[0001] DOMAINE TECHNIQUE

[0002] La présente invention concerne un dispositif et un procédé de contrôle automatique de l’état de service du système de parachute d’un drone volant autonome. L’invention concerne également un drone volant autonome muni du dispositif précédent.

[0003] L’invention concerne plus particulièrement le domaine de la surveillance de sites par des drones aériens autonomes (UAV pour Unmanned aerial véhiculé).

[0004] ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE

[0005] Les drones aériens de masse inférieure à 25 kg peuvent constituer un risque pour les personnes et les biens survolés en cas de chute. En effet, la plupart des drones, et en particulier les drones multi rotors, ne sont pas capables de se sustenter par eux même en cas de perte de propulsion. Ainsi, en cas de défaillance majeure du drone, la chute libre est inévitable.

[0006] Or, le risque létal d’un impact pour tout individu intervient lorsque l’énergie libérée au point d’impact est supérieure à 69 Joules. Cette énergie peut être atteinte avec des drones ayant une masse supérieure ou égale à 2 kg.

[0007] Il convient donc de diminuer l’énergie à l’impact des drones afin de limiter le danger de leur utilisation pour autoriser le vol à proximité de personnes. Certains pays, comme la France, rendent obligatoire ce type de dispositif de limitation d’énergie à l’impact pour pouvoir voler dans certains scénarios, notamment avec des drones autonomes, c’est-à-dire sans pilote et effectuant automatiquement des plans de vol prédéfinis ou non.

[0008] L’énergie totale accumulée par un drone est constituée principalement de son énergie potentielle et son énergie cinétique. La première est principalement fonction de la hauteur du drone. La seconde de sa vitesse. Lors d’une chute libre, de l’énergie potentielle (altitude) est convertie en énergie cinétique (vitesse de chute). L’énergie cinétique étant proportionnelle à la masse ainsi qu’au carré de la vitesse, on comprend que pour diminuer le plus efficacement l’énergie totale du drone, il est plus efficace de diminuer la vitesse de chute. C’est pourquoi la méthode la plus communément utilisée dans le domaine des drones pour diminuer les risques liés à un impact au sol est l’emploi d’un ou plusieurs parachutes. En augmentant fortement la traînée aérodynamique du drone, ils limitent la vitesse de chute à un seuil acceptable.

[0009] Le dispositif de limitation de l’énergie à l’impact est un élément essentiel de la sécurité liée à l’usage des drones. Il doit donc être vérifié régulièrement pour garantir sa bonne capacité de fonctionnement.

[0010] Pour que la surveillance de site par des drones autonomes soit possible et compatible avec l’absence de main d’œuvre, il est nécessaire que chaque drone autonome puisse vérifier automatiquement le bon état de santé du dispositif de déploiement du parachute. En effet, pour les drones avec pilote, cette tâche incombe usuellement à un humain. Un drone autonome sous-entend qu’il n’y a plus personne pour effectuer cette tâche au quotidien tout en étant contraint à un niveau de fiabilité encore plus élevé. Le parachute doit en effet automatiquement pallier des cas de dysfonctionnement système où, habituellement, un pilote serait en mesure de reprendre le contrôle.

[0011] EXPOSÉ DE L’INVENTION

[0012] Un objectif de la présente invention est donc de proposer un dispositif et un procédé de contrôle automatique de l’état de service du système de parachute d’un drone autonome.

[0013] Un autre objectif est de proposer un dispositif et un procédé de contrôle automatique de l’état de service du système de parachute d’un drone autonome qui soit sûr, c’est-à-dire sans risque de déclenchement intempestif du système de parachute.

[0014] Ce contrôle se fait au moins avant le vol du drone autonome, mais il peut avantageusement se poursuivre pendant le vol pour certains paramètres.

[0015] À cette fin, la présente invention propose un dispositif de contrôle automatique de l’état de service d’un système de parachute pour un drone volant qui comprend un circuit électronique de vol. Le système de parachute comprend :

• un parachute ;

• un mécanisme de déploiement ;

• un circuit électronique de déploiement destiné à être relié au circuit électronique de vol et à appliquer une tension de fonctionnement pour commander le mécanisme de déploiement du parachute ; et

• un actionneur électrique du mécanisme de déploiement du parachute relié au circuit électronique de déploiement, l’actionneur électrique présentant une résistance interne nominale, une résistance interne effective et un courant seuil d’activation à la tension de fonctionnement, l’actionneur étant relié à la masse électrique par un interrupteur d’actionneur commandable par le circuit électronique de déploiement, le dispositif de contrôle selon l’invention étant caractérisé en ce qu’il comprend :

• une branche de test résistive comprenant une résistance de test de valeur déterminée montée en série avec un interrupteur de test commandable par le circuit électronique de déploiement, la branche de test étant branchée en parallèle de l’interrupteur d’actionneur, entre la masse électrique et un nœud de connexion agencé entre l’actionneur et l’interrupteur d’actionneur, la valeur de la résistance de test étant choisie pour générer un courant de test inférieur au courant d’activation de l’actionneur électrique lorsque la tension de fonctionnement est appliquée, et pour que, si l’actionneur est en court-circuit, le courant de test induit reste inférieur au courant d’activation

• un circuit de mesure de tension entre les bornes de la résistance de test ;

• un moyen de calcul d’une résistance interne effective de l’actionneur électrique

• une mémoire de stockage comprenant au moins des valeurs seuil minimales et maximales de résistance interne nominale de l’actionneur électrique ; et

• un moyen de comparaison de la résistance interne effective calculée de l’actionneur avec les valeurs minimales et maximales de résistance interne nominale de l’actionneur électrique stockées dans la mémoire de stockage.

