Au cours des dernières années, les drones ont connu un essor considérable, tant auprès des professionnels que du grand public. De la médecine à l’armée, en passant par la livraison, la surveillance et la recherche de personnes disparues, ces objets volants sont utilisés dans de nombreux domaines. L’entreprise américaine Undefined Technologies s’est lancé un défi ambitieux : révolutionner la propulsion des drones de transport. En effet, elle affirme être parvenue à développer un système de propulsion ionique extrêmement efficace, permettant la fabrication de drones silencieux et rapides. Mais qu’en est-il véritablement de cette annonce ?
L’entreprise Undefined Technologies, basée en Floride, affirme avoir réussi à augmenter les niveaux de poussée des systèmes de propulsion ionique à des « niveaux sans précédent » grâce à sa technologie « Air Tantrum », permettant le développement de drones très silencieux sans pièces mobiles dans le système de propulsion, qui ressemblent à des palettes volantes.
Tous les systèmes de propulsion d’avion fournissent une poussée en déplaçant de l’air ou un autre élément, et pour la grande majorité des drones, des moteurs électriques font tourner des hélices pour créer une poussée. La propulsion ionique, par contre, est entièrement électromagnétique.
Le processus utilise un champ électrique à haute tension pour ioniser les molécules d’azote et d’oxygène dans l’air, libérant des électrons pour créer, principalement, une grande quantité de molécules d’azote chargées positivement. Celles-ci sont attirées vers une électrode chargée négativement, généralement sous la forme d’une grille à écran plat, et à mesure qu’elles accélèrent, frappent d’autres molécules d’air et les heurtent dans la même direction pour créer un vent ionique.
Propulsion ionique des drones : une technologie déjà expérimentée
Le drone à propulsion ionique d’Undefined ne sera pas la première machine à utiliser cette technologie. Pour commencer, la NASA utilise quelque chose de similaire dans l’espace depuis les années 1960, apportant son propre propulseur au xénon car il n’y a évidemment pas d’air dans l’espace à ioniser. Plus près de la Terre, la propulsion ionique a été davantage une curiosité scientifique — mais ces dernières années, les progrès du stockage d’énergie ont encouragé les chercheurs à se pencher sur le sujet des avions à propulsion ionique. Notamment, dans le cadre d’un projet français, Orville la souris a pris son envol dans une grande structure planante très légère en 2003.
Plus récemment, une équipe du MIT a pu réaliser un vol continu via un avion à semi-conducteurs fin 2018 : un avion léger étrangement carré d’une envergure de 5 mètres. L’UC Berkeley a suivi peu de temps après avec un drone à propulsion ionique de la taille d’une pièce de monnaie — le plus petit robot volant jamais fabriqué.
Désormais, Undefined Technologies affirme que son système de propulsion ionique concerne quelque chose de considérablement plus grand : un grand drone carré mesurant environ 60 cm de haut pour environ 1.2 m de large, selon les estimations. Cela ressemble à une pile de palettes de transport. La société a déjà publié une vidéo de son prototype entreprenant un vol bref et bancal.
Une description technologique relativement vague
L’ensemble du site Web de l’entreprise et de sa présentation se concentre sur les avantages d’un drone à propulsion ionique — à savoir, un vol silencieux qui, selon l’entreprise, sera meilleur pour l’environnement sonore urbain (et la réglementation sur la pollution sonore) que le bourdonnement et le vrombissement ennuyeux des hélices de drone. Cependant, l’objectif est de 70 décibels, soit à peu près comme un aspirateur.
L’entreprise reste cependant vague sur sa technologie. Voici ce que précise le site Web : « Depuis que Thomas Townsend Brown a découvert la propulsion générée par des électrodes asymétriques en 1921, il n’y avait pas eu de percée significative permettant de hisser la propulsion ionique à des niveaux permettant de développer des engins VTOL dans des conditions atmosphériques. La technologie Air Tantrum™ utilise des principes de physique innovants qui augmentent la poussée à des niveaux sans précédent ».
Plusieurs questions encore en suspens
Cette annonce soulève toutefois quelques doutes : premièrement, ces drones devront être assez grands et légers afin de transporter les batteries, ordinateurs, caméras, instruments et fret nécessaires, ce qui signifie qu’ils seront très chargés, et même avec des matériaux solides et légers comme la fibre de carbone, ils pourraient être trop fragiles.
Deuxièmement, leur taille en fera une cible plus grande pour le vent, ce qui signifie qu’ils devront fournir davantage d’énergie pour s’autostabiliser qu’un drone plus petit avec des accessoires. Et la vidéo ne montre pas à quel point les unités de propulsion ionique sont réactives et à quelle vitesse elles pourraient générer le type de poussée instantanée requise pour la stabilité dans les vents changeants. Cela semble très bancal dans la vidéo.
Troisièmement, l’évolution technologique du projet est incertaine. L’équipe de Berkeley (responsable du drone de la taille d’une pièce de monnaie) semblait penser que la propulsion ionique avait plus de sens à mesure que l’échelle est petite, et même son drone de très petite taille était sévèrement limité par la technologie actuelle des batteries.
Il y a donc beaucoup de questions auxquelles il faut répondre avant que la technologie Air Tantrum puisse « transformer le domaine du transport tel que nous le connaissons ». Undefined devra faire la lumière autour de paramètres comme la poussée, le poids, la taille physique, la consommation d’énergie, la capacité de charge, la durabilité, la réactivité et le contrôle du lacet.
Vidéo d’essai en vol du prototype de drone d’Undefined Technologies :
L’électron est une particule élémentaire qui, avec les protons et
les neutrons, constitue les atomes. C’est donc l’un des composants
principaux de la matière baryonique. À ce titre, il revêt... [...]