Doté d’ailes morphables et d’une queue capable de pivoter, le LisRaptor vient d’être présenté à l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL). Ce drone volant est équipé d’un squelette bio-inspiré, fabriqué avec des matériaux légers et recouvert de structures en mousse imitant des plumes. Ses ailes peuvent changer de forme en longueur, tandis que sa queue, capable de pivoter sur son axe, joue un rôle central dans ses capacités de manœuvre. Cette conception permet au drone d’imiter le comportement de rapaces comme les faucons, qui ajustent leur queue pour effectuer des virages sans bouger leurs ailes.
Virer non sur l’aile, mais la queue
Les chercheurs de l'EPFL à l'origine du drone, Hoang-Vu Phan et Dario Floreano, se sont basés sur des observations vidéo de rapaces en vol pour concevoir leur prototype. En analysant les mouvements des queues de ces oiseaux, ils ont pu reproduire cette technique sur un appareil robotisé. Contrairement aux drones traditionnels, qui s’appuient sur les ailerons pour tourner, le LisRaptor utilise uniquement la torsion de sa queue pour réaliser des virages contrôlés.
Ce mécanisme repose sur un phénomène aérodynamique : une légère torsion de la queue crée un flux d’air asymétrique sur les ailes et la queue, générant une portance dissymétrique. Ce déséquilibre permet au drone de s’incliner latéralement tout en restant en vol, évitant ainsi le décrochage. Pour évaluer les performances du LisRaptor, les ingénieurs ont mené des essais en soufflerie. Ces tests ont montré que le drone pouvait effectuer des virages stables à basse vitesse ainsi que des virages serrés à haute vitesse. L’efficacité des virages était renforcée par la proximité entre la queue et les ailes.
Robotique aérienne
Les chercheurs ont constaté qu’un mouvement coordonné entre la torsion de la queue et la morphologie des ailes optimisait la stabilité et la précision des manœuvres. Le contrôle précis offert par la queue pivotante pourrait permettre de concevoir des appareils capables d’effectuer des manœuvres fluides et efficaces, même dans des environnements complexes ou confinés. Ce drone biomimétique pourrait ainsi inspirer des innovations dans la conception de robots aériens, en s’appuyant sur des stratégies issues de la nature pour améliorer leur agilité et leur contrôle.
Cerise sur le gâteau, les travaux sur le LisRaptor apportent également un éclairage sur les principes aérodynamiques qui sous-tendent le vol des rapaces.
Pour en savoir plus :
- Hoang-Vu Phan et al., A twist of the tail in turning maneuvers of bird-inspired drones, Science Robotics, 2024
- Tech XPlore