Comment fonctionnent les drones

Dans ce nouveau monde numérique courageux, le mot "drone" a pris des connotations très inquiétantes. Les médias de masse décrivent les drones comme des mécanisations de sang-froid planant silencieusement dans le ciel à la recherche de cibles humaines sans méfiance. Le grand public voit les drones de surveillance comme des rappels effrayants que quelqu'un, quelque part, surveille chaque petite chose que vous faites. Les drones sont en effet des armes puissantes et des outils d'espionnage . Mais ils sont aussi beaucoup plus.

Bien que "drone" soit le terme le plus courant, ces engins volants sont aussi souvent appelés UAV (véhicules aériens sans pilote). Bien que les agences gouvernementales et militaires aient été parmi les premières à explorer les drones pour leurs capacités de guerre, ces appareils ailés sont désormais également commercialisés auprès des enfants, des adolescents, des amateurs d'avions RC, des photographes, des vidéastes, des agriculteurs et à peu près tous ceux qui peuvent bénéficier d'un point de vue dans le ciel autour d'eux.

Les drones de qualité militaire peuvent tenir dans un sac à dos, ou ils peuvent être presque aussi gros qu'un avion de taille normale et chargés d'armements meurtriers. Ces drones peuvent coûter des dizaines de millions de dollars et avoir une envergure de plus de 30 mètres.

Bien que les drones militaires soient présentés au public comme des types de machines de guerre sans effusion de sang et précis, ils peuvent être mortellement inquiétants. Le Bureau of Investigative Journalism estime qu'au Pakistan seulement, les États-Unis ont exécuté plus de 400 attaques de drones qui ont tué jusqu'à 4 000 personnes, dont peut-être 1 000 civils et 200 enfants.

Les drones grand public et commerciaux offrent une version plus heureuse du vol automatisé. Ils peuvent en fait tenir dans votre paume et vous coûter moins de 100 $. Des modèles plus robustes et plus avancés peuvent coûter des milliers de dollars et crier haut dans le ciel (et éventuellement sur un radar local), ce qui peut très bien vous causer des ennuis avec la Federal Aviation Administration (FAA).

Les petits drones exploités par des entreprises commerciales sont de plus en plus nombreux. Ces entreprises en bénéficieront de manière incroyable et encore imprévue, en utilisant des drones pour augmenter leurs revenus et aider les économies du monde entier.

Les services d'incendie, les unités de police et les intervenants en cas de catastrophe utilisent tous des drones dans une certaine mesure, évaluant des situations déchirantes, trouvant des personnes disparues et aidant d'autres humains. Les drones sont pratiques pour la construction, la cartographie, la conservation de la faune, l'inspection des pipelines et bien plus encore.

Les drones sont aussi tout simplement amusants. Nous, les humains, ne pouvons pas faire pousser des ailes et voler, mais nous pouvons vivre un peu par procuration grâce à nos amis ailés, élever des caméras pour des images étonnantes ou simplement zoomer autour des cieux pour le plaisir.

Contenu

1. L'histoire du drone
2. Plus de puissance militaire
3. Des drones dans vos maisons
4. Les drones les plus courants
5. Acrobaties Aériennes
6. Drones : dystopie ou rêve ?

Il n'y a pas eu de moment historique lorsque le premier drone a décollé. C'est en grande partie parce que c'est une question de sémantique lorsque l'on essaie de déterminer exactement quel appareil historique est qualifié de drone. Était-ce l'un des ballons chargés d'explosifs utilisés dans les années 1800 ? Était-ce les premières fusées V-1 que les Allemands ont déployées pendant la Seconde Guerre mondiale ?

Au début des années 1900, les groupes militaires utilisaient des drones, y compris des versions radiocommandées, pour s'entraîner à la cible. Les ingénieurs ont également développé des avions sans pilote chargés de munitions. Ce n'étaient pas vraiment des drones. C'étaient les premiers missiles de croisière , parfois appelés torpilles volantes, et non destinés à retourner à la base.

Pendant la guerre froide , les États-Unis ont intensifié leurs recherches sur les drones, espérant les utiliser comme substituts aux avions espions habités. Alors que la guerre du Vietnam s'éternisait, les drones ont effectué des milliers de missions de reconnaissance à haut risque et ont été détruits par les tirs ennemis, mais ont ainsi sauvé la vie de pilotes qui, autrement, auraient péri.

