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République Tunisienne
Cycle de Formation d’Ingénieurs
dans la Discipline
Génie électromécanique
ST-EN07/00
Projet de Fin d’Etudes
N° d’ordre: 2013 DGM-099
Ministère de l’Enseignement
Supérieur et
de la Recherche Scientifique
Université de Sfax
École Nationale d’Ingénieurs de Sfax
MEMOIRE
présenté à
l’Ecole Nationale d’Ingénieurs de Sfax
Département de Génie Mécanique
en vue de l’obtention
du Diplôme National d’Ingénieur en Génie Electromécanique
par
Mohamed ZOUARI
CONCEPTION ET FABRICATION D’UN
DRONE SANS PILOTE
soutenu le 19 juin 2013, devant la commission d'examen:
Professeur Taher FAKHFAKH
Président
Professeur Mohamed JALLOULI
Membre
Professeur Mohamed Salah ABID
Encadreur
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Remerciement
Je tiens tout d’abord à remercier Mr Mohamed JMAIEL,
directeur de l’ENIS qui a bien voulu accepter que je termine
mon projet, ainsi qu’à tout le cadre professoral et administratif
de l’ENIS.
Je tiens dans ces quelques lignes à présenter ma sincère
reconnaissance à mon encadreur Mr. Mohamed Salah ABID
pour son encadrement, son encouragement et ses précieux
conseils durant toute la partie de mon travail.
Je tiens également à remercier et exprimer mon profond respect à
tous les membres du jury à savoir Mr. Taher FAKHFAKH et
Mr. Mohamed JALLOULI qui ont bien voulu accepter
d’évaluer ce travail.
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Dédicace
Je dédie ce projet d'abord à ma mère, qui a attendu
ce jour près de 22 ans de retard, et je le dédie à mon
frère, qui a souffrait en mon nom. Je consacre ce
travail pour les martyrs de la révolution
tunisienne qui ont eu le grand mérite de ma
présence aujourd'hui en ce lieu et je demande Dieu
de les accepter dans sa miséricorde
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Avant-propos
Le but de ce projet est de présenter les techniques et les processus de conception de drones.
Tous les paramètres qui interviennent dans le processus de conception sont ainsi adaptés
pour répondre à la nature de la mission, et peut être divisé en plusieurs rubriques comme
l'aérodynamique, la propulsion, le poids et l'équilibre, et les charges utiles.
L'objectif de ce projet et de ces éléments de conception relatifs à l'aérodynamisme du drone
est de négocier entre les différents paramètres dans le but de parvenir à une conception
optimale.
Ce projet analysera les caractéristiques de base aérodynamiques du véhicule, telles que la
taille et la géométrie d'aile, les coefficients de portance, de traînée et de moment et de leur
maximum afin de répondre à la fois aux exigences et aux contraintes imposées. La propulsion
intervient dans sa puissance.
Les exigences qui vont entrer dans cette conception se résume dans le tableau suivant :
Poids totale de décollage
ne dépasse pas 30 kg
Décollage
sur un terrain ne dépasse pas 100 m
Vitesse de croisière
environ 100 km/h
Endurance
environ 30 min
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Contents
MEMOIRE ......................................................................................................................................... I
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CHAPITRE 1 INTRODUCTION A L’ETUDE DES AERONEFS SANS PILOTES .............1
1.1. PRESENTATION DES DRONES ...............................................................................................2
1.2. APPLICATION DES DRONES ..................................................................................................2
1.3. CLASSIFICATIONS DES DRONES ...........................................................................................3
1.3.1. Drones de grande taille (LUAV) ...................................................................................3
1.3.2. Drones de taille moyenne (MUAV) ..............................................................................5
1.3.3. Drones de petite taille (SUAV) .....................................................................................6
1.3.4. Drones de très petites taille (micro véhicules) (MAV) ...................................................7
1.4. CONFIGURATION DES DRONES .............................................................................................8
1.4.1. Aile ..............................................................................................................................9
1.4.2. Fuselage .................................................................................................................... 19
1.4.3. Empennage ................................................................................................................ 21
1.4.4. Surfaces de contrôles ................................................................................................. 25
1.5. PERFORMANCES DES DRONES ........................................................................................... 26
1.5.1. Etude aérodynamique ................................................................................................ 26
1.5.2. Stabilité des drones .................................................................................................... 28
1.5.3. Forces appliquées sur le drone.................................................................................. 31
1.5.4. Propulsion ................................................................................................................. 33
1.5.5. Poids et répartition des masses .................................................................................. 35
1.6. TRAIN D’ATTERRISSAGE .................................................................................................... 36
1.7. CONCLUSION ..................................................................................................................... 37
CHAPITRE 2 CONCEPTION D’UN DRONE (MUAV) ................................................. 39
2.1. METHODE A SUIVRE .......................................................................................................... 40
2.2. CONCEPTION DE L’AILE..................................................................................................... 42
2.2.1. Forme et position de l’aile ......................................................................................... 42
2.2.2. Calcul de la surface de l’aile ...................................................................................... 43
2.2.3. Détermination du profil de l’aile ................................................................................ 46
2.3. CONCEPTION DU FUSELAGE.............................................................................................. 52
2.4. CONCEPTION DES EMPENNAGES ........................................................................................ 53
2.4. CALCUL DES SURFACES DE CONTROLES ............................................................................. 54
2.4.1. Les ailerons ............................................................................................................... 54
2.4.2. L’ascenseur ............................................................................................................... 55
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