingénieux. Le drone est si petit qu’il ne peut emporter du carburant avec lui. Il est par contre équipé en son centre “d’une chambre de collecte des gaz”, sorte de réservoir avec autour quatre flotteurs. Quand il est immergé, le réservoir se remplit d’eau. Mais à l’intérieur, un électrolyseur miniature décompose l’eau pour produire de l’oxyhydrogène, un excellent combustible, mélange gazeux d’oxygène et d’hydrogène. En remplissant la chambre de ce gaz, le drone remonte à la surface jusqu’à sortir ses ailes de l’eau, les quatre flotteurs assurant la stabilité du robot maintenant prêt à décoller. C’est alors qu’une petite étincelle dans la chambre vient faire exploser oxyhydrogène expulsant le drone dans les airs. Il peut ainsi reprendre son vol et se poser délicatement sur ses pattes.

Après plus de dix ans de développements, Robobee a fait la démonstration de ses nombreuses capacités. Ses concepteurs l’imaginent depuis le début comme un drone volant en essaim et capable d’intervenir dans des opérations de secours, de surveillance de l’environnement, voire de pollinisation pour pallier la disparition des abeilles. Mais il souffre encore d’un sérieux handicap : l’énergie. Pour le moment, il ne peut voler qu’avec un fil à la patte, branché sur le secteur!

 

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