Premiers vols de drones en Antarctique

Des scientifiques du British Antarctic Survey (BAS), en collaboration avec leurs collègues allemands de l’Université technique de Braunschweig (TUB) ont réalisé la première série de vols de drones (des avions sans pilotes ou UAVs pour Unmanned Aerial Vehicles) en Antarctique.


Le British Antarctic Survey (BAS)

Le BAS, basé à Cambridge, est le principal laboratoire britannique de recherche sur et en Antarctique. Son budget annuel s’élève à environ 40 millions de livres (environ 51 millions d’euros) et il dispose de cinq stations de recherche en Antarctique, de deux navires de recherche et de cinq avions. Ses scientifiques mènent un programme de recherche interdisciplinaire ayant trait aux questions environnementales globales. Le BAS travaille sur des projets de recherche conjoints avec plus de 40 universités britanniques et entretient plus de 120 collaborations nationales et internationales. Il dépend du conseil de recherche Natural Environment Research Council (NERC, le conseil de recherche pour l’environnement).

Ces drones ont été utilisés pour récolter des données scientifiques dans ce qui constitue un des environnements les plus inhospitaliers du globe. Le projet est le fruit d’une collaboration entre le BAS, la TUB et Mavionics GmbH, une spin-off de l’Institut des Systèmes Aérospatiaux de la TUB créée en 2004. Les drones ont une envergure de 2 mètres et pèsent 6 kg. Ils fonctionnent à l’électricité grâce à des batteries Li-ion polymères (Li-Po). La propulsion électrique non polluante permet aux avions d’être adaptés à la fois aux études de physique atmosphérique et de chimie. Leur autonomie est de 45 minutes durant lesquelles ils peuvent couvrir une distance de 45 km, en prenant 100 mesures à la seconde.

Avant le lancement, les drones sont programmés en utilisant des points de cheminement GPS mais leur décollage est assuré manuellement par catapultage grâce à un câble élastique (qui doit être conservé dans une couverture sur mesure afin de ne pas se raidir à - 10 °C…). Ils sont ensuite radio-controlés jusqu’à atteindre leur altitude cible de 50 mètres ; c’est ensuite le système de contrôle autonome qui prend les commandes. Les drones peuvent ajuster leur trajectoire de façon autonome, s’ils en sont déviés par des vents forts.

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Réglages sur un drone en Antarctique
Source/Copyright : BAS

Une fois la mission terminée, l’atterrissage est radio-controlé. Un véhicule à chenillettes Tucker Snocat du BAS a été spécialement aménagé pour servir de centre de contrôle.

Durant cette première campagne, les drones ont été utilisés pour mesurer les températures de l’air à très faible altitude au dessus de la Mer de Weddell (gelée durant l’hiver austral mais pas durant l’été) afin de mieux comprendre la physique de la formation de la glace de mer. Durant l’hiver austral, la Mer de Weddell gelée réfléchit la chaleur et aide à refroidir la planète. Mais la glace de mer est un mécanisme réactif du système climatique terrestre peu connu, dont les scientifiques cherchent en particulier à comprendre la sensibilité au changement climatique. Les scientifiques se sont donc efforcés de mesurer les échanges de chaleur entre la basse atmosphère et la glace de mer.

Chaque drone est équipé d’une sonde de turbulence miniaturisée, qui mesure la structure détaillée du vent et de la température le long de la trajectoire. Des capteurs de mouvement incorporés dans la sonde permettent de corriger ces mesures pour prendre en compte les mouvements du drone. La combinaison de ces mesures donne la chaleur s’écoulant de la glace vers l’air. Un capteur infrarouge tourné vers le sol mesure la chaleur rayonnée dans l’espace. Les scientifiques mesurent ainsi le taux de refroidissement de l’océan ou de la glace de mer.

Fin 2006, les quatre drones ont été acheminés à bord du navire RRS Ernest Shackleton vers la station de recherche Halley du BAS, située sur la plateforme de glace de Brunt. Les scientifiques britanniques et allemands ont ensuite consacré 10 mois à tester les drones et à perfectionner les atterrissages et les décollages. Le premier vol ayant permis l’acquisition de données a eu lieu le 30 octobre 2007 et 20 vols ont été complétés entre octobre et décembre 2007, dont quatre au dessus de la Mer de Weddell.

Les chercheurs souhaitent maintenant utiliser les drones au cours des périodes cruciales pour la glace de mer : lorsque la glace commence à se former en février ; au cœur de l’hiver austral ; lorsqu’elle commence à fondre au début du mois de décembre ; au milieu de l’été austral lorsque la température est la plus élevée. Il se pourrait que ces engins robotisés constituent le seul moyen de survoler l’Antarctique en hiver, lorsque les bases du continent ne peuvent être approchées ni par avion ni par bateau.


Sources :


Rédactrice : Dr Anne Prost

publié le 10/07/2008

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