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DCPS - Conception et évaluation des performances des systèmes

HALERTE - Haute Altitude Longue Endurance des Robots Transportant des Equipements

Halerte : l'outil d'intégration du réseau des compétences Onera pour les drones HALE
Halerte : l'outil d'intégration du réseau des compétences Onera pour les drones HALE

Un système de véhicules aériens inhabités (UAV) Haute Altitude Longue Endurance (Hale) est composé d'une plate-forme ayant des capacités de vol à haute altitude (60 000 ft) sur de longues durées (supérieures à 24 heures), munies de charges utiles variées, d'équipements de gestion du vol et de moyens de télécommunication et de diffusion de l'information. Les systèmes Hale ont un domaine d'application dual :

  • pour l'aspect civil, études d'environnement (météo, analyse de pollution, gestion des ressources naturelles), cartographie thématique (parcellaire, réseau routier et fluvial), topographie d'une région (modèles 2D et 3D), relais de télévision ou de communication, etc.
  • pour l'aspect militaire, renseignement et surveillance tactique et stratégique (imagerie optronique ou radar), veille anti-aérienne, écoute Comint, aide à la préparation et à la conduite de missions, etc.

L'outil d'ingénierie Halerte a pour objectif de faciliter le travail itératif de définition / évaluation de systèmes d'UAV Hale. Il permet la génération d'un nombre important de solutions de systèmes avec une large diversité dans les options techniques, opérationnelles, économiques ou politiques prises. Le niveau de détail de la définition du système et de ses sous-systèmes peut être variable, mais il doit être suffisant pour permettre le classement des systèmes entre eux. La méthodologie est suffisamment générale pour pouvoir à terme être transposée à d'autres systèmes complexes.

La figure ci-après illustre la position de l'outil Halerte à l'étage supérieur du processus décrit au paragraphe précédent, il doit permettre de définir des concepts de systèmes Hale puis de les sélectionner à partir d'une analyse multicritère.

Plus précisément, l'outil d'ingénierie système Halerte est conçu pour permettre une démarche pluridisciplinaire de conception et d'évaluation de système d'UAV Hale reposant sur un réseau d'expert travaillant de façon coopérative. Son architecture est illustrée sur la figure au sommet de la page.

Il fait appel à un ensemble d'outils locaux représentant chacun une partie de l'expertise nécessaire à la définition d'un système HALE. Ces outils locaux sont mis en réseau de façon plus ou moins automatique selon qu'ils ont la faculté d'être utilisables sans intervention en temps réel de leur expert auteur, à condition d'en respecter le domaine de validité ou qu'ils sont très spécialisés et éminemment délicats à utiliser.

Dans le premier cas, les outils locaux deviennent des modules intégrés dans la plate-forme d'intégration logicielle choisie pour constituer le coeur de l'outil Halerte : l'environnement ModelCenter TM de la société Phoenix Integration Inc. Cet environnement a la capacité de mettre en relation les modules intégrés suivant un processus automatise, systématique et reproductible tout en conservant leur localisation géographique.

Dans le deuxième cas, l'expert sera sollicité par téléphone ou par messagerie électronique pour procéder à l'analyse ressortant de son expertise et produire les résultats nécessaires à la définition des concepts de systèmes Hale. Ces résultats sont fournis sous forme de règles ou de guide de conception (aéroélasticité, par exemple), de description d'éléments (charge utile), d'informations plus générales (étude de l'architecture des liaisons de données) ou de simple validation d'hypothèses de définition prises en compte.

Lorsque le processus de définition de systèmes d'UAV Hale est mis en oeuvre, une partie du processus de conception est traité de façon automatique, des interruptions sont faites lorsque des éléments issus d'outils locaux non intégrés informatiquement sont nécessaire à la poursuite de l'analyse.

Le PRF (Projet de Recherche Fédérateur Onera)

  • Le PRF "Haute Altitude Longue Endurance des Robots Transportant des Equipements" (Halerte) a été initié en 1998, avec pour finalités :
  • Aider un ou plusieurs industriels à définir un système d'UAV Haute Altitude Longue Endurance
  • Evaluer les capacités d'un système particulier proposé par un industriel français ou étranger à satisfaire un besoin exprimé

Aider la DGA pour la spécification d'un tel système, avec des performances et un coût adaptés à la mission envisagée

Les travaux du projet Halerte ont été de deux types. D'une part des travaux de nature informatique pour concevoir, développer et mettre en oeuvre l'outil de recherche multidisciplinaire Halerte et, d'autre part, des travaux d'assemblage et de formalisation des connaissances scientifiques et techniques nécessaires :

  • formalisation de savoir-faire actuels directement utilisables dans le cadre du projet Halerte (outils de simulation, système avion...) ; ces savoir-faire sont soit disponibles à l'Onera (connaissance exhaustive et possibilité de vérification / validation), soit recueillis dans des publications ou des documents industriels et universitaires
  • analyses et études visant à exploiter, pour le domaine Hale, des compétences et des acquis technologiques développés pour d'autres applications (charges utiles optiques et électromagnétiques, profils de voilure, définition d'hélices...)
  • identification et exécution d'études complétant les travaux menés au titre des deux tâches précédentes ; ces études particulières ont eu pour objet d'acquérir les connaissances et compétences nécessaires au développement des éléments de l'outil d'ingénierie très spécifiques au domaine Hale (aéroélasticité de voilure à grand allongement, mode d'intégration dans la circulation aérienne, sûreté des vols, propulsion...)


Le projet est structuré en quatre lots :

  • gestion de projet et spécifications de systèmes Hale
  • architecture de l'outil d'ingénierie et méthodes de conception associées
  • plate-forme aérienne
  • segment sol et charges utiles
     

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