À peu près au même moment, les ingénieurs ont commencé à équiper les drones de capacités de surveillance en temps réel. Avec leurs caméras embarquées et leur courage illimité, les drones pouvaient s'approcher des lignes ennemies et documenter les mouvements et les stratégies des troupes sans risquer de vies humaines.

En 2002, la CIA a utilisé pour la première fois un drone Predator pour tuer un combattant ennemi en Afghanistan. Le Predator (plus précisément, le MQ-1 Predator), avec son nom effrayant, a été l'un des premiers drones militaires à voir une action généralisée. Il a été dévoilé en 1995 et a depuis fait le tour du monde, mais il est surtout utilisé au Moyen-Orient. Il peut parcourir plus de 500 miles (805 kilomètres) en une seule mission et encercler des cibles pendant des heures ; les versions armées peuvent tirer des missiles sophistiqués.

Le Predator est l'un des drones militaires les plus connus, mais maintenant ce n'est qu'un parmi tant d'autres. Ces premières frappes en Afghanistan n'étaient, comme on dit, que le début.

Alors que la révolution numérique s'est déroulée avec ses minuscules microprocesseurs et ses capacités de communication longue distance, les drones sont devenus de plus en plus utiles pour les opérations militaires. Selon une estimation, l'armée américaine compte environ 11 000 avions habités et peut-être 8 000 drones, ce qui signifie qu'un tiers de l'armée de l'air est sans pilote. Pour tous ceux qui craignaient l'ère à venir de la guerre automatisée de type science-fiction … eh bien, ces jours sont déjà là.

L'armée américaine a trois catégories de drones : mini, tactiques et stratégiques. Les mini drones sont petits et principalement utilisés pour la surveillance à courte portée. Les drones tactiques peuvent voler pendant plusieurs heures et jusqu'à 200 miles (322 kilomètres) et sont utilisés pour évaluer les cibles ennemies. Les drones stratégiques peuvent voler pendant des jours et transporter des armes.

Certains drones utilisent la batterie pour faire tourner les hélices. Les versions plus récentes et plus chères ont des moteurs à réaction à part entière et peuvent voler à plus de 805 kilomètres à l'heure, atteignant 15 240 mètres (50 000 pieds) ou même plus.

Certains drones sont autonomes, suivant des routines préprogrammées. Beaucoup d'autres ont besoin de pilotes. Ces pilotes peuvent être au sol près de l'opération, ou ils peuvent s'asseoir dans des salles de contrôle, à des milliers de kilomètres, guidant leurs sbires par des liens de réseau sans fil à haut débit.

En partie parce qu'il y a un délai de quelques secondes entre la salle de contrôle et le drone, des accidents se produisent. Parfois, les pilotes appuient sur les mauvais boutons. Parfois, ils interprètent mal les données de vol qu'ils voient sur les moniteurs de leur poste de travail ; les caméras sur les drones ne remplacent tout simplement pas la vision réelle et les autres sens d'un pilote. Plus de 400 gros drones se sont écrasés depuis 2001, mais de nombreuses catastrophes ont également été évitées. Si une liaison de communication est coupée, des drones avancés sont programmés pour voler en cercles ou même pour retourner à la base la plus proche sans guidage humain.

Comme les contrôleurs aériens, les pilotes de drones ont des tâches très stressantes mais souvent ennuyeuses et répétitives, principalement la surveillance de zones de renseignement et de cibles potentielles. En raison de l'épuisement professionnel, ils quittent trois fois plus souvent que les pilotes réguliers, et l'armée américaine a récemment doublé les salaires des pilotes de drones pour les empêcher de courir vers les sorties.

Ceux qui restent reçoivent une formation approfondie dans une salle de classe traditionnelle, ainsi qu'une formation pratique sur leur ordinateur. Ils exécutent des exercices d'entraînement sans fin, puis revoient leurs décisions en vol, essayant d'aiguiser leur esprit pour sélectionner la meilleure approche pour un scénario donné, en particulier ceux qui impliquent l'utilisation d'une force meurtrière.