[0016] Selon d’autres modes de réalisation, qui peuvent être combinés entre eux :

• le dispositif de contrôle automatique peut comprendre, en outre : une réserve d’énergie électrique capacitive destinée à être agencée entre une source d’énergie du drone et l’actionneur électrique pour être chargée par la source d’énergie du drone et alimenter l’actionneur sur commande du circuit électronique de déploiement, un circuit de décharge de la réserve d’énergie électrique capacitive agencé en parallèle de l’actionneur, entre la masse électrique et un nœud de connexion agencé entre la réserve d’énergie électrique capacitive et l’actionneur ;

• le mécanisme de déploiement peut comprendre une charge pyrotechnique d’éjection du parachute déclenchable électriquement par l’actionneur électrique ;

• le mécanisme de déploiement peut comprendre un ressort d’éjection du parachute libérable électriquement par l’actionneur électrique, le dispositif de contrôle automatique comprenant, en outre, un capteur de position de contrainte du ressort d’éjection et un moyen de comparaison de la position de contrainte mesurée par le capteur avec une position de contrainte seuil nominale minimale stockée dans la mémoire de stockage ;

• le mécanisme de déploiement peut comprendre une réserve de gaz d’éjection du parachute libérable électriquement par l’actionneur électrique, le dispositif de contrôle automatique comprenant, en outre, un capteur de pression de la réserve de gaz d’éjection et un moyen de comparaison de la pression de la réserve de gaz d’éjection avec une pression seuil nominale minimale stockée dans la mémoire de stockage ;

• l’interrupteur d’actionneur et l’interrupteur de test peuvent être des interrupteurs électroniques ;

• les interrupteurs peuvent être des transistors de type MOSFET ;

• le dispositif de contrôle automatique peut comprendre, en outre, un connecteur électromécanique au circuit électronique de déploiement, le connecteur électromécanique comprenant un contact qui ferme un circuit électrique uniquement lorsque le connecteur électromécanique est correctement branché ;

• le dispositif de contrôle automatique peut comprendre, en outre, un capteur de température et/ou d’humidité placé au plus proche du parachute, et dans lequel la mémoire de stockage comprend des valeurs seuil minimales et maximales de température et/ou d’humidité nominale ainsi que des valeurs de température et/ou d’humidité mesurées au cours du temps ; et/ou

• la mémoire de stockage peut contenir des informations temporelles d’historique d’au moins une opération d’une maintenance ainsi qu’au moins un délai de maintenance correspondant à une durée maximum autorisée entre deux opérations d’une maintenance déterminée. [0017] L’invention a également pour objet un drone volant autonome comprenant un circuit électronique de vol et un système de parachute comprenant :

[0018] · un parachute;

[0019] · un mécanisme de déploiement,

[0020] · un circuit électronique de déploiement destiné à être relié au circuit électronique de vol et à appliquer une tension de fonctionnement pour commander le mécanisme de déploiement du parachute ; et

[0021] · un actionneur électrique du mécanisme de déploiement du parachute relié au circuit électronique de déploiement, l’actionneur présentant une résistance interne nominale, une résistance interne effective et un courant seuil d’activation à la tension de fonctionnement, l’actionneur étant relié à la masse électrique par un interrupteur d’actionneur commandable par le circuit électronique de déploiement, caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif de contrôle automatique de l’état de service du système de parachute précédent.

[0022] L’invention a également pour objet une carte électronique d’actionnement de déploiement d’un parachute muni d’un mécanisme de déploiement pour un drone volant, la carte électronique comprenant un connecteur électrique destiné à être relié au mécanisme de déploiement, un connecteur électrique destiné à être relié à un circuit électronique de déploiement du drone volant apte à appliquer une tension de fonctionnement pour commander le mécanisme de déploiement du parachute, et un actionneur électrique du mécanisme de déploiement présentant une résistance interne nominale et un courant seuil d’activation à la tension de fonctionnement, l’actionneur électrique étant relié à la masse par un interrupteur d’actionneur commandable par le circuit électronique de déploiement, la carte électronique étant caractérisée en ce qu’elle comprend un dispositif de contrôle automatique de l’état de service d’un système de parachute précédent.

[0023] L’invention a également pour objet un kit de parachute comprenant un parachute muni d’un mécanisme de déploiement du parachute, caractérisé en ce qu’il comprend une carte électronique précédente.

[0024] Dans un mode de réalisation particulier, le kit de parachute peut comprendre, en outre, un circuit électronique de déploiement du parachute relié à l’actionneur électrique du mécanisme de déploiement du parachute, et comprenant un connecteur électrique destiné à être relié à un circuit électronique de vol d’un drone volant.

[0025] L’invention a également pour objet un procédé de contrôle automatique de l’état de service d’un système de parachute pour un drone volant qui comprend un circuit électronique de vol, le système de parachute comprenant :

• un parachute

• un circuit électronique de déploiement du parachute destiné à être relié au circuit électronique de vol et

• un actionneur électrique d’un mécanisme de déploiement du parachute présentant une résistance interne nominale et un courant seuil d’activation, l’actionneur étant relié à la masse par un interrupteur d’actionneur commandable par le circuit électronique de déploiement , le procédé de contrôle étant caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : i) brancher une branche de test résistive constituée par une résistance de test de valeur déterminée montée en série avec un interrupteur de test commandable par le circuit électronique de déploiement, en parallèle de l’interrupteur d’actionneur, entre la masse et un nœud de connexion agencé entre l’actionneur électrique du mécanisme de déploiement du parachute et l’interrupteur d’actionneur ; ii) ouvrir l’interrupteur d’actionneur et fermer l’interrupteur de test iii) appliquer une tension de fonctionnement entre les bornes l’actionneur et la masse, la tension de fonctionnement étant égale à la somme de la tension aux bornes de l’actionneur et de la tension aux bornes de la résistance de test, de manière à générer un courant de test d’intensité inférieur à l’intensité d’activation ; iv) mesurer la tension aux bornes de la résistance de test ; v) à partir de la tension mesurée aux bornes de la résistance de test et de la résistance de test de valeur déterminée, calculer avec la loi d’Ohm la valeur du courant de test généré par l’application de la tension de fonctionnement, vi) à partir de la tension de fonctionnement, de la tension mesurée aux bornes de la résistance de test et de la valeur calculée du courant de test , calculer avec la loi d’Ohm la résistance interne effective de l’actionneur électrique ; vii) comparer la résistance interne effective calculée de l’actionneur électrique avec des valeurs seuil minimales et maximales de résistance interne nominale de l’actionneur électrique stockée dans une mémoire de stockage ; viii)n’autoriser le décollage du drone que si la résistance interne effective de l’actionneur électrique est comprise entre les valeurs seuil minimales et maximales de résistance interne nominale.

