Conception d’une infrastucture de pilotage robuste de drones quadricoptères avec intégration d'avionique type G-1000 pour des missions stratégiques éloignées

Résumé

Ce mémoire fait l’étude de la conception de drones de type quadricoptère capables d’être pilotés à de très grandes distances de manière robuste et sécuritaire via des avioniques commerciales. Aujourd’hui le monde assiste à l’avènement des UAVs et leur utilisation dans les secteurs industriel et privé commencent à arriver. Le problème est que la sureté des drones n’est pas encore assez importante pour permettre leur intégration dans l’espace aérien civil et dans les zones urbaines, surtout si leur poste de pilotage est déporté. L’objectif de ce mémoire est de développer des méthodes pour faciliter cette insertion des drones dans le quotidien. Pour cela, un prototype d’UAV de nouvelle génération sera développé, il intégrera un ordinateur de bord performant capable d’interfacer des outils de communications innovants dans le domaine des drones. Afin de gérer l’aspect sécuritaire et robuste de l’aéronef, nous développerons nos propres algorithmes de navigation et de détection de collisions. Le tout sera supervisé par une architecture logicielle capable de transmettre les informations de vol au sol à des avioniques certifiées de type G1000, recréant ainsi une station de contrôle très proche de celle rencontrée dans les milieux militaires. Les différents développements matériels et logiciels mis en place ont été testés en extérieur et en cage de vol. Les résultats présentent une précision de positionnement métrique et ce, quel que soit la région du globe où évolue le drone. Bien que les possibilités offertes avec la structure actuelle se limitent au pilotage manuel, à la navigation basique et à l’évitement des autres drones, le système mis en place offre une modularité très intéressante. Les futures améliorations possibles autant au niveau des technologies de pilotage à très longue distance qu’au niveau du vol coopératif entre UAVs ne nécessiteront pas de modifications du noyau logiciel actuel, permettant ainsi une évolution constante des fonctionnalités du drone. Ces travaux ouvrent la porte à de nouvelles applications en intégrant des outils d’avioniques modernes certifiées dans l’utilisation des nouveaux drones civiles. Les concepts développés et mis en oeuvre dans ce mémoire offrent des outils pour accroître significativement la sécurité et la robustesse des futurs drones de toutes catégories et dans toutes les situations. Les prototypes d’UAVs issus de ces recherches permettront de faire avancer l’intégration des drones dans les espaces aériens civils pour autoriser leur utilisation fortement attendue dans les futures années.

Date	26 juin 2015
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	René Jr. Landry (Directeur(-trice)) & Jean-François Boland (Codirecteur(-trice))