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*INTRODUCTION*

Le projet Polytech est un projet qui se déroule sur les deux années de PeiP (Parcours des Écoles d’Ingénieur Polytech). Le but est de travailler par groupe de trois ou quatre sur un sujet choisi au préalable afin d’apprendre à collaborer en équipe. En effet, savoir mener à bien une étude fait partie intégrante du métier d’ingénieur. Ainsi, le projet Polytech consiste en une première mise en situation de ce savoir-faire indispensable.

Dans notre cas, nous avons choisi le projet proposé par M. Laffont dont l’intitulé est le suivant : 

+Le Simulateur de drone+.

L’objectif de ce projet est de modéliser le fonctionnement d’un drone dans un environnement virtuel à l’aide du logiciel Raydium. Ce travail implique différents aspects car avant de recréer un drone, il faut savoir comment celui fonctionne, c’est-à-dire connaitre les forces nécessaires à ses différents mouvements puis savoir traduire ces actions en language informatique. La modélisation 3D du drone fait également partie des tâches à effectuées.

Ce rapport sera découpé en 4 parties. Dans un premier temps, nous expliciterons concrètement l’aspect mécanique de ce projet, c’est-à-dire que nous étudierons quelles forces sont nécessaires pour qu’un drone décolle, vole, avance, recule, etc. Ensuite, nous nous attarderons sur la présentation d’un outil indispensable : le moteur de jeu. Ensuite, nous développerons l’aspect régulation du projet. Enfin, la modélisation du drone et des forces seront expliquées. 

h1. *+ASPECT MÉCANIQUE+*

Tout d’abord, un drone est un aéronef dont le pilotage n’est pas effectué par un être humain à son bord mais par pilotage automatique ou télécommandé. Plusieurs usages sont possibles, allant de l’utilisation civile et récréative à une utilisation militaire.

 De ce fait, il existe plusieurs modèles n’utilisant pas tous les mêmes procédés de vol. En effet, à l’inverse de drones militaire, les drones civils fonctionnent pour la plupart via un système de rotors.

Dans notre projet nous nous sommes donc attelés à modéliser un drone quadrirotor, il a alors fallu que nous nous intéressions dans un premier temps au fonctionnement réel de ces derniers. Ainsi, il a été nécessaire d’étudier plusieurs aspects physique en relation avec le drone afin de réaliser notre modélisation. Tout d’abord, il a été nécessaire de s’intéresser aux forces qui s’appliquent sur le drone du décollage à l’atterrissage. Ensuite, dans l’optique de mettre en mouvement le drone nous avons dûs étudier les différents mouvements réalisable par un drone afin de les transposer lors des simulations. 

+Forces exercées sur le drone :+

Il existe plusieurs forces qui vont s’exercer sur le drone, parmi elles des forces générées par le drone lui même et d’autres extérieure à celui-ci. On compte alors quatre forces majeures interagissant avec le drone :

-la gravité (poids) est la force qui tend à ramener le drone au sol, plus le drone est lourd et plus l’attraction gravitationnelle sera importante.

-la portance correspond à la force de poussée générée par le drone, pour que celui-ci décolle elle doit alors être supérieure à la gravité. 

-la traction, correspondant à la force qui fait avancer le drone par inclinaison de ce dernier

-la trainée, qui est la force s’opposant à la traction du fait de la résistance de l’air sur l’avancée du drone, elle agit comme un frottement.

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+Forme des hélices+

Tout comme les avions, les drones utilisent la portance afin de décoller puis voler. En effet, d’après la Troisième Loi de Newton, “Tout corps A exerçant une force sur un corps B subit une force de même intensité, de même direction mais de sens opposée exercée par le corps B.”. Ici désignons l’hélice comme A et l’air comme B. A étant en mouvement (rotation) elle va rencontrer et dévier une masse d’air B. L’hélice, applique donc une force vers le bas sur l’air. En contrepartie l’air va appliquer une force d’intensité égale vers le haut qui va permettre, lorsque la vitesse des hélices sera suffisante, de faire décoller le drone.

Ainsi, la troisième loi de Newton justifie la forme inclinée des hélices du drone puisque cette inclinaison permet d’envoyer plus d’air vers le bas et donc de créer une force de portance plus importante.

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+Définitions des mouvements selon les axes X,Y,Z :+

Intéressons nous maintenant aux différents mouvements du drone il convient alors dans un premier temps de définir les axes par rapport auxquels ils sont effectués. 

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