[0026] Selon d’autres modes de réalisation, qui peuvent être combinés entre eux :

• le procédé peut comprendre, en outre, avant chaque décollage du drone, une étape de charge de la réserve d’énergie capacitive par une source d’énergie (S), et après chaque atterrissage une étape de décharge de la réserve d’énergie capacitive dans le circuit de décharge ;

• le procédé peut comprendre, en outre, avant chaque décollage du drone, une étape de vérification de continuité électrique entre le circuit électronique de déploiement et le dispositif de contrôle automatique au travers du connecteur électromécanique (90), le drone étant interdit de décoller si aucune continuité électrique n’est détectée ;

• le procédé peut comprendre, en outre, avant chaque décollage du drone, une étape de comparaison des valeurs de température et/ou d’humidité mesurées au cours du temps avec des valeurs seuil minimales et maximales nominales de température et/ou d’humidité stockées en mémoire, le drone étant interdit de décoller si les valeurs de température et/ou d’humidité mesurées sont en dehors des valeurs seuil minimales et maximales nominales de température et/ou d’humidité stockées en mémoire ; et/ou

• le procédé peut comprendre, en outre, avant chaque décollage du drone et pour chaque opération de maintenance, une étape de comparaison de chaque information temporelle d’historique d’opérations de maintenance avec le délai de maintenance, le drone étant interdit de décoller si, pour au moins une opération de maintenance déterminée, une information temporelle d’historique dépasse le délai de maintenance de ladite opération de maintenance déterminée.

[0027] BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

[0028] D’autres caractéristiques de l’invention seront énoncées dans la description détaillée ci-après, faite en référence aux dessins annexés, qui représentent, respectivement : [0029] [Fig. 1], un diagramme fonctionnel d’un drone volant autonome équipé d’un dispositif de contrôle automatique de l’état de service d’un système de parachute selon l’invention ;

[0030] [Fig. 2], un schéma électrique d’un premier mode de réalisation d’un actionneur électrique du mécanisme de déploiement du parachute muni d’un dispositif de contrôle automatique de l’état de service du système de parachute selon l’invention, en position de test ;

[0031] [Fig. 3], un schéma électrique de l’actionneur électrique de la figure 2, en position de vol du drone ;

[0032] [Fig. 4], un schéma électrique de l’actionneur électrique de la figure 2, en position de déclenchement du parachute ;

[0033] [Fig. 5], un schéma électrique d’un deuxième mode de réalisation d’un actionneur électrique du mécanisme de déploiement du parachute muni d’un dispositif de contrôle automatique de l’état de service du système de parachute selon l’invention, en position de vol du drone, et comprenant une réserve d’énergie capacitive et un circuit de décharge ; et

[0034] [Fig. 6], un schéma électrique de l’actionneur électrique de la figure 5, muni d’interrupteur MOSFET.

[0035] EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS

[0036] Pour garantir le bon fonctionnement du dispositif de parachute, il convient de vérifier l’ensemble des éléments constituant la chaîne de fonctionnement de celui-ci. La figure 1 illustre cette chaîne de fonctionnement. Comme décrit plus tard, certains éléments peuvent faire partie de différents ensembles selon les modes de réalisation.

[0037] La chaîne de fonctionnement 1 comprend essentiellement une électronique de vol 10, une mémoire de stockage 20, une électronique de déploiement 30 du parachute 60, un actionneur électrique 40 d’un mécanisme de déploiement 50 du parachute 60, et un parachute 60. Ce dernier est divisé, pour le contrôle automatique de l’état de service, en trois sous éléments fonctionnels : la voile 61 , les suspentes 62 et les attaches de suspentes 63 sur le drone. [0038] Le circuit électronique de vol 10 est en charge de déterminer s’il faut sortir le parachute 60 automatiquement ou bien en cas de réception d’un ordre en provenance d’un module de commande au sol 70 s’il est présent. Ce module 70 permet à un opérateur au sol de déclencher le parachute en cas de problème. Ce module 70 est optionnel et n’existe pas dans la chaîne de fonctionnement d’un drone autonome. En effet, ce dernier doit être programmé pour détecter lui- même les situations dangereuses nécessitant le déploiement du parachute.

[0039] La mémoire de stockage 20 stocke des données nominales de fonctionnement de certains éléments de la chaîne (en particulier, mais non exclusivement, l’actionneur électrique 40, le mécanisme de déploiement 50 et le parachute 60) et des données opérationnelles de vol issues de certains modules (en particulier, mais non exclusivement, le parachute 60). La mémoire de stockage 20 peut également comprendre des données entrées lors de la maintenance du drone.

[0040] Le circuit électronique de déploiement 30 est en charge de gérer l’activation du ou des actionneurs électriques 40 pour commander le mécanisme de déploiement 50 afin de libérer la voile 61 du parachute 60.

[0041] Le circuit électronique de déploiement 30 est relié, en utilisation, au circuit électronique de vol 10 et est programmé pour appliquer une tension de fonctionnement déterminée pour commander le mécanisme de déploiement du parachute et, par conséquent, le déploiement du parachute.

[0042] Il existe plusieurs types de mécanismes de déploiement 50 : mécanisme d’éjection par ressort, mécanisme d’éjection par gaz sous pression utilisant des cartouches de C02, mécanisme d’éjection par charge pyrotechnique.

[0043] Ils ont tous en commun d’être actionnés électriquement par un actionneur électrique 40. Il peut s’agir, selon les mécanismes d’éjection, d’un solénoïde, d’un servomoteur, d’un largueur électromécanique ou d’un initiateur pyrotechnique.

[0044] Le contrôle automatique de l’état de service du système de parachute selon l’invention vise en priorité à vérifier le bon fonctionnement de l’actionneur électrique 40.