Lorsqu'ils remportent une victoire importante, ces pilotes reçoivent des médailles comme les autres, et malgré la déconnexion géographique de leurs cibles, beaucoup souffrent de traumatismes émotionnels à cause des dommages causés par leurs frappes.

Tous les drones n'infligent pas souffrance et chaos. Il existe toute une gamme de drones à usage commercial et privé.

Dans de nombreux endroits, y compris aux États-Unis, l'utilisation de drones civils et commerciaux est sévèrement limitée par les réglementations de l'administration de l'aviation, principalement au nom de la sécurité. Cela n'empêche cependant pas des milliers de personnes d'utiliser des drones à des fins multiples, notamment la vidéographie, l'élevage de moutons, la livraison de produits et l'arpentage des cultures.

Si vous effectuez une recherche rapide dans votre mégastore en ligne préféré, vous verrez que des dizaines de drones sont disponibles. Certains sont moins de 100 $. D'autres coûtent des milliers. Il existe deux grandes catégories de drones : à voilure fixe et à voilure tournante. Chaque type a ses forces et ses faiblesses.

Les drones à voilure fixe peuvent être lancés à la main, mais ils nécessitent souvent une piste ou même une catapulte peu maniable . Mais ils sont généralement plus rapides et peuvent voler beaucoup plus longtemps que leurs frères rotatifs.

Une option est l'eBee senseFly, un drone à voilure fixe conçu spécifiquement à des fins de cartographie. Lancez-le dans les airs et il suit un itinéraire préprogrammé, prenant des images haute résolution qui sont ensuite intégrées dans des cartes et des modèles 3D. Il peut couvrir plus de 4 miles carrés (10,4 kilomètres carrés) en un seul vol. Les agriculteurs sont les principaux clients, car ils peuvent utiliser le drone pour optimiser leurs pratiques agricoles et augmenter leurs rendements. L'eBee se vend plus de 10 000 $.

L'Agribotix Hornet LR est un autre drone à voilure fixe, et comme l'eBee, il est destiné en grande partie à un usage agricole. Il a une envergure de 6,4 pieds (2 mètres) et une vitesse de croisière de plus de 30 miles (48 kilomètres) par heure. Il peut voler pendant près d'une heure et demie avant de devoir redescendre pour se recharger. Plutôt que d'offrir uniquement des options d'achat, Agribotix loue des unités à des clients pour moins de 2 000 $.

Les drones à voilure fixe ne sont qu'une infime partie du marché des drones commerciaux et amateurs.

Les drones à voilure fixe sont rapides et volent loin, mais les modèles rotatifs sont beaucoup plus courants, en partie parce qu'ils sont plus faciles à piloter et plus stables à des fins comme la photographie. Si vous voulez un drone rotatif, vous aurez le choix entre des dizaines d'options.

Du côté bon marché, par exemple, il y a le quadricoptère Hubsan Mini RTF, qui se vend à moins de 60 $. Il est si petit qu'il tiendra dans la paume de votre main. Après une session de charge de 40 minutes, vous disposerez d'environ sept minutes de temps de vol pendant lesquelles vous pourrez faire faire au drone des flips à quatre voies et d'autres cascades. Vous pouvez également capturer des images sur un minuscule appareil photo de 0,3 mégapixel.

Le Parrot AR.Drone 2.0 Power Edition est un quadcopter qui se vend environ 400 $ en ligne. Ce drone est équipé de batteries améliorées qui offrent environ 36 minutes de temps de vol. Il est livré avec une application de contrôle de vol gratuite que vous pouvez charger sur votre appareil compatible WiFi, comme une tablette ou un smartphone , vous permettant de contrôler le drone à une portée de 165 pieds (50 mètres). Il dispose également d'une caméra vidéo HD 720p qui diffuse la vidéo en direct sur votre appareil, vous offrant une vue à vol d'oiseau littéralement à la volée.

L'un des fabricants de drones les plus connus est DJI, qui fabrique la série DJ Phantom. Ces drones ne sont pas seulement pour le plaisir - ils sont destinés à donner aux directeurs de la photographie en plein essor un moyen de capturer des angles élevés incroyables sans avoir besoin d'équipement plus coûteux. Certains modèles sont livrés avec des supports de caméra GoPro, tandis que d'autres sont équipés de leurs propres caméras embarquées.

