Les ingénieurs rêvent depuis longtemps de créer un robot capable d’évoluer aussi bien dans les airs que sous l’eau. Le macareux, lui, fait ça naturellement depuis toujours.
Alors, l’équipe d’ingénieurs du MIT et de l’EPFL à Lausanne, en Suisse se sont inspirées de cet oiseau marin. Cela leur a permis de créer un robot baptisé FAAV (Flapping Aerial-Aquatic Vehicle).
Le petit engin pèse moins de 300 grammes. Il embarque un fuselage central, deux ailes flexibles et une queue orientable. Lors de tests réalisés dans des conditions réelles sur le lac Léman, le robot a d’abord nagé sous l’eau. Il a ensuite battu des ailes, est sorti à la surface et a pris son envol.
FAAV : un robot inspiré des macareux
Au début du projet, les chercheurs pensaient devoir fabriquer un robot rempli de mécanismes complexes capables de se transformer pour passer de l’eau à l’air. La nature leur a finalement montré une solution beaucoup plus simple.
L’équipe a étudié plusieurs oiseaux capables de voler et de plonger, comme les martins-pêcheurs, les pétrels et les macareux. Leur découverte est étonnante. Ces animaux gardent presque les mêmes mouvements dans les deux environnements.
Ils adaptent surtout leur vitesse de battement. Un macareux bat ainsi des ailes environ dix fois par seconde lorsqu’il vole. Sous l’eau, il ralentit à environ quatre battements par seconde.
Les ingénieurs ont alors repris cette idée pour leur robot. Grâce à un minuscule moteur électrique étanche et un mécanisme mécanique, le FAAV fait battre ses ailes flexibles environ cinq fois par seconde.
Ces ailes représentent le cœur du système. Elles doivent être assez souples pour fonctionner efficacement sous l’eau quoique suffisamment solides pour permettre au robot de rester dans les airs.
Résultat : le FAAV avance à environ 1 mètre par seconde dans l’eau et peut atteindre 6 mètres par seconde en vol. Contrairement aux oiseaux marins, toutefois, il n’a pas besoin de pattes pour décoller.
Là où les macareux et les canards utilisent leurs pattes palmées pour les aider à sortir de l’eau. Le robot, lui, réussit uniquement grâce à la taille de ses ailes, leur vitesse de battement et l’orientation de sa queue.
À quoi un tel robot servirait ?
Eh bien au fait, l’objectif des chercheurs est de créer un nouvel outil pour explorer les océans plus facilement. Voyez-vous, aujourd’hui, les scientifiques utilisent principalement de grands navires pour collecter des données dans les océans.
Mais ces bateaux ont leurs limites. Ils peuvent difficilement accéder aux récifs peu profonds ou aux zones recouvertes de glace. Et voilà justement la situation que le FAAV pourrait changer.
Ce robot pourrait être lancé depuis un bateau ou depuis la côte, voler jusqu’à une zone précise, puis plonger pour effectuer des mesures ou récupérer des échantillons.
« Il pourrait survoler une zone d’intérêt, comme un iceberg, une installation portuaire ou un groupe de baleines, puis retourner dans l’eau pour collecter des données ». Voilà ce qu’a expliqué Raphael Zufferey, professeur adjoint de génie mécanique au MIT.
Selon lui, ce robot pourrait également réduire fortement les coûts des missions scientifiques. Plutôt que d’utiliser de gros navires de recherche, ils pourraient envoyer ces petits drones autonomes directement là où les données sont nécessaires.
Tout n’est cependant pas parfait. La transition entre l’eau et l’air est un moment particulièrement compliqué. Percer la surface demande énormément d’énergie, car l’eau oppose une forte résistance.
Les chercheurs ont découvert que le robot devait remonter avec un angle précis d’environ 70 degrés. S’il arrive trop à plat, ses ailes risquent de rester coincées dans l’eau. S’il est trop incliné, il peut perdre son équilibre et finir par tomber.
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