Sécurité aérienne : banc d'essai pour les tests de collision de drones

Les drones perturbent de plus en plus le trafic aérien, la police fédérale met même en garde contre un risque massif lié aux véhicules aériens sans pilote. En 2018, 158 incidents ont été signalés dans les aéroports allemands. Début mai de cette année, le trafic aérien à l'aéroport de Francfort a dû être complètement interrompu pendant une courte période suite à l'observation d'un drone. Les drones ne mettent pas seulement en danger les avions de ligne qui atterrissent, les hélicoptères volant à basse altitude sont également menacés. Les pilotes redoutent particulièrement l'impact sur les vitres du cockpit, les bords d'attaque des ailes et le moteur. De l'avis des experts, une collision avec des drones endommage plus massivement les composants aéronautiques qu'une collision avec un oiseau. Cependant, alors que la tolérance d'un aéronef aux impacts d'oiseaux doit être prouvée par des procédures de test standardisées pour l'homologation, il n'existe pas de prescriptions correspondantes pour la sécurité en cas de collision avec des drones. Une équipe de chercheurs de l'Institut Fraunhofer Ernst-Mach (EMI) à Fribourg estime qu'il y a là un grand besoin d'agir. "D'un point de vue purement mécanique, les drones ne se comportent pas comme des oiseaux et pèsent en outre nettement plus lourd. Il n'est donc pas certain que la sécurité d'un avion protégé contre les collisions d'oiseaux soit garantie en cas de collision avec un drone", explique Sebastian Schopferer, chercheur à l'EMI.

Risque potentiel élevé

Les premiers tests de collision avec des batteries et des moteurs de drones ont confirmé le danger potentiel. "Nous avons porté ces deux composants d'un quadricoptère du commerce à différentes vitesses - entre 115 et 255 mètres par seconde - à l'aide d'un accélérateur à air comprimé et les avons fait rebondir sur des plaques d'aluminium plates, serrées dans un banc d'essai, d'une épaisseur allant jusqu'à huit millimètres. Les plaques ont été considérablement déformées et bosselées, les composants du drone ont été complètement détruits", explique Schopferer en commentant les résultats de l'essai, enregistrés par une caméra vidéo à haute vitesse. En raison de leur poids, les batteries et les moteurs peuvent causer des dommages particulièrement importants.

L'objectif premier des séries d'essais avec les composants mentionnés est de déterminer la transmission de l'impulsion lors de l'impact et d'examiner l'aspect des dommages sur les matériaux de l'avion, tels que les alliages d'aluminium et les matériaux composites à fibres. En plus de ces études dynamiques, des essais de compression quasi-statique sont réalisés afin de pouvoir déterminer des paramètres tels que la rigidité et la résistance des composants. Ceux-ci jouent un rôle élémentaire dans la dérivation de modèles de simulation numériquement efficaces et prévisibles, que l'industrie aéronautique peut utiliser pour obtenir de nouvelles connaissances importantes sur le comportement des drones en cas d'impact. Il est ainsi possible d'obtenir des informations sur la résistance aux chocs des drones des nouveaux composants d'avion dès la phase de conception.

Tests d'accélération avec des drones complets

Dans la prochaine étape, les chercheurs de l'Institut Fraunhofer pour la dynamique à court terme, EMI, prévoient de construire un banc d'essai d'un nouveau genre (voir photo ci-dessous). Ce banc d'essai permet d'accélérer des drones complets pesant jusqu'à trois kilogrammes à des vitesses pouvant atteindre 150 mètres par seconde. "Nous étudions ainsi le comportement d'impact et de fragmentation de drones entiers lors de l'impact sur des cibles rigides et flexibles, afin d'étudier l'effet catastrophique supposé d'une collision avec des avions. Les essais dans cette catégorie de poids de drones sont jusqu'à présent uniques au monde", explique Schopferer. Les expériences seront menées avec différentes variantes, aussi bien des modèles de loisir que des modèles semi-professionnels d'une masse de un à trois kilogrammes seront utilisés. Les fabricants d'avions ne seront pas les seuls à profiter de ces tests, les autorités d'homologation obtiendront également des informations importantes grâce aux résultats, afin de pouvoir évaluer de manière plus complète le danger que représentent les drones pour le trafic aérien.

Texte : Institut Fraunhofer pour la dynamique à court terme, EMI

La Suisse reprend les dispositions de l'UE sur les drones

La Suisse a récemment intégré dans l'annexe de l'accord sur le transport aérien les différentes dispositions de l'Union européenne relatives à la sécurité aérienne, à la sûreté et à la gestion du trafic aérien. L'acte juridique le plus important est le nouveau règlement-cadre européen sur la sécurité aérienne. Celui-ci couvre notamment les véhicules aériens sans pilote (drones).

La nouvelle réglementation sur les drones exige qu'à partir de juin 2020, les pilotes de drones soient soumis à une obligation d'enregistrement. Le site OFAC a commencé les travaux de mise en œuvre pour l'introduction de la réglementation européenne. Celle-ci permet aux pilotes de drones de voler à l'avenir selon les mêmes règles dans tout l'espace aérien européen. En savoir plus sur la nouvelle réglementation ici