PRESENTATION DU PROJET INITIAL EDUCADRONE

 

L'association EDUCA Design

L’association EDUCA Design est une association à but non lucratif. Elle a pour mission de regrouper et mettre en contact les différentes personnes travaillant dans le monde de l'éducation ou de la formation, utilisateurs, développeurs ou auteurs de logiciels et autres œuvres informatiques concernant la technologie, la mécanique et le dessin industriel, et de promouvoir et diffuser leurs travaux dans les établissements scolaires ou assimilés.

Les missions de l’association sont :

  • Créer un pôle technique d’échange de ressources pédagogiques,

  • Mettre à disposition des membres des outils communs,

  • Permettre la distribution des œuvres créées par les auteurs et développeurs.

 Les personnes pouvant faire partie de l’association sont :

  • Les professeurs de l’enseignement primaire, secondaire ou supérieur,

  • Les formateurs et animateurs de formation continue ou pour adultes,

  • Les élèves et étudiants,

  • Toute personne ayant un lien étroit avec la pédagogie et l’éducation.

Les réalisations et travaux entrant dans le cadre de l’association sont, entre autres :

  • Les logiciels de DAO, CAO à caractère pédagogique,

  • Les logiciels de calculs (statique, cinématique, résistance des matériaux, hydraulique …),

  • Les fichiers représentant des dessins techniques (en 2 ou 3 dimensions),

  • Les images ou séquences d’animation à caractère didactique,

  • Les mallettes didactiques à caractère pédagogique.

 

Le phénomène "Drone"

L’apparition récente des multirotors grand public est, pour l’éducation, une nouvelle source de thèmes, études et sujets à la fois pluri technologiques et très attrayants pour les élèves et étudiants.

Après un premier essai avec l’ARDrone de la marque Parrot dont une version didactisée a été développée par la société DMS, on voit apparaitre de plus en plus des quadrirotors de la marque DJI dans les établissements scolaires sous l’impulsion de professeurs ayant une connaissance personnelle du produit.

Ce deuxième type d’appareil, en particulier les appareils de la gamme « Flame Wheel » (450 et 550) équipés du contrôleur NAZA M V2, est bien plus intéressant et ouvert d’un point de vue mécanique et physique mais aussi électronique et communication.
Voici quelques exemples d’activités ou travaux pratiques envisagés ou déjà développés en partie par des professeurs :

  • Mécanique : calcul d’efforts de poussée d’un rotor

  • Cinématique : visualisation spatiale de trajectoire de vol

  • Statique : calcul de la plage de centrage d’un multirotor

  • Dynamique : calcul d’accélérations verticale et horizontale d’un multirotor

  • Electrotechnique : relevé de consommations électriques

  • Electronique : décodage de trame sur bus CAN (GPS par exemple)

  • Energétique : calcul d’autonomie de vol d’un multirotor et de son rendement

Malheureusement, si certaines activités peuvent être menées à bien au sol ou à partir de pièces détachées de drone, la plupart sont irréalisables à l’heure actuelle car elles demandent un vol réel ou tout au moins un compte-rendu visuel télémétrique d’un vol réel.

L’éventualité d’un vol réel au regard de la législation actuelle n’est pour l’instant pas envisageable pour les raisons suivantes :

  • le matériel présent dans les établissements scolaires n’est pas homologué,

  • les professeurs ne sont pas formés à la pratique de télépilote.

 

Les objectifs de l'association

Dans ce cadre, l’Association EDUCA DESIGN se donne les objectifs suivants :

  • Objectif 1 : Construire, programmer et tester un quadrirotor de classe D capable d’évoluer dans les scénarios S1 et S3 et capable d’enregistrer à partir d’une station au sol les paramètres télémétriques de vol. 

  • Objectif 2 : Réaliser règlementairement des vidéos et des photos en situation de vol effectif permettant d’exploiter les résultats physiques, mécaniques et mathématiques du vol à partir d’un quadrirotor de classe D évoluant dans des scénarios S1 ou S3.

  •  Objectif 3 : Obtenir un certificat de conception de type auprès de la DSAC/NO/NAV de Paris pour l’EDUCADRONE. Plus qu’une homologation, ce certificat permet à l’association de reproduire l’appareil tout en conservant sa conformité et de le proposer ainsi aux enseignants-chercheurs intéressés.

  • Objectif 4 : Mettre à disposition des enseignants, des ressources permettant d'exploiter des données de vols réels dans le cadre de leur cours ou travaux pratiques avec les élèves.