Le quadricoptère FC40 Phantom 2 Vision + pèse un peu moins de 1 000 $. Il peut voler à plus de 2 600 pieds (792 mètres), avec un temps de vol d'environ 25 minutes. Un contrôleur vous aide à gérer le vol du drone, tandis que l'application que vous chargez sur votre téléphone ou votre tablette manipule les capacités vidéo et caméra.

With all of these flying contraptions zipping around, it's hard to deny that they seem awfully reminiscent of regular old remote-control helicopters and planes. So what's the difference between those traditional radio-controlled machines and new-age drones?

It has a lot to do with automation and advanced digital features. Whereas traditional remote-controlled devices require constant attention, drones can do amazing things on their own. Program in a GPS location, for example, and a drone can automatically fly itself to that point and then hold its position. Or you can run a so-called "follow me" mode, and the drone will follow you around, tracking you by sensing the signals from your phone.

Modern drones are equipped with a whole slate of similar fun and useful features. Of course, none of those capabilities are worth much if the thing can't get off of the ground.

Even casual observers realize one striking thing about drones — they often have four propellers (but can have anywhere from three to eight) unlike traditional RC helicopters, which have only one main rotor. Drones need extra rotors because they need more stability to pull off their automated functions.

More rotors also means more lift. Lift, of course, is the push that spinning propellers create beneath a flying machine. The more lift a device has, the higher and faster it can go, and the more weight it can carry. That last part is vital for anyone who wants to attach a camera to a drone. Too little lift means a drone will moan and groan and crash, or maybe never get airborne at all.

There's a reason that most consumer drones don't get much more than 15 to 20 minutes of flight time, and that reason is related to power. Drones need batteries to power their props. A couple of lightweight rechargeable batteries suffice for a short amount of time in the air. Adding more (or more powerful) batteries is a great idea ... until you realize the extra weight they add actually reduces overall flight time.

As power flows from the batteries to the rotor motors, the propellers begin to spin, and it's the spin of each prop relative to the others that changes altitude and direction. Rev up the rotors and they'll generate enough lift to overcome the force of gravity , zipping the drone higher and higher.

If you want the drone to tilt on one side, two of the rotors will begin spinning faster on one side, creating more lift. In doing so, some of the upward lift becomes more of a sideways force, causing the drone to move forward or backwards. In the same manner, different prop speeds will spin the drone.

Évidemment, vous n'avez pas à réfléchir à ces processus pendant que vous pilotez votre drone, sinon vous le planteriez probablement toutes les 10 secondes. Les drones sont chargés d'accéléromètres et de gyroscopes qui les aident à maintenir leur orientation dans l'espace. Ces instruments détectent l'accélération linéaire, l'inclinaison et d'autres signaux directionnels pour les empêcher de bombarder le sol ou, pire, les passants sans méfiance.

De nombreux drones ont également un GPS intégré pour que la machine "sait" où elle se trouve. Commandez au drone de planer dans un petit espace et il le fera, en combattant une brise si nécessaire.

Pour saisir vos commandes, vous avez besoin d'un contrôleur, généralement celui qui utilise des ondes radio de 2,4 gigahertz. De nombreux contrôleurs de drone ressemblent aux contrôleurs RC d'antan ; c'est-à-dire une unité carrée avec deux manettes de pouce et une antenne pliable. D'autres s'appuient sur une combinaison de signaux de 2,4 gigahertz et de WiFi, et ils peuvent passer sur un contrôleur de la vieille école pour un contrôleur qui ressemble plus à une manette de jeu, ou ils peuvent s'appuyer sur une application de contrôle sur votre smartphone ou votre tablette.

Le fait de piloter des drones grand public va de très facile à diaboliquement difficile. Les drones moins chers sont économiques mais peuvent être si difficiles à piloter (et si délicats) qu'ils sont cassés avant que vous ne puissiez comprendre comment les faire voyager en ligne droite. Les drones plus chers ont souvent des fonctions automatiques, comme l'assistance à l'atterrissage, qui aident à simplifier certaines des parties les plus difficiles et les plus risquées des vols, vous facilitant ainsi votre nouveau rôle de pilote.

