Ce projet vise à développer un engin de surface automne associant une propulsion électrique ou vélique à l’aide d’une aile rigide orientable, un déplacement sur foil et une recharge par panneau solaire orientable. Pour se faire, les compétences de plusieurs laboratoires de l’UM et leurs partenaires sont mutualisées afin de développer cet engin de surface très innovant.
Ce projet s’appuie également sur certains développements en cours à l’UM, comme le projet Hydrocontest qui est un petit catamaran à 4 foils articulés et un moteur électrique du commerce. Rappelons ici que les foils présentent deux avantages majeurs: 1-ils réduisent fortement la traînée (résistance à l’avancement) puisque la coque n’est plus dans l’eau et 2-ils évitent le tangage et le roulis puisque le bateau «vole» à plat sur l’eau (jusqu’à une certaine hauteur de houle). Enfin, le LIRMM et le LMGC à travers de multiples projets internes et externes développent leurs savoir-faire sur ces engins.
La partie aérienne sera composée d’une aile rigide horizontale. Ce système est inspiré des ailes de kitesurf ou de parapente. Le profil aérodynamique de la partie émergée génère donc également une portance qui soulève l’ASV qu’il y ait du vent; ou bien même si l’engin avance uniquement au moteur, puisqu’un vent apparent est alors généré(principe des ailerons des voitures de course). Toutefois cette aile doit avoir une certaines incidence vis-à-vis du sens du vent pour pouvoir remonter au vent. En effet, les lois de régulation par rapport à une voile verticale (sur un mat) sont différentes et plus complexes. Ceci est déjà un challenge pour les automatismes nécessaire au fonctionnement de l’aile. Mais les nombreux avantages de cette architecture surpassent les inconvénients: moins de prise au vent, moins de gite, plus grande discrétion sur l’eau, possibilité de mettre les panneaux solaires face au ciel, possibilité de mettre les capteurs embarqués et en partie l’électronique dans le volume de l’aile (face avant plus renflée). Enfin, ce dispositif combine comme nous l’avons déjà vu, les avantages de la portance avec l’effet de surface, qui optimise les écoulements d’air sur l’intrados de l’aile.
Ainsi, pour optimiser le fonctionnement de la partie aérienne, les foils devront être articulés pour permettre à l’engin de se coucher légèrement sur le côté ou de se mettre en crabe pour exploiter le vent au mieux. Les foils seront donc articulés dans deux axes: axe vertical au niveau des jambes des foils qui pourront tourner de +/-45° de part et d’autre de l’axe d’avancée du bateau (comme les roues avant d’une voiture, mais sur les 4 foils) et axe horizontal qui permet au foil de prendre plus ou moins d’incidence face au plan horizontal (fonctionnant comme les flaps d’ailes d’un avion au décollage ou à l’atterrissage). Les foils arrière seront en outre munis d’un moteur électrique chacun. La rotation des jambes sera donc similaire sur les 4 jambes, par contre la rotation de l’incidence des foils pourra varier individuellement pour que l’ASV se mettent dans la position optimum face au vent, selon l’angle d’incidence de l’aile (horizontal et vertical). Ce double système de rotation va nécessiter des développements technologiques importants et spécifiques par rapport aux différents projets actuels d’engins à foil développés en région.
Le troisième challenge de ce projet est la gestion de l’énergie. Aujourd’hui, le principal frein au développement des drones et des ASV est la capacité d’énergie embarquée. Les foils sont une première réponse mais insuffisante pour des engins devant être en relative autonomie en mer. Les panneaux solaires améliorent le bilan énergétique, d’autant plus que les foils réduisent la consommation totale d’énergie comparativement à un bateau classique. Notre objectif est que les panneaux solaires puissent produire l’énergie nécessaire au déplacement de l’ASV en conditions moyennes, c’est-à-dire avec une vitesse correspondant à une consommation des moteurs électrique à 40%-50% de leur puissance. Cette vitesse restera supérieure à la vitesse de décollage de l’ASV sur ses foils (environ 5-6nœuds). Mais cela est encore insuffisant pour donner une autonomie maximale à l’ASV. C’est là que le fonctionnement de l’aile intervient. Si le vent est suffisant il pourra contribuer significativement à l’avancement de l’ASV. Soit en étant au portant et l’ASV sera en mode vent arrière, soit en inclinant l’aile par rapport à l’incidence du vent, de façon à générer une portance dont le vecteur sera positif sur l’axe de déplacement. Sous ces conditions, l’un ou les deux moteurs pourront alors fonctionner en mode hydrogénérateur, afin de se servir de la poussée du vent pour faire tourner les hélices et ainsi recharger les batteries. Bien entendu, sous ces mêmes conditions de vent, les panneaux solaires vont également permettre de recharger directement les batteries
Prototype Aile – Vue avant 
Prototype Aile – Vue arrière 
Modélisation 3D de l’aile