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    BathyDrone, le drone marin de surface dédié à la Bathymétrie

    Pourquoi mettre en place des procédures lourdes administrativement et logistiquement mais aussi dangereuses humainement pour effectuer des actions simples sur plans d’eaux. Le drone marin est un outil qui permet de réduire les risques pour les opérateurs et surtout de gagner énormément de temps sur la collecte de données. Avec un drone de surface tel que le BathyDrone, un opérateur seul est apte à déplacer le vecteur marin depuis un véhicule jusqu’à un plan d’eau.

    Grace à ses deux moteurs de 350 W chacun, le Bathydrone est à l’aise en rivière, lac et même en mer si la houle le permet. Le drone est pilotable à jusqu’à 1km de distance grâce à sa radiocommande et il est également possible de programmer ses missions à l’avance. Il est également possible d’avoir un retour en temps réel grâce a sa caméra intégrée.

    Autonomie de 5 à 8h

    Pour plan d'eau et rivières calmes

    Déploiement rapide

    26 000,00 HT

    Bateau drone polyvalent pour l’hydrographie

    Ce Bicoque/Catamaran drone se positionne sur un ensemble de relevés hydrographiques différents grâce à la variété des capteurs qu’il peut embarquer : sonde bathymétrique mono-fréquence, bi-fréquence, mono-faisceau, multifaisceaux, courantomètre ADV, pompe péristatique, etc. Il est également possible d’adapter votre propre matériel déjà existant sur le bateau si nécessaire.

    Le BathyDrone dispose également avec sa nouvelle version d’un treuil entièrement autonome conçu et fabriqué en Haute-Savoie, il est entièrement autonome, peut descendre à jusqu’à 80m de profondeur et soulever jusqu’à 3 kilos de charge.

    La modularité des utilisations permet de réaliser un ensemble de travaux auparavant couteux en temps et en personnel, tout en améliorant la fiabilité et la précision des relevés grâce à une automatisation des acquisitions.

    Relevés et applications du drone de surface BathyDrone

    Un déploiement simple et rapide

    Grâce à sa conception ingénieuse, le BathyDrone peut être transporté et mis à l’eau par un seul opérateur. Les moteurs ne sont jamais en contact avec le sol ou le fond de l’eau, ce qui permet de le poser sur n’importe quel support sans risque de casser ou d’endommager quoi que ce soit sur le drone.

    Une facilité de contrôle et d’exploitation

    L’interface de contrôle et de programmation de mission automatique a été conçue pour que les utilisateurs aient les informations importantes en vue et puissent maîtriser les acquisitions du drone et contrôler ses déplacements.

    Déplacements et relevés automatiques

    Le/les capteurs sont directement interfacés avec le contrôleur de navigation et votre ordinateur au sol qui réceptionne les données acquises en temps réel et intéragit avec les logiciels de batymétrie comme Hypack ou Hydromagic.

    Des cartographies bathymétriques de qualité

    Nous avons l’exigence d’acquérir les données avec les bons outils mais aussi avec beaucoup de rigueur c’est pourquoi nous avons fait en sorte que l’ensemble du processus d’acquisition soit intégré afin de pouvoir en extraire des données propres et fiables.

    Bathymétrie avec un sondeur mono-fréquence

    Intégré de base au BathyDrone, le sondeur monofaisceau monofréquence et un outil de précision qui permet l’acquisition d’informations de profondeurs pour des environnements dont le fond est compris entre 0,5m et 100m. Grâce au couplage de cette sonde acoustique avec la centrale inertielle embarquée, le contrôleur de navigation et les coordonnées GPS RTK, la précision du nuage de points sous-marin généré sera accrue.

    Avec une fréquence de fonctionnement de 10 Hz et une vitesse de navigation moyenne autour d’1 m/s, le système génère environ 1 point tous les 10 centimètres ce qui permet d’avoir un maillage très représentatif de la topographie des fonds même dans des configurations étriquées comme des ports.