Les drones sont l'étoffe des cauchemars dystopiques. Ils sont utilisés pour la surveillance au pays et à l'étranger, ce qui soulève partout des problèmes de confidentialité. Ils peuvent porter des armes et tuer des personnes à des milliers de kilomètres pendant que l'opérateur sirote du café dans un bureau à température contrôlée.

Pourtant, les drones sont un rêve devenu réalité pour de nombreuses entreprises commerciales. Les agriculteurs peuvent mieux surveiller les champs et le bétail. Les ingénieurs en construction peuvent voir beaucoup plus facilement leurs projets sous tous les angles. Les drones peuvent offrir de nouvelles perspectives sur l'immobilier, déplacer des marchandises et livrer des colis.

Selon une estimation, la technologie des drones pourrait créer plus de 100 000 emplois au cours de la prochaine décennie. Et ils pourraient stimuler l'économie de milliards et de milliards de dollars en se déversant dans les secteurs de l'ingénierie, de l'informatique, des contrats commerciaux, de la vidéographie, de la foresterie et, bien sûr, de l'armée [source : Whitlock ]. Toutes ces disciplines nécessiteront des experts dans la fabrication et le pilotage de drones – et les pilotes de drones commerciaux pourraient commencer avec un salaire annuel de 50 000 $ à plus de 100 000 $, travaillant pour des fabricants, des géomètres, des forces de l'ordre ou un certain nombre d'autres organisations.

Des collèges, comme l'Université du Dakota du Nord, proposent de plus en plus de diplômes de pilotage de drones en prévision de l'explosion du drone. Les étudiants s'entraînent sur des simulateurs au fur et à mesure qu'ils accumulent leurs heures de vol, mais dans de nombreux cas, ils ne peuvent pas piloter de drones réels dans le cadre de leurs cours. En effet, avant que les drones puissent vraiment prendre leur envol, ils devront surmonter des obstacles juridiques et réglementaires. À l'heure actuelle, la FAA limite ce que les drones peuvent faire dans l'espace aérien américain, même si vous vous entraînez dans le cadre d'un programme universitaire.

Les amateurs doivent garder leurs machines volant à moins de 400 pieds (122 mètres) et à au moins 5 miles (8 kilomètres) des aéroports pour éviter les conflits avec les avions pilotés. Malgré ces règles, la FAA a documenté des dizaines de quasi-accidents de personnes qui enfreignent les réglementations, et chacun de ces cas aurait pu potentiellement causer de graves dommages à un avion et mettre en danger des vies. Ce genre de problèmes complique la capacité du gouvernement à intégrer l'utilisation commerciale des drones à plus grande échelle.

Pourtant, le Congrès a ordonné à la FAA de trouver des moyens de réglementer les drones, en particulier les drones commerciaux, de manière à exploiter ces technologies pour l'économie. En raison de la grande échelle de l'impact probable des drones sur notre société (et parce que nous parlons d'une bureaucratie fédérale), vous pouvez parier qu'il faudra quelques années avant que les drones ne décollent vraiment commercialement à travers le pays.

Dans l'intervalle, la technologie des drones continue d'évoluer beaucoup plus rapidement qu'aucune organisation ne peut le suivre. Les drones amateurs deviennent moins chers et plus performants chaque mois, et de plus en plus d'engins militaires habités sont remplacés par d'énormes drones puissants et mortels qui peuvent parcourir le ciel bien plus longtemps que n'importe quel engin traditionnel.

Si vous attendiez l'arrivée du jour des drones, réalisez ceci : ce jour est déjà arrivé. Les drones, bons ou mauvais, feront partie de notre culture pendant de nombreuses années à venir.

Note de l'auteur : comment fonctionnent les drones

Juste comme ça, les drones sont partout. Il y a quelques semaines, je courais sur un chemin rural isolé lorsque j'ai rencontré un cycliste qui se dirigeait dans la direction opposée. Il avait attaché un contrôleur à son guidon et guidait un quadricoptère à 6 mètres au-dessus et devant lui. Je ne sais pas s'il enregistrait une vidéo ou s'il volait simplement pour le plaisir, mais c'était la preuve que peu importe où nous allions, ces petites machines volantes sont aussi avec nous. Espérons qu'à long terme, ce soit une bonne chose.

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