02/12/2013

"Stratégies de Commande pour la Navigation Autonome d'un Drone Projectile Miniature"
(Thèse Adrien DROUOT)

Résumé :
De nos jours, l'utilisation des drones miniatures à voilure tournante pour des missions d'observation dans des environnements hostiles est en pleine expansion. Ces appareils, grâce à leurs capacités à combiner le vol de translation avec le vol stationnaire, sont en effet bien adaptés aux besoins de ces missions. L'étude présentée dans cette thèse concerne un nouveau concept de drone appelé GLMAV (pour Gun Launched Micro Aerial Vehicle), qui consiste à rendre très rapidement opérationnel un véhicule hybride projectile - drone. La difficulté dans le pilotage de ce type de véhicules est d'assurer de bonnes performances de suivi de trajectoires tout en garantissant une résistance aux perturbations aérodynamiques. Après une étape de modélisation, le coeur de la thèse présente plusieurs stratégies de commande, aussi bien linéaires que non linéaires, permettant la navigation autonome du drone. Plusieurs approches permettant l'estimation et la prise en compte dans la commande des efforts parasites liés aux phénomènes aérodynamiques sont également détaillées. L'efficacité de tous les algorithmes de commande est ensuite illustrée par de nombreuses simulations numériques. Du point de vue pratique, une simple loi de commande ne suffit pas. En effet, des techniques de filtrage particulières ou des aménagements spécifiques doivent être utilisés pour reconstruire l'état du drone. Les performances de l'ensemble de la boucle de commande sont d'abord testées en simulation avant l'implantation sur le prototype du GLMAV développé par l'Institut franco-allemand de recherches de Saint-Louis.
Jury :
- Rapporteurs : Nicolas MARCHAND
Rachid OUTBIB
- Autres membres : M. Rogelio LOZANO, Directeur de Recherche CNRS, HEUDIASYC, Compiègne (examinateur)
M. Sébastien CHANGEY, Docteur, ISL, Saint Louis (invité)M. Vincent GASSMANN, Docteur, ISL, Saint Louis (invité)
M. Mohamed BOUTAYEB, Professeur, CRAN, Longwy (directeur de thèse)
M. Edouard RICHARD, Maître de conférences, CRAN, Longwy (co-encadrant)