    Relevés bathymétriques avec une sonde bi-fréquence

    Outil de mesure optionnel, la sonde bathymétrique monofaisceau bifréquence permet des acquisitions plus fournies en informations sur la nature des fonds marins et de leur composition. Avec deux ondes diffusées lors de l’acquisition de données, le sondeur acoustique bi-fréquence récolte le premier écho qui rebondit sur la couche superficielle de sédiments ; le second écho vient quant à lui pénétrer plus en profondeur la couche de vase/algues/sédiments et permet ainsi d’avoir une vision bien plus détaillée de la structure des fonds.

    Le second faisceau apporte des informations indispensables lorsqu’il ‘agit d’évaluer l’épaisseur ou le volume de sédiments déposé au fond de la zone étudiée

    Présentation du BathyDrone en vidéo

    Présentation du treuil en vidéo

    Giuseppe

    Spécialiste drones marins

    L‘avis d’Escadrone sur le Bathydrone

    Le bathydrone a été conçu par des experts en levés bathymétriques qui ont voulu une embarcation fiable capable de recueillir des informations précises. Il permet la programmation de mission automatique et offre aux utilisateurs les informations importantes en temps réel afin de maîtriser les acquisitions du drone et contrôler ses déplacements.
    Les capteurs sont directement interfacés avec le contrôleur de navigation et votre ordinateur au sol, qui réceptionne les données acquises et intéragit avec les logiciels de batymétrie comme Hypack ou Hydromagic. Le BathyDrone est équipé d’une double antenne RTK pour connaître avec exactitude le cap du bateau et sa position. Vous pouvez également l’équiper d’un treuil automatique pour descendre tout type d’instrument de mesure comme par exemple un célérimètre. Il dispose également en option d’une pompe péristaltique pour le prélèvement d’échantillons.

    Spécifications techniques

    Drone

    Vos questions les plus fréquentes

    Pour vous permettre de programmer un parcours de mission automatique, vous devrez disposer d’un progiciel dédié du type « QGroundControl ou Mission Planer » par exemple.

    Ce type d’application est spécialement conçu pour contrôlez les petits véhicules terrestres, aériens et maritimes depuis votre ordinateur.

    Grâce à ce type de progiciel, vous allez pouvoir créer des points de cheminement pour des trajectoires de mouvement automatisées.

    Les contrôles peuvent être établis via WiFi, des périphériques USB et d’autres ports externes, en fonction du type de véhicule que vous souhaitez contrôler.

    Doté de nombreuses options de navigation sur cartes, vous allez pouvoir vous déplacer librement et planifier soigneusement votre parcours.

    La précision globale d’un levé bathymétrique est liée à trois choses ;
    – La précision du GPS embarqué (3-4 cm en XYZ)
    – La précision du sondeur bathymétrique (précision de l’ordre de 5cm avec un delta de +/- 0.1% d’erreur sur la profondeur)
    – La connaissance précise de la célérité, à mesurer sur site lors de l’acquisition pour éviter des erreurs de plusieurs % de la profondeur (jusqu’à 3m de profondeur d’erreur à plus de 30m).

    Cela dépend de la densité du levé que vous aurez défini et qui vous permettra de prévoir l’espacement entre les lignes de mesure définies sur votre logiciel d’acquisition bathymétriques.
    – pour les bassins de grande taille (> de 10 hectares = 10 000m2), on peut envisager d’espacer les lignes de navigation d’environ 10m ce qui correspondrait à 30mn de navigation par hectare,
    – pour les bassins plus petits (environ 3 hectares), on pourra éventuellement avoir plus de détails en privilégiant un espacement moins important entre chaque lignes (3m par exemple). Ce qui permettrait d’envisager une charge de travail équivalente à 1h30 par hectare.
    Pour conclure, le coût est fortement lié à l’espacement que l’on décide d’appliquer entre les lignes de mesure.

    La sonde mono-faisceau mono-fréquence mesure la profondeur uniquement à l’aplomb de sa position.
    Elle mesure dans ce cas la profondeur jusqu’au 1er obstacle (un fond dur, une plante un peu dense, le sommet de la vase, une plante…) à partir de 30 cm de profondeur.
    En dessus la source d’émission sonore est beaucoup trop forte et peut provoquer un risque de saturation du récepteur donc décrochage de la sonde.
    La précision du sondeur est fonction aussi du % de profondeur.
    Le sondeur émet une seule fréquence haute : 200 kHz en moyenne.
    En haute fréquence, les données ont une précision de 1 cm avec une marge d’erreur de +0,1% relative à la profondeur. S’agissant d’un écho en forme de cône, plus on est profond plus le cône est large et plus l’imprécision augmente. Le sondeur va mesurer la profondeur sur le 1er obstacle situé à l’intérieur du cône
    – Ouverture (angle d’émission) de 6° en moyenne avec une fréquence de sondage de 10 Hz soit 10 mesures/sec.

