EMI | Les drones

« On les connait jouets (il s’en est vendu près de quatre cent mille l’année dernière en France, dont 64% pendant les fêtes) et ce record devrait bientôt être battu : cette année encore, ils seront dans quelques semaines en vedette aux pieds des sapins. Ils se rendent progressivement indispensables à la télé et au cinéma.

Les drones, ces aéronefs sans pilote, télécommandés ou programmés prennent imperceptiblement de plus en plus de place dans nos vies. Inspection de bâtiments de grande hauteur, surveillance des voies ferrées, gestion des foules par les forces de l’ordre, les applications ne semblent avoir comme limites que celles de l’imagination humaine. Et celles d’une réglementation naturellement pas encore adaptée aux possibilités de ces machines qui, pour le moment laissent perplexes les autres « usagers » du ciel. Pour certains pilotes d’avions ou d’hélicoptère, pour des personnes ayant en charge la sécurité publique, leur prolifération constitue même une menace. »

Les drones sont des aéronefs sans équipage dont le pilotage est automatique ou télécommandé. Ils peuvent être à usage civil, de loisir, professionnels, ou militaires. Leur masse varie de quelques grammes (17 grammes très exactement pour l'exemplaire ci-contre équipé d'une caméra) à plusieurs tonnes.

Comment en est-on arrivé à ces produits aussi aboutis que sont les drones multi-rotors ?
Quelles innovations récentes furent décisives pour permettre le développement des drones grand public ?

L'histoire du drone commence sans doute aves les cerfs volants, et donc en Chine, pour certains, au 4ème siècle avant J-C. Pour d'autres ce serait en Indonésie 9.000 à 9.500 avant J-C.

Dès l'origine, il y a une application militaire du cerf volant.

Le cerf-volant s’envolait par exemple dans le but d’apparaitre comme un sos lorsqu'une ville était assiègée. Au 18ème, Benjamin Franklin l'utilise afin de prouver la nature électrique des éclairs, inventant ainsi le paratonnerre. Les frères Wright s'en inspirent pour fabriquer le premier avion capable de voler.

En 1849, les Autrichiens font le siège de Venise et lachent des montgolfières munies de bombes pour tenter d'incendier la ville.

Le premier aéronef sans pilote décolle le 02 Juillet 1917. En 1918, un prototype de drone-torpille a vu le jour : le Kettering Bug. Pendant la seconde guerre mondiale que l’armée allemande développe à partir de 1938 des vecteurs guidés à distance, et notamment les tristement célèbres V1 et V2.

Le grand essor des drones date des Guerre de Corée et du Viêt Nam, puis pendant la guerre froide. Dans les années 1980, la doctrine de la guerre « zéro mort » a conduit à développer des drones armés notamment pendant la guerre Iran-Irak. Dans les années 2000, le drone est utilisé dans de nombreux conflits et opérations de maintien de la paix.

Un drone est un aéronef sans pilote à bord (mais le plus souvent télécommandé). Il peut avoir un usage civil ou militaire.

En France, la réglementation incorpore les activités d'aéromodélisme avec celle des drones. Par abus de langage, le drone désigne alors tous les appareils « télé-pilotés », selon le terme consacré par la réglementation française, autrement dit outre les hélicoptères et avions, des voitures, bateaux etc.

Les premiers drones remontent à la fin de la Première Guerre Mondiale.

Dès 1916, Archibald Low lance l’Aerial Target un projet d’avion-cible commandé à distance par des ondes de TSF (Télégraphie sans fil) en Grande-Bretagne. 

Le drone est donc bien centenaire…

Le transfert des technologies du secteur militaire au civil ouvert de nouvelles applications civiles dans des secteurs très variés et innovants.

Un drone, lors de son vol, embarque une charge utile spécifique. Par exemple une caméra vidéo, un appareil photo, des capteurs multi spectraux ou infrarouge. La visée des drones est de permettre aisément la capture de données aériennes qui par la suite peuvent être traitées et analysées (exemples : orthophotos, modèles numériques, cartographie, thermographie etc.).

Mais c'est aussi le suivi de production dans l’agriculture, la maintenance d’ouvrages d’art difficilement accessibles, la surveillance des départs d’incendies, etc.

Ou encore des usages moins licites…

Qu'ils soient de loisir ou professionnels, les drones peuvent être classés selon leurs usages.

Avions & ailes volantes

Conçues pour la prise de vue aérienne, les avions et les ailes volantes ont la particularité de planer et permettent d'obtenir des temps de vols très intéressants sans consommer d’énergie sur votre batterie. Ce sont les voilures fixes.

Ils sont utilisés pour la surveillance, le transport, toute activité qui nécessitent des temps de vol longs.

Le drone racing ou course de drones, est une pratique qui consiste tout simplement à réaliser une course dans un environnement sécurisé.

