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Le téléguidage (Sciences & Techniques)

Publié le 22/02/2012

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Le pilotage d'un véhicule miniature à distance est longtemps resté cantonné au domaine des jouets. Mais aujourd'hui, ces techniques de téléguidage sont appliquées aux sondes miniatures qui sillonnent le système solaire. Les modèles réduits et les maquettes sont peut-être les jouets les plus populaires des enfants et des adolescents, depuis les simples voitures automatiques (qui changent d'elles-mêmes leur direction lorsqu'elles rencontrent des obstacles) jusqu'aux avions à essence au pilotage complexe, téléguidés par radio. Les maquettes étant de plus en plus sophistiquées, il n'y a plus d'âge pour s'adonner aux joies du modélisme et un nombre croissant d'adultes se laissent prendre au jeu. Aujourd'hui, miniaturisation et radiocommande intéressent aussi les responsables des programmes spatiaux, qui ont compris tout l'avantage qu'ils peuvent tirer des véhicules miniatures téléguidés pour l'exploration des planètes.Depuis 1988, la Nasa poursuit des expérimentations avec des voitures pesant à peine quelques dizaines de kilogrammes, qu'elle enverra rouler sur la Lune et sur Mars avant la fin du XX e siècle. La réplique d'objets réels sous forme miniaturisée a commencé par intéresser les artistes dès l'Antiquité : ainsi, des bas-reliefs montrant des maquettes de galions et de vaisseaux de ligne fidèlement reproduits sont aujourd'hui exposés dans les musées. Premiers mobiles à être miniaturisés, les bateaux furent aussi les premières maquettes à être propulsées, grâce à des voiles miniatures. Ces premières maquettes n'étaient pas téléguidées, elles évoluaient alors au gré des vents.

« feux d'artifice à partir de maquettes en vol, à la façon de véritables missiles air-air. Les épreuves de compétition demandent une grande dextérité dans le téléguidage des appareils.

Courses sur piste (off-track) pour les voitures, parcours balisé pour les avions, régates entre bouées pour les bateaux, et épreuves de vitesse sont les pluspopulaires.

Ainsi pour les avions, les amateurs ont le choix, d'une part, entre les courses contre la montre, où le pilote muni de latélécommande fait évoluer son appareil d'une balise à l'autre le long d'un parcours chronométré, et, d'autre part, la course enpeloton où plusieurs maquettes sont lâchées ensemble pour effectuer le même trajet.Les risques de collision n'y sont pasnégligeables : pour cette raison les courses en peloton mettent surtout aux prises des maquettes peu coûteuses et faciles à réparer. D'autres compétitions concernent la voltige : les planeurs et les avions exécutent des figures libres ou imposées, qui sont notéespar un jury de spécialistes.

Boucles et loopings, renversements, vrilles et tonneaux s'y succèdent pour la plus grande joie desspectateurs. Enfin, certaines compétitions, comme les championnats du monde de maquettes, sont organisées chaque année dans des paysdifférents et privilégient la ressemblance des réalisations (avions, bateaux, voitures etc.) avec leurs modèles, tant au sol dans lafinition des détails qu'en vol dans leurs évolutions motorisées. Des techniques d'avant-garde Si les moteurs électriques allient légèreté et fiabilité, les moteurs à explosion développent les plus hautes puissances et offrent unesonorité plus proche de celle des modèles qu'ils imitent (nombre de moteurs sont toutefois équipés de silencieux pour limiter lanuisance sonore).

Ces moteurs à deux ou quatre temps, généralement construits autour d'un seul piston, ont des cylindrées dequelques cm 3 seulement mais peuvent développer plusieurs chevaux pour des régimes dépassant 15000 tours/minute.

En matière de carburant, les mélanges sont généralement à base de méthanol et d'huile de ricin. Outre celle des moteurs à explosion qui entraînent des hélices, on assiste aussi à la miniaturisation des moteurs à réaction, pulsoset turboréacteurs qui sont montés sur des maquettes de chasseurs militaires et d'avions de ligne. L'énergie solaire est également exploitée pour l'alimentation de petits moteurs électriques.

Avec leurs cellules voltaïques disposéessur les ailes, ces prototypes tirent un parti maximal de la puissance collectée : certaines maquettes se contentent de 4 watts pouralimenter un petit moteur à hélice, le récepteur de télécommande radio et les servomoteurs destinés aux ailerons. La navigation est tout aussi importante que la propulsion.

Ainsi peut-on installer un gyroscope miniature dans une maquette afind'en accroître la stabilité.

Cet accessoire est aujourd'hui disponible en version piezo-électrique (sans pièce mécanique tournante,ce qui évite les phénomènes d'usure), dont le poids total est de 30 grammes environ et la consommation électrique de 20 mA.Tout changement d'assiette intempestif de la maquette en vol est détecté par le gyroscope qui transmet aux servomoteursd'ailerons et de gouvernes les corrections automatiques à effectuer.

Les gyroscopes sont évidemment interdits dans lescompétitions de pilotage. Le modélisme et le téléguidage ont aussi profité des progrès constants de l'informatique : des logiciels adaptés sont proposés tantpour la conception de nouvelles maquettes (et la simulation de leurs performances) que pour l'infographie du téléguidage.

Lesmicroprocesseurs installés à bord mémorisent toute une série de commandes à effectuer telles que le plan de vol à suivre ou lagestion des accessoires à utiliser au moment opportun (escamotage du train d'atterrissage après l'envol, par exemple). Vers un téléguidage sur Mars La miniaturisation, associée à des performances de plus en plus remarquées, a depuis longtemps quitté le cadre des amateurs demodélisme pour intéresser industriels et militaires.

L'armée a ainsi développé nombre d'appareils volants miniatures, automatiquesou téléguidés, qui servent notamment de cibles pour des tests de missiles.

Ces "drones" mesurent 3 à 4 mètres d'envergure pourune masse de moins de 200 kg : ils sont propulsés par de petits moteurs à hélices et pilotés par des calculateurs de bord. Mais c'est encore dans le domaine de l'espace que les modèles réduits et le téléguidage ont donné les applications les plusfructueuses.

À une époque où les missions interplanétaires sont confiées à des sondes légères, la construction de machinesminiatures est devenue une priorité.

L'Agence spatiale européenne mais aussi la Nasa américaine, la Russie, la France et le Japondéveloppent tous des prototypes de véhicules automatiques prévus pour rouler sur le sol de la Lune et sur celui de la planèteMars.

La mission LEDA des Européens consiste ainsi à poser sur la Lune en l'an 2001 un véhicule automoteur d'un peu moins de150 kg, qui aura pour mission de parcourir 50 km durant une période de quatre mois.. »

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