    A priori oui à condition bien sûr qu’elle intègre le protocole NMEA qui permet aux appareils électroniques embarqués de fonctionner ensemble.
    Il convient de vérifier en amont que les trames NMEA soient bien standard et non “propriétaires” au fabricant.
    Votre antenne GPS autonome viendra se visser sur le bateau (sans la canne) et nous prévoyons les prises nécessaires pour que votre GPS sorte les trames NMEA dont nous avons besoin dans notre système. Nous prévoyons également son alimentation si la batterie de votre GPS n’est pas suffisante. Nous nous occupons de toute l’intégration et du paramétrage, y compris dans le logiciel Hydromagic.

    La température de l’eau est déjà mesurée par la sonde bathymétrique.
    Il est possible d’ajouter d’autres équipements optionnels et instruments de mesure comme une sonde ADCP par exemple pour calculer le débit.
    L’ordinateur de bord dispose de connexions série disponibles pour connecter différents instruments de mesure si besoin.

    Le seul élément pouvant faire l’objet d’une vérification est la sonde de profondeur. Elle est testée et vérifiée en atelier, elle ne nécessite pas d’étalonnage particulier (pas de problème de dérive par exemple).  

    En utilisant un sondeur mono faisceau bi-fréquence.
    La basse fréquence permet d’estimer une épaisseur de sédiments fluide puisque le signal basse fréquence pénètre en partie les sédiments. Le couplage des 2 fréquences permet théoriquement d’estimer l’épaisseur des sédiments mous, une épaisseur de vase…
    Il faut en moins 3m d’eau pour obtenir des résultats.
    Les basses fréquences sont toujours moins précises que les hautes fréquences
    Le sondeur mono faisceau bi-fréquence offre deux fréquences : 200 kHz et 30kHz (ouverture 9° pour la fréquence 200 kHz & 20° pour la fréquence 33 kH).

    Le bathydrone peut être utilisé en mer calme même avec quelques vagues.
    L’intérêt du GPS temps réel ou PPK c’est de pouvoir corriger la houle (mouvement ondulatoire de la surface de la mer) et cette erreur en Z liée au mouvement du bateau.
    En termes de fréquence, le GPS et le sondeur effectuent 10 mesures par seconde. C’est-à-dire que l’on mesure 10 fois par seconde le Z de l’eau, le XY et la profondeur. Cela permet de compenser les vagues et la houle.
    Car même en temps calme on peut avoir des houles avec des variations de 1m durant la mission.

    Le permis Hauturier est dans une logique d’extension au permis côtier. Il est obligatoire pour naviguer au-delà de 6 miles soit 9,65km, sans limite de puissance ou de dimension des bateaux à moteur.
    Aujourd’hui il y a une absence de cadre juridique complet pour les bateaux drone. Dès lors que le bateau drone est inoccupé, la réglementation liée au gilet de sauvetage et fusées de détresse ne s’applique pas. Les EPI (gilet de flottabilité par exemple) sont malgré tout nécessaire pour les opérateurs en surface car ils sont près de la berge. Il est toujours utile de prendre contact avec les gestionnaires (comme les voies navigables de France ou la Compagnie Nationale du Rhône) pour éviter les mauvaises surprises.

    Dans le cadre d’un usage en bathymétrie, l’autonomie du BathyDrone est relativement importante (8 heures) contre quelques minutes pour le drone aérien par exemple.
    Le bathydrone a était conçu pour travailler sur 1 journée (8 heures) avec 1 pack de batteries.
    On peut bien sûr rajouter des batteries dans l’habitacle étanche du bateau qui a était conçu pour abriter un certain nombre d’équipements.
    En propulsion marine, le fait de doubler les vitesses de navigation d’un bateau nécessitent de multiplier par 8 les puissances de moteur. Dans sa conception, le compromis reposait sur la meilleure combinaison entre autonomie, vitesse et poids du bateau pour rendre le drone de surface opérable par un seul technicien.

