Actuellement en stages de fin d’études, Xavier Bovier-Lapierre et Vincent Jouffroy (IPSA promo 2015) ont « externalisé » leur 5e année à l’IPSA pour obtenir un double diplôme avec l’Université de Salford à Manchester dont l’école est partenaire. Cette expérience à l’International leur a permis de travailler sur un sujet de mémoire ambitieux à propos du « GIDUAV », un nouveau type de drone hybride composé d’un avion et d’un hélicoptère détachables. Un véritable défi technique qu’ils présenteront à San Diego en janvier en compagnie de la crème de la crème de l’aéronautique mondiale, lors de la conférence AIAA SciTech 2016 organisée par le prestigieux American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA). En pleine préparation de cette soutenance qui validera la publication de leurs articles dans la revue scientifique de l’AIAA, les deux IPSAliens reviennent sur ce rêve éveillé que tout futur ingénieur de l’air et de l’espace souhaiterait vivre.

Xavier et Vincent

Pourquoi avoir choisi de réaliser un double diplôme à Manchester ?
Xavier : Pour encore améliorer mon niveau d’anglais, une langue qui reste un plus si l’on veut travailler dans l’aéronautique. J’étais aussi grandement intéressé par le sujet de master sur place. Cela tournait autour des problématiques de production des ailes des Airbus et des études aérodynamiques sur des concepts nouveaux.
Vincent : Pour ma part, c’est vraiment le master proposé, qui était tourné sur la robotique, qui m’attirait. Je me suis dit qu’il allait me permettre de consolider mon orientation en mécatronique et d’encore plus travailler sur la question des drones, qui m’intéressent énormément car ils allient parfaitement aéronautique et robotique.

Une fois arrivés à Manchester, vous avez dû travailler sur un mémoire ?
Xavier : Dans le cadre du double diplôme à Manchester, chaque étudiant est obligé de rédiger un mémoire. Nous avons alors rencontré un professeur qui avait justement des sujets de mémoire à proposer et notamment, un sujet où Vincent et moi pouvions travailler conjointement, chacun devant s’attaquer à une partie bien spécifique, soit Vincent sur la mécatronique (robotique, programmation, guidage en autopilote, etc.) et moi sur l’aérodynamique. Nous avons alors commencé à faire nos recherches fin 2014-début 2015 et, au fur et à mesure, cela s’est développé pour arriver à l’annonce en juin 2015 de la publication de nos deux articles scientifiques après nos soutenances en janvier 2016 lors de la SciTech de San Diego.

Le Quadrirotor accroché à gauche

Quel était exactement l’objet de vos travaux ?
Xavier : Actuellement, il y a une espèce de « trou technologique » entre les avions et les hélicoptères. Ainsi, contrairement aux avions, les hélicoptères sont manœuvrables à faible vitesse dans un faible rayon et peuvent décoller et atterrir horizontalement et contrairement aux hélicoptères, les avions ont une grande autonomie de vol, notamment sur les grandes distances. L’idée, c’était de pouvoir réunir ces deux avantages dans un même appareil que nous avons surnommé « GIDUAV » pour Guidance & Interactions for Dissimilar UAVs. Cela avait déjà été fait en partie avec la construction d’avions à voilure rotative. En effet, ces derniers sont manœuvrables à faible vitesse mais ne sont pas conçus pour rester durablement dans cette configuration. Le vol en vertical pour ces types d’avion est exclusivement réservé à l’atterrissage et au décollage. Notre solution consistait à penser un nouvel appareil capable en vol de se diviser en deux, avec d’un côté un avion et de l’autre, un hélicoptère, pour aller par exemple explorer des zones précises et étroites, avant de voir les deux aéronefs se raccrocher.
Vincent : Ce genre d’appareil, pratiquement inspiré de la science-fiction, est un peu le rêve de tout ingénieur passionné. Au départ, avant de nous lancer là-dedans, nous n’imaginions pas que cela était faisable : les problématiques étaient nombreuses et le projet ambitieux. D’ailleurs, la première difficulté que nous avons rencontrée au début, c’était l’absence de précédent en la matière !
Xavier : Pour réussir, nous avons d’abord commencé à construire nos modèles sur le logiciel CATIA puis réalisé plusieurs simulations. En aérodynamique par exemple, cela représente un travail conséquent car le fait de rattacher les deux aéronefs en vol à des vitesses différentes est une approche assez novatrice. En général, lorsque deux appareils se raccrochent en vol comme dans le cas d’un ravitaillement, ils ont tous les deux la même vitesse. Or, dans le cas de ce nouvel appareil, les deux ne peuvent pas voler à une même vitesse. Il faut donc bien anticiper les chocs au moment de l’arrimage et les perturbations que cela peut entraîner, notamment sur les commandes de vol. Vincent a ainsi réalisé les simulations dynamiques de choc.
Vincent : J’étais effectivement en charge de la partie systèmes du projet : c’est donc moi qui ai conçu et imaginé toutes les interfaces, que ce soit la mécanique ou l’algorithme de guidage. C’est d’ailleurs ce dernier domaine qui a été retenu pour ma publication : il s’agissait d’utiliser l’intelligence artificielle grâce à la technique de l’optimisation par essaim pour obtenir un guidage autonome de l’hélicoptère. Le plus gros challenge consistait à proposer quelque chose de cohérent, qui soit fonctionnel d’un point de vue théorique en laboratoire et valide en conditions réelles de vol à l’extérieur. Pour nous, c’était une contrainte fondamentale pour notre projet.

Test en soufflerie du prototype

Qu’est-ce que ça fait de bientôt avoir une publication dans un journal reconnu comme celui de l’AIAA ?
Xavier : Je ne m’en rends pas encore trop compte ! En plus, cela fait bizarre car ce n’est pas tous les jours qu’on a une publication sans avoir fait de thèse. C’est donc forcément gratifiant et ce sera forcément quelque chose sur laquelle nous allons capitaliser pour trouver un emploi même si, pour l’instant, nous recevons principalement des offres de professeurs nous proposant de faire un doctorat.
Vincent : C’est vrai que cela risque d’être un bon coup de boost professionnel. C’est assez impressionnant et très valorisant, sachant que nous avons une formation d’ingénieurs tournés vers l’industrie. En règle générale, ce genre de publications est davantage lié aux ingénieurs ayant un profil tourné vers la recherche, qui font des doctorats ou des masters vraiment spécialisés en faculté, université ou laboratoire. À dire vrai, seul notre professeur y pensait – c’est même lui qui nous a poussés à soumettre notre travail pour publication. Se dire qu’on va être publiés dans une revue alors que nous finissions à peine nos études, ça rend forcément fiers.

D’ailleurs, la soutenance de vos publications se fera lors de la conférence AIAA SciTech qui se déroulera du 4 au 8 janvier 2016. L’IPSA vous soutient-il ?
Xavier : Oui ! L’école finance les billets d’avion, le reste étant à notre charge. On est assez excités car cela promet d’être une belle expérience. Rien que la liste des noms de ceux qui présideront notre conférence est impressionnante : ce sont tous des grands noms de l’aéronautique ! On compte clairement leur taper dans l’œil pour notre future carrière et on commence déjà à se préparer.
Vincent : Faire partie d’un événement qui réunit autant de scientifiques de haut niveau, c’est intimidant mais, quelque part, ça signifie aussi qu’on fait un peu partie de la même « famille ».

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