[0045] Les figures 2 à 4 illustrent le montage électrique d’un actionneur électrique 40 dans différentes configurations : vérification de l’état de fonctionnement de l’actionneur électrique 40 (figure 2), vol normal dans lequel le parachute n’est pas déclenché (figure 3), activation de l’actionneur électrique 40 pour déclencher le parachute en cas de crise (figure 4).

[0046] D’une manière générale, l’actionneur électrique 40 se caractérise par une résistance interne nominale R_40 qui est une valeur théorique correspondant à un actionneur électrique 40 idéal en parfait état de fonctionnement. En réalité, l’actionneur électrique 40 présente une résistance interne effective R_41 qui dépend de l’état de fonctionnement de l’actionneur électrique 40. Pour que l’actionneur électrique 40 soit considéré comme en état de fonctionnement, la résistance interne effective R_40 doit être comprise entre deux valeurs seuil minimum et maximum R_40min et R_40max stockées dans la mémoire de stockage 20.

[0047] L’actionneur électrique 40 dépend du mécanisme de déploiement 50 du parachute.

[0048] Dans un mode de réalisation préféré, le mécanisme de déploiement comprend une charge pyrotechnique d’éjection du parachute déclenchable électriquement par l’actionneur électrique. Dans ce cas, l’actionneur électrique 40 est un initiateur pyrotechnique qui possède une résistance interne de l’ordre de 2 ohms. Il chauffe au passage d’un courant électrique et met à feu la charge pyrotechnique. La mise à feu intervient avec un courant de 5A pendant 10ms ou bien 4A durant 15ms tandis qu’un courant de 10mA permet de tester la résistance interne sans risque comme décrit ci-après.

[0049] Alternativement, le mécanisme de déploiement comprend un ressort d’éjection du parachute libérable électriquement par l’actionneur électrique.

[0050] Encore alternativement, le mécanisme de déploiement comprend une réserve de gaz d’éjection du parachute libérable électriquement par l’actionneur électrique.

[0051] Dans ces deux variantes, l’actionneur électrique peut être, par exemple, un solénoïde ou un largueur électromécanique.

[0052] Un solénoïde est constitué d’un bobinage électrique qui génère un champ magnétique déplacent une pièce ferromagnétique selon un mouvement linéaire.

Il possède donc bien une résistance interne. [0053] Un largueur électromécanique est soit un moteur soit un fil qui chauffe et casse tel un fusible libérant ainsi sa fonction mécanique. Il possède donc bien une résistance interne.

[0054] L’actionneur électrique 40 se caractérise également par un courant seuil d’activation l_40 à la tension de fonctionnement U appliquée par le circuit électronique de déploiement 30.

[0055] Pratiquement, l’actionneur électrique 40 est relié à la masse électrique M par un interrupteur d’actionneur 42 commandable par le circuit électronique de déploiement 30. Ainsi, lorsque ce dernier commande la fermeture de l’interrupteur d’actionneur 42, et applique la tension de fonctionnement U, un courant d’activation l_40 passe au travers de l’actionneur électrique 40 et déclenche le mécanisme de déploiement du parachute (figure 4).

[0056] Pour contrôler le bon fonctionnement d’un élément, on l’active dans les conditions d’utilisation. Or, pour l’actionneur électrique, cela conduirait à commander l’éjection du parachute, ce qui est inenvisageable pour des questions de coût, de disponibilité (le parachute éjecté, le drone ne peut plus voler avant qu’une personne de la maintenance ne soit intervenue) et de dangerosité, en particulier pour les parachutes à mécanisme de déploiement pyrotechnique qui peuvent blesser les personnes proches du drone.

[0057] La difficulté est de faire une mesure qui ne vienne pas accidentellement déclencher le déploiement lui-même. L’invention propose donc de mesurer un paramètre physique qui atteste du bon état de fonctionnement, mais sans toutefois activer l’actionneur électrique 40 lui-même. L’invention propose d’utiliser une caractéristique intrinsèque de l’actionneur électrique en mesurant la résistance électrique interne effective de l’actionneur. En effet, les différents actionneurs électriques 40 pouvant être utilisés dans l’invention possèdent tous une résistance électrique interne qui induit un courant d’actionnement lorsqu’une différence de potentiel est appliquée à ses bornes.

[0058] À cette fin, l’invention propose d’intégrer dans le circuit de l’actionneur électrique, un dispositif de contrôle 400 comprenant une branche de test résistive 401 ayant une résistance de test 402 de valeur déterminée montée en série avec un interrupteur de test 403 commandable par le circuit électronique de déploiement 30. [0059] Selon l’invention, la branche de test est branchée en parallèle de l’interrupteur d’actionneur 42, entre la masse électrique M et un nœud de connexion N1 agencé entre l’actionneur 40 et l’interrupteur d’actionneur 42.

[0060] La valeur R_test de la résistance de test 402 est choisie pour générer un courant de test l_test inférieur au courant d’activation l_40 de l’actionneur 40 lorsque la tension de fonctionnement U est appliquée.

[0061] Ainsi, grâce au dispositif selon l’invention, en effectuant le test, il n’y a aucun risque que le courant l_test généré lors du test par l’application de la tension de fonctionnement U ne déclenche le parachute. De plus, la résistance de test 402 est également choisie pour que, si l’actionneur est en court-circuit, le courant de test l_test induit reste quand même inférieur au courant d’activation l_40.

[0062] Le dispositif de contrôle 400 selon l’invention comprend également un circuit de mesure de tension 404 entre les bornes de la résistance de test 402 et un moyen de calcul d’une résistance interne effective de l’actionneur électrique. Ce moyen de calcul n’est pas illustré, mais il peut s’agir, par exemple, du circuit électronique de déploiement 30, du circuit électronique de vol 10, ou d’un circuit électronique muni d’un processeur de calcul indépendant situé à proximité de l’actionneur électrique, par exemple sur la même carte électronique.

[0063] Ainsi, le moyen de calcul est programmé pour calculer la résistance interne effective R_41 de l’actionneur électrique 40 comme expliqué ci-après.