  •  Objectif 5 : Former les enseignants et professeurs volontaires au niveau du Plan d’action de Formation de l’Education Nationale à la pratique de vol sur multirotor de classe D en scénarios S1 et S3 avec attribution d’une DNC (Déclaration de Niveau de Compétences) en fin de stage.

 

Choix du matériel 

 Cahier des charges :

  • Appareil modulable (ajouts de composants, interchangeabilité  des pièces…)

  • Possibilité d’embarquer une charge (> 0,3 Kg)

  • Présence d’une caméra et d’une télémétrie enregistrable

  • Possibilité d’évoluer en mode «écolage »

  • Homologation possible en regard des exigences des scénarios DGAC :

    • Classe du drone : D

    • Scénarios de vols : S1 et S3

    • Activités : relevés, photographies, observations et surveillances aériennes [OBS] et [FOR-OBS]

  • Prix de revient n’excédant pas 3000 €

Matériel testé : 

  • Parrot ARDRONE 2

  • Walkera QRX350

  • DJI Phantom 2

  • DJI : gamme « Flame Wheel » (450 et 550)

Choix final : DJI : gamme « Flame Wheel » 450 + NAZA V2 + nacelle Zenmuse H3-2D + GoPro

           

Historique et avancement du projet :

  • Début du projet : Juin 2013

  • Montage et mise au point du prototype : septembre 2013 à Février 2014

  • Réalisation des tests et rédaction du dossier technique : Mars à Avril 2014

  • Formation de 3 télépilotes (Brevet ULM + DNC pilotage drone) : Mai 2014

  • Dépôts des dossiers MAP et Homologation : fin Mai 2014

  • Attestation dépôt MAP et autorisation de vol particulière permanente délivrée par la DGAC : fin juillet 2014

  • Contrat d'assurance responsabilité civile : fin août 2014

  • Demandes préfectorales et obtention d'autorisation de survol de département : fin août 2014

  • Obtention du certificat de conception de type pour l'Educadrone : mi-septembre 2014

 

Conclusion sur le projet (aout 2014):

Le bilan du projet est plus que positif :

Tous les objectifs ont été atteints et même dépassés.

Nous pouvons d'ores et déjà mettre en ligne le résultats de nos travaux  sous forme de ressources pour les enseignants et envisager des formations pour ce même public en toute légalité.

Nous pouvons proposer à la vente le quadrirotor Educadrone avec son attestation de conformité de type (carte grise du drone).

Notre offre de services de vols avec prises de vues aériennes est même étendue aux particuliers et professionnels ou collectivités dans la mesure de notre emploi du temps et disponibilités. Il en va de même pour les formations.

 

Poursuite du projet sur  l'année scolaire 2014-2015 :

  • Construction et homologation de l'EDUCADRONE HEXA

  • Construction et homologation de l'EDUCADRONE ACRO.4D

  • Conception et réalisation de kits d'extension autour de l'ACRO.4D

Tous ces projets ont été réalisés.

Poursuite du projet sur  l'année scolaire 2015-2016 :

  • Construction et homologation de l'EDUCADRONE LITE pour les collèges.

  • Homologation des drones Phantom 3 "Advanced" et Phantom 3 "Professional" pour nos formations.

  • Homologation du Phantom 4 pour nos formations.

  • Conception et réalisation de maquettes didactiques autour des EDUCADRONES :

    • Platine multi-physique pour l'étude de la poussée des rotors.

    • Platine de communication bidirectionnelle entre une radiocommande Taranis et un EDUCARONE

Tous ces projets ont été réalisés.

Poursuite du projet sur  l'année scolaire 2016-2017 :

  • Construction et homologation de l'EDUCADRONE PORTAN (hexarotor avec parachute de PTC 2,5Kg)

  • Homologation du MAVIC DJI pour nos formations.

  • Développement d'une platine de tests regroupant les fonctions de sécurité nécessaires à la réglementation.

Tous ces projets ont été réalisés.

Poursuite du projet sur  l'année scolaire 2017-2018 :

  • Homologation du Phantom 4 PRO pour nos formations.

  • Développement de nouveaux kits (détection thermique, OSD).

  • Fournisseur officiel des drones et participation au concours Mécanodrone pour la 4ème année consécutive.

Tous ces projets ont été réalisés.

 

Poursuite du projet sur  l'année scolaire 2018-2019 :

  • Développement de nouveaux kits pédagogiques (développement durable, communication, mesures).

  • Restructuration complète des formations sur la législation drone et le télépilotage avec la mise en place de la nouvelle règlementation DGAC.

  • Développement de matériels et kits complets pour mise en place de "club-atelier drone" pour les élèves dans les établissements scolaires (proposition d'un guide d'équipement).

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