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L'essor du taxi aérien

Une interview de Claude Le Tallec, Chargé de mission "Transport aérien personnel" à l'ONERA. 

Qu'est-ce qui, à l'heure actuelle, favorise l'émergence de la thématique des voitures volantes ?

Le notion de « voiture volante » tend à disparaître au profit de celle de « taxi aérien ». En effet, si nous entendons par « voiture volante » un véhicule qui peut à la fois être utilisé sur route et dans les airs, la probabilité est très faible que de tels véhicules soient utilisés opérationnellement un jour. Un aéronef doit à la fois être léger et « propre » d’un point de vue aérodynamique (le moins possible d’appendices extérieurs au fuselage) tandis qu’un véhicule terrestre doit être résistant aux petits chocs voire à des crash tests, d’où la présence de pare-chocs et de roues, pneus et amortisseurs de taille importante pour ne pas se détériorer à la moindre ornière.
Les véhicules que nous voyons apparaître aujourd’hui sont des engins volants purs, pour la plupart à capacité de décollage et atterrissage verticaux. Il existe des véhicules avec une partie « véhicule terrestre » et une partie « véhicule aérien », mais leur complexité les rend peu compétitifs.

- Quelles sont les technologies employées ?

La cellule de ces taxis aériens est en matériau composite, leur propulsion est assurée par un ensemble de moteurs électriques distribués sur la cellule actionnant des hélices et alimentés soit par des batteries, soit par des batteries et un turbo-générateur. Ils sont équipés de nombreux capteurs électromagnétiques et optiques.

- Quels sont les défis spécifiques à relever dans ce domaine ?

Du fait du grand nombre de moteurs qui équipent ces engins, ils devront être très automatisés car leur pilotage n’est pas gérable par un humain. D’un point de vue technique, ces véhicules devraient pouvoir être réalisés avec de bons niveaux de sécurité et de performance d’ici 4 ou 5 ans. En revanche, la navigation et l’intégration de ces engins dans l’espace aérien aux côtés des autres utilisateurs de cet espace ne sont pas encore matures sans pilote à bord. Il est donc vraisemblable qu’il soit nécessaire de garder un pilote à bord pendant un certain temps. Il est actuellement difficile d’estimer ce temps car une utilisation d’aéronefs automatisés, voire autonomes, ne peut se faire qu’avec un système de gestion du trafic aérien significativement différent de celui d’aujourd’hui fondé sur des échanges vocaux entre pilotes et contrôleurs.

- Ces nouveaux modes de transport prennent-ils en compte les enjeux écologiques, de quelle manière ?

Oui, comme indiqué plus haut, les propulseurs de ces aéronefs peuvent être alimentés par des batteries, sans émettre de polluants en vol. En outre, la distribution de la propulsion sur de nombreux moteurs permet de diminuer le niveau de bruit de cette propulsion. 

- Combien de temps entre l'idée d'un projet, le prototype et sa commercialisation ?

La réponse à cette question n’est pas facile. L’idée du taxi aérien n’est pas nouvelle, mais la technologie pour les réaliser n’existait pas jusqu'à ces toutes dernières années. Nous avons actuellement les technologies nécessaires pour réaliser le véhicule avec un pilote à bord. Il en manque encore quelques-unes pour le faire voler sans pilote (dans le véhicule et au sol). Quant à sa commercialisation, tout est affaire de viabilité économique. Le coût des voyages pendant la phase « pilote à bord » sera encore élevé mais pourrait être acceptable pour certaines applications comme l’évacuation sanitaire. Le marché pourrait se développer lorsque ces véhicules pourront évoluer automatiquement, mais ce n’est pas pour demain !

   - Quelle est l'implication de  l'ONERA dans ce domaine ?