[0064] Pour effectuer le contrôle de l’état de service de l’actionneur électrique 40, le circuit électronique de déploiement 30 ouvre (ou maintient ouvert) l’interrupteur d’actionneur 42 et ferme l’interrupteur de test 403 (figure 2). Puis, il applique une tension de fonctionnement U dans le circuit comprenant l’actionneur électrique 40 et la branche de test résistive 401 , la tension de fonctionnement U étant égale à la somme de la tension U_40 aux bornes de l’actionneur 40 et de la tension U_test aux bornes de la résistance de test 402. L’application de cette tension de fonctionnement U génère un courant de test l_test d’intensité inférieure à l’intensité d’activation de l’actionneur électrique. Ainsi, au cours du test, le courant l_test traversant l’actionneur électrique 40 est insuffisant à déclencher ledit actionneur. [0065] Puis le circuit électronique de déploiement 30 mesure la tension U_test aux bornes de la résistance de test 402 avec le circuit de mesure de tension 404.

[0066] À partir de la tension U_test mesurée aux bornes de la résistance de test 402 et de la résistance de test 402 de valeur R_test déterminée, le circuit électronique de déploiement 30 calcule avec la loi d’Ohm la valeur du courant de test l_test généré par l’application de la tension de fonctionnement :

[0067] l_test = U_test / R_test

[0068] Une fois la valeur calculée du courant de test l_test calculé, le circuit électronique de déploiement 30 peut calculer avec la loi d’Ohm la résistance interne effective R_41 de l’actionneur électrique 40 avec la tension de fonctionnement U, la tension U_test mesurée aux bornes de la résistance de test 402 :

[0069] Puisque U = U_test + U_40,

[0070] Où U_40 est la tension aux bornes de l’actionneur électrique 40, alors

[0071] U_40 = U - U_test

[0072] Or, U_40 = R_41 ^* l_test

[0073] Donc R_41 = U_40 / l_test

[0074] C’est-à-dire R_41 = (U - U_test)/ l_test

[0075] On peut alors comparer la résistance interne effective R_41 , calculée de l’actionneur électrique 40, avec des valeurs seuil minimales et maximales maximum R_40min et R_40max de résistance interne nominale R_40 de l’actionneur électrique 40 stockées dans la mémoire de stockage 20.

[0076] À cette fin, le dispositif de contrôle 400 selon l’invention comprend un moyen de comparaison de la résistance interne effective calculée R_41 de l’actionneur 40 avec les valeurs minimales et maximales R_40min et R_40max de résistance interne nominale R_40 de l’actionneur électrique stockées dans la mémoire de stockage 20.

[0077] Si la résistance interne effective R_41 de l’actionneur électrique est comprise entre les valeurs seuil minimales et maximales R_40min et R_40max de résistance interne nominale, cela signifie que l’actionneur électrique 40 est en état de fonctionnement et le circuit électronique de vol 20 peut autoriser le décollage du drone qui pourra déclencher le parachute correctement en cas de problème.

[0078] Dans ce cas, au cours du vol, le circuit électronique de déploiement 30 ouvre l’interrupteur de test 403 et l’interrupteur d’actionneur 42 (figure 3). Si une situation dangereuse est détectée par le circuit électronique de vol 10, ce dernier commande le circuit électronique de déploiement 30 qui va fermer l’interrupteur d’actionneur 42 (figure 4), ce qui déclenchera le déploiement du parachute.

[0079] Au contraire, si la résistance interne effective R_41 de l’actionneur électrique est inférieure à la valeur seuil minimale R_40min ou supérieure à la valeur seuil maximale R_40max, cela signifie que l’actionneur électrique 40 est respectivement proche du court-circuit (résistance électrique très faible tendant vers celle un simple fil électrique) ou proche de la rupture (résistance électrique très forte tendant vers celle d’un circuit ouvert). Dans ces deux cas, l’actionneur électrique 40 est hors d’usage et le circuit électronique de vol 20 interdit le décollage du drone qui ne pourrait pas déclencher correctement le parachute en cas de problème.

[0080] Dans un mode de réalisation préféré, le circuit électronique de déclenchement 30 vérifie également que le drone dispose d’une réserve d’énergie suffisante pour pouvoir déclencher le parachute en cas de problème.

[0081] Dans le cas d’un parachute à mécanisme de déploiement pyrotechnique, le circuit électronique de déclenchement 30 vérifie uniquement la réserve électrique. Cela se fait, par exemple, par une mesure du niveau de voltage de la réserve électrique (de la batterie ou d’une réserve dédiée ; voir ci-après) avant chaque vol et la compare avec une tension seuil définie dans la mémoire de stockage 20.

[0082] Dans le cas d’un mécanisme de déploiement mécanique (ressort / élastique), le circuit électronique de déclenchement 30 vérifie au moins que la réserve électrique est suffisante pour actionner le mécanisme de déploiement mécanique.

[0083] De préférence, le dispositif de contrôle automatique comprend, en outre, un capteur de position de contrainte du ressort d’éjection et un moyen de comparaison de la position de contrainte mesurée par le capteur avec une position de contrainte seuil nominale minimale stockée dans la mémoire de stockage.

[0084] Ce capteur permet au circuit électronique de déclenchement 30 de vérifier également la réserve d’énergie mécanique nécessaire au bon déploiement du parachute, en s’assurant que le ressort est bandé au-delà d’une position garantissant la bonne accumulation d’énergie mécanique pour garantir le bon déploiement de la voile.

[0085] Dans le cas d’un mécanisme de déploiement à gaz, le circuit électronique de déclenchement 30 vérifie au moins que la réserve électrique est suffisante pour libérer la réserve de gaz d’éjection.

[0086] De préférence, le dispositif de contrôle automatique comprend, en outre, un capteur de pression de la réserve de gaz d’éjection et un moyen de comparaison de la pression de la réserve de gaz d’éjection avec une pression seuil nominale minimale stockée dans la mémoire de stockage

[0087] Ce capteur permet au circuit électronique de déclenchement 30 de vérifier également que la réserve pneumatique est suffisante pour le déploiement du parachute.