    Il n’est pas possible de s’affranchir d’accrocher un fil de pêche à moins de placer quelque chose de très obstruant devant les hélices. Si une solution est trouvée, la maniabilité du bateau serait fortement perturbée. Nous réfléchissons actuellement sur l’ajout d’une grille très fine pour éviter aux hélices d’être gêné par des obstacles divers (algues, fil de pêche etc…) tout en garantissant une maniabilité optimale.

    L’électronique embarquée est voulue open source & open hardware. Toute l’interface est faite au travers d’un un ordinateur embarqué de type PC qui va gérer tous les éléments intégrés. La carte mère va faire le lien entre l’auto pilot Pixhawk 2, le GPS, le sondeur bathymétrique et le treuil directement depuis la berge grâce à la radiocommande.
    Toute la partie électronique a était intégrée dans une boite indépendante et étanche qui permet en cas de disfonctionnements d’être renvoyer au SAV pour être vérifier sur le banc de test.
    Toutes les mesures sont directement enregistrées sur l’ordinateur du bateau pour éviter d’éventuelles pertes de signal causées par la végétation ou édifice par exemple.

    La télécommande permet à l’opérateur d’avoir un retour sur certains paramètres du drone, comme l’altitude, la vitesse, les tensions des bateeries et leur consommation, la température.

    Le bateau drone est relié à la berge par un système de transmission en 5 GHz (système propriétaire « Ubiquiti » qui n’est pas du wifi) développé par un acteur leader sur le marché de fabricants de système. La portée avec le bateau peut facilement atteindre 1km depuis la berge.

    Tout se passe sur l’ordinateur du bateau si la transmission est perdue l’acquisition continue !

    Le bateau drone n’est pas adapté aux levés sur rivières où les courants sont très forts.
    En rivière, on peut avoir des forts dénivelés sur des levés de 1 à 2 km surtout dans des rivières régulées où il peut y avoir des lâchers d’eau avec les barrages.
    Le niveau de l’eau peut ainsi varier de plusieurs dizaines de cm voire plusieurs mètres entre le point haut et le point bas.
    Il est important d’avoir des systèmes RTK pour corriger en temps réel l’altitude de l’eau pendant toute la phase de l’acquisition.
    Nous travaillons actuellement sur un prototype de planche de surf pour contrer des courants jusqu’à 3 à 4m seconde.
    L’intérêt d’un GPS en temps réel permet de corriger la houle et l’altitude de l’eau pendant toute la phase d’acquisition – 10 mesures par seconde (le x, y et z pour compenser les vagues ou la houle). Le système RTK permet de compenser et corriger toutes les variations de l’eau.

    HYDROMAGIC permet de capter de la donnée bathymétrique et permet aussi d’en réaliser le traitement.
    Le logiciel est très convivial et la formation que nous avons inclus dans le devis vous permettra d’être autonome en seulement quelques heures.
    Vous pourrez produire des nuages de points. LAS, .LAZ, .XYZ, etc… + des courbes de niveau format shp ou dxf, des cartes raster type GEOTIFF avec les profondeurs en couleur.
    Vous pouvez sortir vos résultats sous forme de profondeur (donc relatif au plan d’eau) ou sous forme d’altitudes. La grille IGN est intégrée au logiciel.
    Tous les référentiels planimétriques Français sont aussi intégrés.

    – le nombre de points dépend du nombre de lignes qui ont été paramétrées. En moyenne, 1 point tous les 3cm par ligne
    – le logiciel va fournir un nuage de points en X, Y et Z (longitude, Latitude, Les données sont exportables au format PDF, DWG ou EXCEL
    – le logiciel permet de réaliser des coupes en travers et faire apparaître des courbes de niveaux
    – les données peuvent être exportées directement dans COVADIS (logiciel de topographie et de terrassement)
    – Il est nécessaire de prévoir un abonnement auprès de TERIA et ORPHEON

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