De 1913 à nos jours, deux projets en cours à l’IUT de Cachan.
Passionné de course automobile et de l’aéronautique naissante, Etienne Bunau-Varilla a mis au point, dans les années 1910, un « vélo-torpille » avec l’aide de son camarade de service militaire, un certain Marcel Riffard – ce dernier se fera connaître par la suite comme directeur techniques des Avions Caudron, développant notamment le monomoteur de voyage Simoun mais aussi les racers dits Coupe Deutsch de la Meurthe…
La bicyclette imaginée par l’ingénieur Buneau-Varrila est équipée d’une coque aérodynamique destinée à diminuer la résistance aérodynamique. Il déposera sept brevets pour cette invention avant que son vélo ne batte de nombreux records en 1013 avec en selle Marcel Berthet, champion cycliste de l’époque, qui atteint plus de 50 km/h. Mais un an plus tard, la fédération cycliste interdit les vélos carénés… Le prototype atterrit dans la collection d’un passionné.
C’est là qu’interviennent les Triplettes de Bonneville… Fondée par quatre copains originaires de l’Essonne, les membres de cette association se sont rendus en 2008 sur la lac de Bonneville dans l’Utah, temple de la vitesse sur deux roues. Les quatre compères avaient emporté avec eux une mobylette, remontée sur place et à la fin de la Speed Week, ils avaient décroché quatre records du monde. Depuis, ils ont dépassé les 20 records dans différentes catégories.
Ainsi, le projet de reconstruire le Vélo-Torpille de Buneau-Varrila a vu le jour, financé par les Triplettes de Bonneville avec pour objectif de mener ensuite des essais sur l’anneau de Montlhéry. Aérodyne a été associée à ce projet, notamment pour la réalisation des structures carénées entoilées. Faute de plans, les formes ont été numérisées par un logiciel de CAO 3D à partir des photos d’époque, en déterminant les dimensions à partir du vélo alors utilisé et bien identifié.
La coque aérodynamique englobant le cycliste a été conçue sur ordinateur avant de définir les cadres et lisses, découpés par commande numérique puis assemblés sur un « tourne-broche ». Pour Matthieu Barreau, suivant ce projet, ce dernier a permis de définir avec les étudiants où placer le curseur entre construction artisanale et construction industrielle, puisqu’il s’agit d’un unique prototype. Exemple, il aurait été fastidieux de modéliser toutes les découpes de passage des lisses dans les différents cadres avec un angle différent à chaque fois. C’est là que l’art manuel vient à la rescousse de moyens techniques modernes comme un alignement par laser.
Il en a été de même pour les deux « portes » du vélo-torpille, sans doute conçues par l’inventeur pour permettre de poser le pied des deux côtés du vélo à l’arrêt. De forme non développable, il a fallu trouver une astuce de réalisation avec de multiples découpes au laser pour permettre au contre-plaqué de bien vouloir suivre les courbes souhaitées. Actuellement, le vélo-torpille arrive en fin d’entoilage dans l’atelier d’Aérodyne après deux ou trois années de développement.
Mais si Aérodyne fait dans la reconstruction historique, l’association se projette également dans le futur, avec notamment le projet Frog. Arianespace et le CNES n’ont pas pris en compte l’arrivée de nouveaux industriels dans le monde de l’espace, développant de nouvelles techniques, comme Space X et ses fusées revenant se poser sur Terre. Il faut donc rattraper le temps perdu en lançant de multiples projets de recherche, notamment via la start-up Ariane Works.
Celle-ci a ainsi lancé des projets de recherche dans ce domaine, faisant notamment appel à Planète Science, point de convergence des passionnés d’astronautique. Si les développeurs en informatique sont nombreux, pour la mécanique, il a été fait appel à l’IUT de Cachan et son Innov Lab – d’où la participation d’Aérodyne à la conception d’un démonstrateur GNC pour Guidage-Navigation-Contrôle. Il s’agit d’une « plateforme d’expérimentation à faible coût de la chaîne de contrôle de vol d’un étage de lanceur réutilisable (décollage et atterrissage vertical) ».
Il s’agit de mettre au point un concept de fusée permettant le retour au sol après un vol stationnaire. Il faut donc définir un système de pilotage notamment apte à gérer la trajectoire de la fusée même en cas de panne d’un capteur, avec la définition des codes de calcul (algorithmes de pilotage dans les phases critiques : décollage, atterrissage, vol stationnaire). Un premier démonstrateur dénommé Frog T (pour Turboréacteur) a ainsi été imaginé avec 2,50 m de hauteur pour 25 kg. Une douzaine d’étudiants de l’IUT de Cachan ont participé à la conception mécanique et à l’intégration de ce lanceur, propulsé par un réacteur de 40 kg de poussée.
Aérodyne et l’Innov Lab de l’IUT de Cachan ont ainsi pris en charge la conception et la réalisation de la structure de la fusée, du système d’atterrissage , du système d’orientation de jet réacteur et de son système de commande, de l’implantation et intégration des différents éléments (réservoir, case électronique), du système de sauvegarde de l’ensemble (parachute dans la coiffe).
Des vols automatiques ont été réalisés ces derniers mois à Brétigny-sur-Orge avec 50 vols assurés sous entraves puis 4 à 5 vols totalement libres pour une hauteur de 50 m. Un déflecteur mobile de jet permet le contrôle de la trajectoire, le couple du réacteur étant compensé par quatre moteurs latéraux.
Le CNES ayant acquis deux turboréacteurs, il a été décidé de réaliser un second prototype de dimensions et de poids identiques mais destiné à améliorer l’efficacité du système d’atterrisseur, les vérins à gaz du premier prototype laissant place à un système plus basique, sous la forme de rondelles de polyuréthane, mais plus efficace pour absorber progressivement le choc au retour au sol. Deux maquettes statiques de présentation sont également prévues.
L’étape suivante sera le lanceur Frog H (pour H2O2), un lanceur devant mesurer 4,50 m de haut pour 100 kg environ, avec un diamètre supérieur, des réservoirs pressurisés, de multiples gyroscopes et accéléromètres pour assurer le pilotage automatique par fusion des différentes données. Si la motorisation est conçue et réalisée par l’Institut aérotechnique de Varsovie, l’IUT de Cachan participe à la conception mécanique et à l’intégration, ayant notamment réalisé le cardan d’orientation du moteur fusée. ♦♦♦
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Demain : Aérodyne (4) : reconstruction pour un Yak-3U