Épreuve de sciences de l'ingénieur - juin 2014 - Polynésie Française

Nacelle gyrostabilisée pour prise de vue aérienne par multicoptère 

Depuis quelques années, des appareils volants d’un genre nouveau ont fait leur apparition dans le ciel français. Munis de 4, 6 ou 8 hélices, ces multicoptères souvent appelés « drones  », et destinés à l’origine aux passionnés d’aéromodélisme, sont de plus en plus présents dans notre vie quotidienne.

La prise de vue aérienne couvre de nombreux champs d’intervention. Aujourd’hui, ce sont les drones qui sont présents sur ce marché avec des spécificités qui les orientent naturellement vers des applications dites « 3 D » :

• D comme « Dull » (tâches monotones et répétitives), comme la surveillance des milliers de kilomètres de rails ;
• D comme « Dangerous », l’utilisation dans les conflits armés ou zones risquées tels les feux de forêt ou les tremblements de terre ;
• D comme « Dirty », l’inspection et les mesures lors d’accidents chimiques ou nucléaires, comme à Fukushima.

Définition du projet

Dans le cadre de la refonte de son site internet, afin d’attirer de nouveaux habitants et acteurs économiques, un maire décide de faire réaliser un court métrage publicitaire pour promouvoir le patrimoine architectural de sa commune ainsi que son dynamisme. Il souhaite y inclure des vues aériennes. Après un appel d’offres auprès de plusieurs sociétés de réalisation, son choix se porte sur une entreprise spécialisée dans l’utilisation de multicoptères pour la prise de vue aérienne.

Problématique du sujet

Dans le cadre de la prise de vue aérienne par multicoptère, l’objectif de l’étude suivante sera d’analyser les différents critères qui permettent d’assurer le fonctionnement de la nacelle pour une qualité d’image optimale.  

Etude de la nacelle

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1.    Analyse du besoin

• analyser le besoin à l’origine du projet de la commune et  définir quelques fonctions remplies par la nacelle.

2.    Réponse au besoin

• schématiser le mécanisme afin de mettre en évidence sa structure.

3.     Analyse du comportement de la nacelle gyrostabilisée dans le cadre de la compensation du roulis lors d’un déplacement latéral

• vérifier les performances de la nacelle à partir d’un modèle comportemental et les comparer à celles données par le constructeur.

4.    Analyse du comportement de la nacelle gyrostabilisée lors d’un mouvement de tangage du plateau supportant l’appareil de prise de vue

• vérifier le dimensionnement du servomoteur et optimiser le matériau constitutif du plateau.

5.    Analyse du déclenchement à distance de l’appareil de prise de vue

• préciser la solution retenue pour déclencher une prise de vue à distance.

6.    Conclusion sur la problématique du sujet

• proposer une synthèse de l’étude réalisée