Elles peuvent être organisées en salle ou en milieu ouvert comme ci-dessous à Paris. Le pilotage se fait par casque immersif, en vol en immersion.

Il met en compétition des pilotes qui doivent parcourir un circuit en franchisant des points de passage exigés, les « gates » (portes) et les obstacles et tout cela à près de 300 km/h.

Les sous-marins pourront servir notamment à de l'inspection sous-marine (coques de bateaux, inspection de coraux etc.) et à la réalisation de prises de vue sous-marines. Ils peuvent suivre un plongeur équipé d’une radiocommande localisée par le sonar du drone ou déposer un objet au fond de l'eau.

Engin mobile terrestre, sans équipage embarqué, il peut être programmé ou télécommandé. Sur certains modèles, des modules IA programmables via Scratch et Python sont proposés. Il permet d'appréhender et de comprendre certains principes de bases de physique, de mathématiques et de sciences en général.

En usages professionnels ils peuvent servir à l'inspection de conduites, de lieux pollués etc.

L'entreprise suisse Flyability a ainsi envoyé un drone filmer l'intérieur du réacteur 5 de la centrale nucléaire de Tchernobyl, plus de trois décennies après l'accident nucléaire. C'est aussi le cas pour Fukushima.

Le Chinois DJI en numéro 1

Créée en 2006, DJI a réalisé un chiffre d’affaires de plus d’un milliard de dollars en 2015. DJI représente aujourd’hui 70 % du marché mondial et se décrit elle-même comme l’Apple du drone. En 2015, la société DJI s’est installée dans la Silicon Valley.

L’objectif de DJI est de devenir le D des « GAFAD », acronyme de Google, Apple, Facebook et Amazon. Elle est la propriétaire de toutes ses technologies et ne fait partie d’aucun consortium

Consortium « drone code »

Viennent ensuite 3 entreprises qui ont rejoint le consortium « drone code » dont l’objet est le développement d’une technologie en licence libre (ou « open source ») :

• la société chinoise Yuneec soutenue par Intel
• la société américaine 3DRobotics soutenue par Qualcomm
• la société française Parrot

Plus de statistiques sur Statista

Plus d'infos via la fiche du CIDJ

Un métier d'avenir ?

Pour l'étudiant, « Avec la réglementation encore en évolution, c'est un secteur contraint, un milieu très concurrentiel qui va trouver son essor, mais c'est encore un pari risqué aujourd'hui », estime Olivier Deneuvis. Selon lui, « pour être sûr de trouver un débouché, il vaut mieux créer sa propre boîte, même si le marché arrive à saturation. ».

L'étudiant

Formation

Piloter un drone nécessite de se conformer à des règles strictes de vol.

C'est la Direction de la sécurité de l’Aviation civile (DGAC) qui a pour mission de garantir la sécurité et la sûreté du transport aérien en plaçant la logique du développement durable au cœur de son action. Elle traite de l’ensemble des composantes de l’aviation civile : développement durable, sécurité, sûreté contrôle aérien, régulation économique, soutien à la construction aéronautique, aviation générale, formation aéronautique.

Elle édite un guide régulièrement actualisé sur le pilotage de modèles réduits et de drones de loisir. A minima, il vous faudra prendre connaissance des lois et règlement actualisés.

guide de pilotage à télécharger

Le site Geoportail propose une carte des zones de vol autorisées. Très souvent, les applications de pilotages proposent des cartes de vol et vérifient que vous n'êtes pas dans une "noflyzone" ou NFZ.

Les zones GEO qui interdisent le vol concernant les aéroports, les centrales électriques, les prisons etc.

Il est cependant possible aux professionnels de demander à désactiver une NFZ temporairement, par exemple pour réaliser un tournage proche d’un aéroport.

Geodrone propose une appli Geoportail qui affiche les zones autorisées.

Initialement prévue pour le 1er juillet 2020, la mise en place de la nouvelle législation européenne est repoussée au 1er janvier 2021.

Dans le cas d’un vol à risque faible, vous êtes donc dans la catégorie ouverte de la nouvelle législation. Celle-ci a peu de contraintes globales mis à part voler à vue et à une hauteur maximum de 120m.

Longtemps réservée aux seuls professionnels de par son coût très élevé (matériel lourd type scanners lasers), l’utilisation de la numérisation 3D de terrain restait anecdotique.

Avec les drones la photogrammétrie par corrélation dense ou bien encore par corrélation d’images devient accessible pour tous.

Il s'agit de retrouver la position dans l’espace de chaque point de la surface visible d’un sujet photographié à partir de l’analyse de plusieurs photographies prises sous plusieurs angles de vue différents.

Pour cela, un vol programmé (une mission) permet de balayer régulièrement un objet et de le photographier sous divers angles.

Dans un deuxième temps un logiciel, type Pix4D ou photoscan va reconstituer le nuage de points et appliquer une texture. Cette opération pourra nécessiter plusieurs heures de calcul.