Un taxi volant évoluant dans l'espace aérien : voilà un thème qui fait appel à un grand nombre de nos compétences, tant pour la définition du véhicule que pour son opération !  L’ONERA travaille depuis de nombreuses années sur les véhicules automatisés tels que les drones (véhicules volant sans personne à bord) ou de transport de passagers (projet Européen PPlane entre 2009 et 2012 et projet SAFRAN / ONERA de taxi aérien depuis 2017). L’ONERA travaille également sur les systèmes sol et bord (capteurs et systèmes de capteurs + interface homme-machine par exemple) pour faire évoluer ces taxis en toute sécurité, sur des outils de simulation pour évaluer les risques que leurs trajectoires induisent là où ils volent ou encore sur des modélisations permettant d’analyser le niveau de sécurité de leur utilisation.
Publié le 29/05/2018

Pour en savoir plus

  • sur l'ONERA, le centre de recherche aérospatial français : www.onera.fr

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Joseph Fourier
250e anniversaire de la naissance du grand mathématicien français

Joseph Fourier, l'un des plus grands mathématiciens français, est né il y a 250 ans, en 1768, à Auxerre. C'est l'occasion de revenir sur les découvertes de ce génie des mathématiques et de la physique, qui sont aujourd'hui au cœur des technologies utilisées au quotidien. Ce mathématicien très précoce, professeur dès l'âge de seize ans, et plus tard enseignant à l'école Polytechnique, publie donc très tôt de nombreux travaux de recherche. Il a inspiré de nombreux chercheurs et scientifiques, de son époque jusqu'à aujourd'hui. C'est par exemple lui qui encourage Champollion dans ses travaux de déchiffrement des hiéroglyphes égyptiens.

De la chaleur aux séries de Fourier

Fourier s'intéresse très tôt au phénomène physique de propagation de la chaleur, notamment dans son traité « Théorie analytique de la chaleur ». C'est ce qui le pousse à développer des outils mathématiques tels les séries qui portent son nom. Il s'agit de sommes infinies de termes comportant des cosinus et sinus.
Fourier est l'auteur de recherches et de théorèmes sur la convergence de ces séries (c'est-à-dire le cas où ces sommes forment une fonction de x). Ces séries convergent vers des fonctions périodiques, et une technique très utilisée en ingénierie consiste à trouver les coefficients de la série de Fourier de telles fonctions. Fourier est aussi l'auteur d'un outil d'analyse, très utilisé également dans différents domaines de l'ingénierie, qui consiste à associer à une fonction périodique une autre fonction, appelée « transformée de Fourier ».

De nombreuses applications

Les applications des outils développés par Joseph Fourier sont nombreuses, et au cœur des technologies de communication modernes. Par exemple, dans le domaine du traitement du signal, notamment des signaux sonores, comme la voix, pour l'analyser (reconnaissance de la parole par une machine etc.). Mais aussi dans le traitement d'images. L'une des techniques les plus utilisées de cette discipline consiste en effet à appliquer une transformée de Fourier à chaque pixel de l'image (qui peut être approchée par une fonction périodique de la valeur d'intensité des pixels). Cela permet notamment de détecter efficacement les bordures, et donc les différents objets présents sur une image. C'est un outil très précieux pour le traitement d'images destinées à l'intelligence artificielle (véhicules autonomes par exemple), ou encore à l'imagerie numérique (I.R.M, etc.).
Les travaux de Fourier ont de plus inspiré la création de l'algorithme de « transformée de Fourier discrète », au XXe siècle. Cet algorithme est l'un des plus utilisés en compression de données, et particulièrement d'images.
Joseph Fourier est le précurseur de nombreux domaines des sciences développés bien après lui. Il s'intéressait particulièrement aux phénomènes physique liés à la chaleur, en particulier dans l'équilibre général de la Terre. Dès le début du XIXe siècle, il fut même l'un des premiers à pressentir le rôle des gaz dans ce qu'on appelle aujourd'hui l'effet de serre.

Pour en savoir plus :

 

 

Jérôme Robert
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