[0088] Alternativement ou en combinaison, dans un mode de réalisation avantageux, le dispositif de contrôle automatique 400 selon l’invention comprend, en outre, une réserve d’énergie électrique indépendante destinée à alimenter l’actionneur électrique 40 sur commande du circuit électronique de déploiement 30, indépendamment de l’alimentation électrique principale (la batterie) du drone. La réserve d’énergie électrique garantit ainsi une réserve suffisante pour que le déploiement du parachute puisse se faire en totale autonomie électrique.

[0089] Dans une première variante, la réserve d’énergie électrique indépendante est constituée par une batterie secondaire dont le bon niveau de charge est vérifié par le circuit électronique de déploiement 30 avant chaque vol. Si la charge est insuffisante, le drone est interdit de voler.

[0090] Dans un mode de réalisation préféré, illustré en figure 5, le dispositif de contrôle automatique 400 selon l’invention comprend, en outre, une réserve d’énergie électrique capacitive 410 destinée à être agencée entre une source d’énergie électrique S (la batterie principale du drone ou, de préférence, l’alimentation électrique de la station d’accueil du drone avant le décollage) et l’actionneur électrique 40 pour être chargée par la source d’énergie S et pour pouvoir alimenter l’actionneur 40 sur commande du circuit électronique de déploiement 30.

[0091] La réserve d’énergie capacitive comprend des capacités dont le nombre et les caractéristiques sont choisis pour permettre le déclenchement du mécanisme de déploiement. Par exemple, lorsque ce dernier est une charge pyrotechnique, la source d’énergie capacitive est dimensionnée pour pouvoir délivrer 5A pendant 10ms ou bien 4A durant 15ms afin de permettre le déclenchement de la charge.

[0092] Par sécurité, de préférence, on surdimensionne cette réserve capacitive pour qu’elle stocke plus d’énergie que nécessaire au déclenchement du mécanisme de déploiement.

[0093] Outre sa puissance et sa rapidité, cette réserve d’énergie électrique capacitive 410 présente l’intérêt de pouvoir être déchargée pour éviter tout déclenchement intempestif du parachute.

[0094] À cette fin, le dispositif de contrôle automatique 400 selon l’invention comprend, en outre, un circuit de décharge 420 de la réserve d’énergie capacitive 410. Le circuit de décharge 420 est agencé en parallèle de l’actionneur 40, entre la masse électrique M et un nœud de connexion N2 agencé entre la réserve d’énergie capacitive 410 et l’actionneur 40.

[0095] Ce circuit comprend une ou plusieurs résistances 421 capables de dissiper une puissance électrique suffisante pour décharger l’énergie stockée dans la réserve d’énergie capacitive 410 en un temps de décharge suffisamment court pour mettre le circuit en sécurité après la fin du vol, et avant qu’une personne ne se charge de la maintenance.

[0096] Par exemple, on dimensionnera la ou les résistances pour que la décharge se fasse entre 2 et 25 secondes, de préférence entre 3 et 10 secondes, avantageusement entre 4 et 6 secondes.

[0097] Ainsi, pour dimensionner le circuit de décharge 420, il convient de choisir une ou des résistances assez faibles pour permettre une dissipation rapide de l’énergie, mais capables de supporter la chaleur générée par la décharge sans être altérées.

[0098] Ainsi, avant chaque décollage du drone, le circuit électronique de déploiement commande la charge de la réserve d’énergie capacitive 410 par une source d’énergie S (la batterie du drone ou, de préférence, l’alimentation électrique de la station d’accueil du drone avant le décollage) pour permettre le déploiement du parachute en cas de problème durant le vol.

[0099] Après chaque atterrissage, le circuit électronique de déploiement 30 commande la décharge de la réserve d’énergie capacitive 410 dans le circuit de décharge 420. Pour cela, le circuit électronique de déploiement ouvre ou maintien ouvert l’interrupteur d’actionneur 42, l’interrupteur ferme l’interrupteur de test 403, et ferme l’interrupteur de décharge 422 du circuit de décharge 420.

[0100] Ainsi, lorsque le drone est au sol et donc lorsque le parachute n’est plus nécessaire, le circuit électronique de déploiement 30 commande la décharge de la réserve d’énergie 410 et vérifie ensuite le bon déchargement. Si la réserve n’est pas correctement déchargée, le circuit électronique de déploiement 30 informe l’opérateur en charge de la maintenance de l’état « armé » du parachute (et donc de son déclenchement accidentel potentiel) soit par un avertisseur lumineux ou sonore, soit par un message numérique vers une interface personne-machine du système de gestion de vol du drone autonome.

[0101] Alternativement, il est possible de prévoir que la décharge de la réserve d’énergie capacitive 410 soit commandée juste avant l’atterrissage, à partir du moment où le drone est en dessous de l’altitude minimale nécessaire d’ouverture du parachute. En d’autres termes, en dessous de cette altitude, même si le parachute est en péril et que l’ouverture est commandée, le parachute n’aurait pas le temps de s’ouvrir avant l’écrasement du drone. Il peut donc être souhaitable de décharger le parachute lors de cette phase d’atterrissage puisque le parachute ne servirait de toute façon à rien, ce qui permet d’éviter un déclanchement accidentel du parachute lors de l’atterrissage proprement dit, risquant de blesser des personnes alentour ou d’entrainer le mauvais atterrissage du drone ou d’endommager la base de réception du drone.

[0102] Afin de permettre une commande du dispositif de contrôle automatique et du circuit de décharge selon l’invention par le circuit électronique de déploiement 30, les différents interrupteurs, et notamment l’interrupteur d’actionneur 42, l’interrupteur de test 403 et l’interrupteur de décharge 422 sont des interrupteurs électroniques, de préférence des transistors de type MOSFET pour éviter les effets d’usure prématurée liés aux ouvertures/fermetures des contacts électromécaniques électriques.

[0103] Certains actionneurs électriques 40 tels que les initiateurs pyrotechniques présentent des risques de manipulation qui imposent de les débrancher avant chaque manipulation pour éviter tout risque d’explosion. Il existe donc un risque que la personne en charge de la maintenant oublie de rebrancher l’actionneur électrique 40 ou le rebranche mal. Cela impose donc avant chaque vol de vérifier que le connecteur a bien été rebranché afin d’éviter tout risque d’erreur humaine de manipulation.

