Exemple de mini-drone existant

Survoler les lignes électriques, ponts ou monuments historiques… et inspecter finement leur état : voilà la mission privilégiée des mini-drones. Les progrès de la robotique servent sans conteste la gestion des infrastructures industrielles, tel que le réseau de transport d’électricité. Pour en savoir plus, Pascal Morin, titulaire de la Chaire d’excellence à l’Université Pierre et Marie Curie, nous présente les orientations de son programme de recherche dédié aux mini-drones (2011- 2016).

Au-delà des lignes : Actuellement, à quoi sert un mini-drone ?

Pascal Morin : Facile à emporter et télécommandé par une personne seule depuis le sol, le mini-drone est utile pour parvenir à des endroits habituellement difficiles d’accès. Tels les ponts, les châteaux d’eau, les monuments historiques, les lignes électriques…. Doté d’une caméra, ce robot volant est à même de rester en vol stationnaire (comme un hélicoptère) pour récupérer des photos. L’utilisation du mini-drone permet ainsi de gagner en temps et en efficacité, et diminue les risques d’intervention… Les techniciens n’ont plus besoin d’escalader les pylônes à haute tension par exemple, pour les inspecter sous toutes les coutures.

Le saviez-vous aussi ? Les mini-drones effectuent des missions de surveillance, à la différence des systèmes robotisés développés pour des interventions directes sur le réseau THT ou autre structure.

Au-delà des lignes : Quels sont les objectifs de votre programme de recherche sur les mini-drones ?

Pascal Morin : Les mini-drones sont utilisés depuis quelques années dans des applications professionnelles mais dans des conditions réduites. L’objectif est d’ajouter de l’intelligence et de l’autonomie à bord pour développer leur utilisation.

• Plus de sécurité : le mini-drone vole à proximité d’obstacles qu’il doit observer sans heurter. Pour cela, on doit l’équiper de systèmes automatiques.
• Plus de performance car actuellement, la capacité énergétique d’un mini-drone lui permet tout au plus de voler 15 à 20 min. Puis, il faut le faire revenir au sol pour le recharger.
• Plus de tenue au vent car un système volant de taille assez petite est plus sensible aux coups de vent, aux rafales. Il faut augmenter sa résistance.
• Plus d’ergonomie pour simplifier son utilisation par un non-spécialiste.

Au-delà des lignes : Concrètement, à l’avenir, quels services pourraient rendre les mini-drones au réseau de transport d’électricité ?

Pascal Morin : Les mini-drones seconderaient les lignards au quotidien, en inspectant lignes  et pylônes HT et THT. Pour étudier leur état de vétusté, vérifier leur tenue mécanique, localiser les avaries… Ils examineraient aussi les infrastructures après une catastrophe naturelle ou dans des conditions météo difficiles. Le lignard, qui resterait à distance pour le piloter depuis le sol, bénéficierait de meilleures conditions de travail tout en obtenant des résultats fiables et rapides.

Peut-être même qu’un jour, par vent de 60 km/heure par exemple, on pourrait envoyer le mini-drone seul en mission ! Il irait recueillir informations et photos sur le pylône électrique qui aurait subi une avarie (haut de 50 mètres et situé à 500 mètres de distance), et reviendrait au point de départ de manière autonome.

Exemples de mini-drones déjà existants (ISIR / UPMC)

Au-delà des lignes : Quels aspects allez-vous travailler pour atteindre ces objectifs ?

Pascal Morin : La difficulté pour renforcer la sécurité et la stabilité des mini-drones tient d’abord à leur déplacement dans l’air en 3 dimensions. Pour cela, nous allons utiliser différents capteurs miniaturisés embarqués (« centrales inertielles », cameras, laser, etc.). Un traitement approprié des signaux de mesure de ces capteurs permettra au mini-drone, par exemple, de repérer les obstacles et de refuser leur approche, quel que soit l’ordre de l’opérateur au sol.

Nous souhaitons aussi optimiser les capacités de vol du mini-drone en travaillant sa conception. La forme aérodynamique du mini-drone (plus ou moins compacte, plate, arrondie…) a un impact réel sur sa résistance au vent (moins il y a de prise au vent, plus la résistance est grande) et sur son autonomie énergétique*.

Enfin, la responsabilité de l’opérateur au sol sera de donner des ordres de hauts niveaux. Nous souhaitons développer un ordinateur de bord miniature, qui dirige les moteurs du mini-drone avec une grande autonomie. Comme le pilote automatique d’un avion.

Cette recherche est d’autant plus difficile que les engins volants petits et lents sont plus difficiles à commander que les autres, plus grands et plus rapides. Et d’ailleurs, la qualité des commandes implémentées à bord fera aussi la résistance du mini-drone face au vent.

Rendez-vous dans 5 ans pour voir les prototypes !

En savoir plus :

• La robotique s’invite à l’entretien des lignes électriques
• Line Scout, un robot sur les lignes électriques
• Ampacimon, un capteur intelligent sur les lignes électriques !

A propos : L’Université Pierre et Marie Curie (UPMC) et sa fondation partenariale lancent, grâce au soutien de RTE, deux chaires de recherche dans le domaine de la robotique.
> Communiqué de presse UPMC et RTE, 15 novembre 2011

* La problématique de l’autonomie elle-même du mini-drone, liée à la technologie des batteries, fait appel à une autre expertise que celle de la recherche décrite ici.