Article

1 - CONTEXTE

2 - DE L'INSECTE VOLANT AUX NANODRONES

3 - DÉFIS SCIENTIFIQUES ET TECHNOLOGIQUES

4 - CONCEPTS MIS EN ŒUVRE

5 - APPROCHE OVMI

6 - TESTS ET RÉSULTATS

7 - CONCLUSION ET PERSPECTIVES

Article de référence | Réf : IN217 v1

Développement d'un insecte artificiel - Nanodrone dédié à la surveillance intra-bâtiment

Auteur(s) : Thomas VANNESTE, Alexandre BONTEMPS, Caroline SOYER, Jean-Bernard PAQUET, Olivier THOMAS, Eric CATTAN, Sébastien GRONDEL

Date de publication : 10 juil. 2015

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RÉSUMÉ

Dans l'optique de réaliser de la surveillance intra-bâtiment avec un système autonome, mobile, très discret, des recherches sont en cours pour développer des nanodrones. Elles se concentrent sur la compréhension et l'imitation du vol battu des insectes et sur les aspects de la miniaturisation. Cet article décrit la conception et la réalisation d'un insecte artificiel à ailes résonantes à l'aide des technologies de microfabrication de la microélectronique. Un actionneur électromagnétique induit un mouvement de flexion/torsion des ailes correspondant à une cinématique similaire à celle des insectes. L'estimation des phénomènes aéroélastiques en grands déplacements est réalisée à l'aide d'un modèle basé sur les éléments finis et une formulation analytique de l'aérodynamique. Une validation expérimentale est ensuite proposée.

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ABSTRACT

Development of an artificial insect

To achieve intra-building surveillance with autonomous, mobile and very discreet system, research is underway to develop nano air vehicles (or nano drones). It focuses on the understanding and imitation of flapping flight of insects and on miniaturization. This article describes the design and micro-fabrication of an artificial insect with resonant wings using microelectronics technologies. An electromagnetic actuator induces a bending / twisting motion of the wings corresponding to insect-like kinematics. Aero-elastic phenomena in large displacements are estimated using a model based on the finite elements method and on an analytical formulation of aerodynamics. An experimental validation is then proposed.

Auteur(s)

  • Thomas VANNESTE : Ingénieur, Institut d'électronique, de microélectronique et de nanotechnologie de Valenciennes (IEMN, UMR CNRS 8520), France

  • Alexandre BONTEMPS : Ingénieur Sensefly, Cheseaux-Lausanne, Suisse

  • Caroline SOYER : Maître de conférences à l'université de Valenciennes et du Hainaut Cambrésis, Institut d'électronique, de microélectronique et de nanotechnologie de Valenciennes (IEMN, UMR CNRS 8520), France

  • Jean-Bernard PAQUET : Ingénieur de recherche à l'Office national d'étude et de recherche aérospatiale, Lille, France

  • Olivier THOMAS : Professeur des universités au Campus de Lille d'Arts et Métiers ParisTech et au Laboratoire des sciences de l'information et des systèmes (LSIS, UMR CNRS 7296), France

  • Eric CATTAN : Professeur à l'université de Valenciennes et du Hainaut Cambrésis, Institut d'électronique, de microélectronique et de nanotechnologie de Valenciennes (IEMN, UMR CNRS 8520), France

  • Sébastien GRONDEL : Professeur à l'École nationale supérieure d'ingénieurs en informatique, automatique, mécanique, énergétique, électronique (ENSIAME), Institut d'électronique, de microélectronique et de nanotechnologie de Valenciennes (IEMN, UMR CNRS 8520), France

INTRODUCTION

Points clés

Domaine : Nanodrone

Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité

Technologies impliquées : Techniques de microfabrication utilisées pour réaliser des microsystèmes

Domaines d'application : Surveillance militaire ou civile intra-bâtiment

Autres acteurs dans le monde : Université de Harvard, Microrobotics Laboratory Prof. Robert Wood

Contact : [email protected]

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De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-in217


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - GRASMEYER (J.), KEENNON (M.) -   Development of the black widow micro air vehicle.  -  39th Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, American Institute of Aeronautics and Astronautics, Reno, NV, États-Unis, p. 1-9 (2001).

  • (2) -   *  -  ProxDynamics http://www.proxdynamics.com/products/ Dernière consultation : 16/05/2015

  • (3) - BRUGGEMAN (B.) -   Improving flight performance of DelFly II in hover by improving wing design and driving mechanism.  -  Delft Univ. Technol. M. Sc. thesis (2010).

  • (4) -   *  -  AeroVironement Inc. http://www.avinc.com/ Dernière consultation : 16/05/2015

  • (5) - CHIRARATTANANON (P.), MA (K.Y.), WOOD (R.J.) -   Adaptive control of a millimeter-scale flapping-wing robot.  -  Bioinspir. Biomim., 9, 025004 (2014).

  • (6) - KARPELSON (M.), WOOD (R.J.) -   A review of actuation...

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