[0104] Dans un souci de facilité de montage et/ou de remplacement et/ou d’entretien, l’actionneur électrique 40 du dispositif de contrôle automatique selon l’invention peut être connecté au circuit électronique de déploiement 30 via un connecteur électromécanique 90 permettant de les débrancher facilement.

[0105] Ainsi, le connecteur électromécanique 90 comprend un contact qui ferme le circuit électrique uniquement si le connecteur électromécanique 90 est correctement branché. S’il n’est pas correctement branché, la continuité électrique n’est pas assurée. Le circuit électronique de déploiement peut alors tester l’état de ce circuit électrique afin de s’assurer avant chaque décollage de la bonne connexion du connecteur. S’il n’est pas correctement connecté, le décollage est interdit.

[0106] Ainsi, avant chaque décollage du drone, le circuit électronique de déploiement 30 vérifie de continuité électrique entre le circuit électronique de déploiement 30 et le dispositif de contrôle automatique 400 au travers du contact électromécanique 90 , le drone étant interdit de décoller si aucune continuité électrique n’est détectée.

[0107] Avantageusement, le dispositif de contrôle automatique selon l’invention comprend également un capteur de température et/ou d’humidité placé au plus proche du parachute 60. Dans ce cas, la mémoire de stockage 20 comprend également des valeurs seuil minimales et maximales de température et/ou d’humidité nominale ainsi que des valeurs de température et/ou d’humidité mesurées au cours du temps et inscrites dans la mémoire de stockage par le circuit électronique de vol 10 ou le circuit électronique de déploiement 30.

[0108] De cette manière, si le taux d’humidité, par exemple, dépasse une valeur seuil stockée dans la mémoire 20, le circuit électronique de déploiement 30 interdit le vol et une information est envoyée à l’opérateur pour prévoir une opération de maintenance.

[0109] La voile du parachute 61 qui se déploie en cas d’actionnement a pour rôle de ralentir la chute du drone. Elle doit donc correctement se déployer et s’ouvrir afin de fournir la totalité de son potentiel.

[0110] Les suspentes 62 relient la voile 61 au drone. Elles doivent résister au choc brutal de la décélération abrupte du drone lors de l’ouverture rapide de la voile.

[0111] · L’attache des suspentes 63 sur le drone doit elle aussi résister au choc mécanique provoqué par le ralentissement brutal du drone.

[0112] Le bon fonctionnement de l’ensemble du parachute 60 de cette chaîne de sous-ensembles fonctionnels 61-62-63 est garanti normalement par différentes inspections effectuées par un opérateur à différents intervalles : avant chaque vol, après chaque utilisation, lors de l’installation du parachute, etc.

[0113] Par exemple, la voile et les suspentes doivent être inspectées à chaque pliage du parachute pour détecter d’éventuels défauts. Le parachute doit également être déplié au minimum chaque année afin de faire sécher la voile de l’humidité qu’elle aurait pu accumuler et qui a tendance à « coller » la toile sur elle-même et perturbant ainsi sa bonne ouverture.

[0114] La mémoire de stockage 20, qui stocke les différents niveaux de seuils considérés comme nominaux afin de valider le bon fonctionnement du parachute, peut également être mise à jour manuellement, à chaque fois qu’une opération de maintenance majeure est effectuée sur le parachute. En particulier, il faut garder la trace des opérations de dépliage et de séchage de la voile et des suspentes du parachute pour des raisons de traçabilité. La mémoire permet donc à un opérateur d’entrer des dates de rappel. La date en mémoire est alors comparée avec le temps universel UTC connu par le drone afin de prévenir automatiquement l’utilisateur quand une opération de maintenance doit être faite. Le dispositif peut également interdire le redécollage du drone si la date limite d’utilisation du parachute est dépassée. On évite ainsi toute erreur humaine concernant le respect des dates limites d’utilisation du parachute.

[0115] Ainsi, avant chaque décollage du drone, le circuit électronique de déploiement 30 compare les valeurs de température et/ou d’humidité mesurées au cours du temps par le/les capteurs avec des valeurs seuil minimales et maximales nominales de température et/ou d’humidité stockées en mémoire 20. Le drone est alors interdit de décoller si les valeurs de température et/ou d’humidité mesurées sont en dehors des valeurs seuil minimales et maximales nominales de température et/ou d’humidité stockées en mémoire.

[0116] Un premier mode d’exploitation de l’invention est constitué par un drone volant, de préférence autonome comprenant un circuit électronique de vol et un système de parachute comprenant un parachute, un mécanisme de déploiement, un circuit électronique de déploiement relié au circuit électronique de vol et à appliquer une tension de fonctionnement pour commander le mécanisme de déploiement du parachute, et un actionneur électrique du mécanisme de déploiement du parachute relié au circuit électronique de déploiement.

[0117] Comme décrit précédemment, l’actionneur présente une résistance interne nominale et un courant seuil d’activation à la tension de fonctionnement.

[0118] L’actionneur électrique est relié à la masse par un interrupteur d’actionneur commandable par le circuit électronique de déploiement, et il comprend un dispositif de contrôle automatique de l’état de service du système de parachute.

[0119] Ce dispositif de contrôle automatique comprend une branche de test résistive 401 comprenant une résistance de test 402 de valeur déterminée montée en série avec un interrupteur de test 403 commandable par le circuit électronique de déploiement. La branche de test est branchée en parallèle de l’interrupteur d’actionneur 42, entre la masse et un nœud de connexion N1 agencé entre l’actionneur 40 et l’interrupteur d’actionneur 42.

[0120] Comme décrit précédemment, la valeur R_test de la résistance de test 402 est choisie pour générer un courant de test l_test inférieur au courant d’activation l_40 de l’actionneur 40 lorsque la tension de fonctionnement U est appliquée ou que l’actionneur est en court-circuit [0121] Le dispositif de contrôle automatique comprend également : un circuit de mesure de tension 404 entre les bornes de la résistance de test 402, un moyen de calcul de la résistance interne effective R_41 de l’actionneur électrique, une mémoire de stockage 20 comprenant au moins des valeurs seuil minimales et maximales de résistance interne nominale de l’actionneur électrique, et un moyen de comparaison de la résistance interne effective calculée de l’actionneur avec les valeurs minimales et maximales de résistance interne nominale de l’actionneur électrique stockées dans la mémoire de stockage 20 (de préférence le circuit électronique de déploiement est programmé à cet effet).

[0122] Un autre mode d’exploitation de l’invention peut consister à vendre séparément du drone volant et du parachute lui-même une carte électronique de déploiement du parachute spécialement adaptée pour permettre également un contrôle automatique de l’état de service du parachute. Dans ce cas, le parachute est muni de son propre mécanisme de déploiement, et le drone volant comprend un circuit électronique de vol.

[0123] La carte électronique selon l’invention comprend un connecteur électrique destiné à être relié au mécanisme de déploiement, et un connecteur électrique destiné à être relié au circuit électronique de déploiement du drone volant. Alternativement, le circuit électronique de déploiement peut être porté par la carte électronique elle-même. Dans ce cas, elle comprend un connecteur électrique entre le circuit électronique de déploiement de la carte et le circuit électronique de vol du drone, ce dernier étant programmé pour commander au circuit électronique de déploiement de la carte d’appliquer une tension de fonctionnement pour commander le mécanisme de déploiement du parachute.

[0124] Dans les deux cas, la carte comprend également un actionneur électrique du mécanisme de déploiement présentant une résistance interne nominale et un courant seuil d’activation à la tension de fonctionnement. L’actionneur électrique est relié à la masse par un interrupteur d’actionneur commandable par le circuit électronique de déploiement.

[0125] Enfin, la carte électronique comprend un dispositif de contrôle automatique de l’actionneur électrique du mécanisme de déploiement du parachute.

[0126] Ce dispositif de contrôle automatique comprend une branche de test résistive 401 comprenant une résistance de test 402 de valeur déterminée montée en série avec un interrupteur de test 403 commandable par le circuit électronique de déploiement. La branche de test est branchée en parallèle de l’interrupteur d’actionneur 42, entre la masse et un nœud de connexion N1 agencé entre l’actionneur 40 et l’interrupteur d’actionneur 42.

[0127] Comme décrit précédemment, la valeur R_test de la résistance de test 402 est choisie pour générer un courant de test l_test inférieur au courant d’activation l_40 de l’actionneur 40 lorsque la tension de fonctionnement U est appliquée et que l’actionneur est en court-circuit

[0128] Le dispositif de contrôle automatique comprend également : un circuit de mesure de tension 404 entre les bornes de la résistance de test 402, un moyen de calcul de la résistance interne effective R_41 de l’actionneur électrique, une mémoire de stockage 20 comprenant au moins des valeurs seuil minimales et maximales de résistance interne nominale de l’actionneur électrique, et un moyen de comparaison de la résistance interne effective calculée de l’actionneur avec les valeurs minimales et maximales de résistance interne nominale de l’actionneur électrique stockées dans la mémoire de stockage 20 (de préférence le circuit électronique de déploiement est programmé à cet effet).

[0129] Dans un mode d’exploitation alternatif, l’invention peut être exploitée sous la forme d’un kit de parachute comprenant un parachute muni d’un mécanisme de déploiement du parachute, et de la carte électronique précédente.

[0130] Comme décrit précédemment, la carte électronique du kit de parachute peut comprendre, en outre, un circuit électronique de déploiement du parachute relié à l’actionneur électrique du mécanisme de déploiement du parachute, et un connecteur électrique destiné à être relié à un circuit électronique de vol d’un drone volant.

[0131] Dans les deux modes d’exploitation précités (carte électronique et kit de parachute), les connecteurs électriques sont avantageusement des connecteurs électromécaniques 90 comprenant un contact qui ferme un circuit électrique uniquement lorsque le connecteur électromécanique 90 est correctement branché.

[0132] Grâce au dispositif selon l’invention, il est possible de vérifier l’état de service du parachute avant le décollage ou pendant le vol. [0133] La séquence de vérification peut être la suivante :

[0134] Lorsque le drone veut décoller, le circuit électronique de vol 10 demande au circuit électronique de déploiement 30 si le dispositif de parachute est prêt. Par la même occasion, cela permet de vérifier la bonne communication entre les deux circuits électroniques 10 et 30 du drone.

[0135] Le circuit électronique de déploiement 30 rafraîchit les paramètres seuils depuis la mémoire.

[0136] Si la réserve d’énergie électrique est déchargeable et dans un état déchargé, l’électronique charge la réserve d’énergie électrique, et mesure qu’elle est bien opérante.

[0137] Puis, le circuit électronique de déploiement 30 vérifie que le/les connecteur(s) est/sont bien branché(s), et valide que le niveau d’humidité est conforme vis-à-vis des seuils nominaux en mémoire.

[0138] Le circuit électronique de déploiement 30 valide ensuite que l’actionneur électrique 40 est bien présent et/ou possède la bonne valeur de résistance interne effective.

[0139] Si tous les tests sont satisfaisants, le circuit électronique de déploiement 30 informe le circuit électronique de vol 10 que le parachute est pleinement opérationnel. Le vol est alors autorisé.

[0140] Dans le cas où l’un des tests serait négatif, le circuit électronique de déploiement 30 informe le circuit électronique de vol 10 que le parachute n’est pas opérationnel. Le décollage est alors interdit. Un opérateur est alors informé de la nécessité d’une maintenance.

[0141] Dans le cas où l’un des tests serait négatif et si la réserve d’énergie électrique est déchargeable et dans un état chargée, l’électronique décharge la réserve d’énergie électrique, et mesure qu’elle est bien déchargée afin de mettre en sécurité le système.

[0142] Si le drone fait partie d’une flotte de drone gérée par un système automatique, ce dernier peut décider de commander automatiquement le vol d’un autre drone disponible de la flotte et situé à proximité pour remplir la mission précédemment assignée au drone interdit de vol.