Inspection par drones : ce qu’il faut savoir
INSPECTION SOUS-MARINE
Les drones sous-marins, que l’on appelle plus communément des ROV pour Remotely Operated Vehicles, sont des véhicules télécommandés inoccupés reliés à un opérateur en surface. Les informations de contrôle et de pilotage vont transiter par l’intermédiaire d’un câble ombilical qu’on appelle également une longe.
Grâce à leur faible encombrement, leur déploiement rapide, leur robustesse et surtout leur facilité d’utilisation, les ROVs permettent de remonter facilement des images afin d’évaluer des dysfonctionnements et des dommages, et ainsi gagner un temps précieux sur les travaux à effectuer.
Escadrone a été choisi par Deep Trekker pour être son distributeur officiel sur le territoire français, les DOM TOM et également les pays francophones. Depuis avril 2019, nous nous employons à promouvoir la gamme lors de démonstrations ou encore de salons professionnels.
La société Deep Trekker a été fondée en 2020 au Canada. Elle est présente aujourd’hui dans plus de 85 pays. L’entreprise est rapidement devenue un acteur majeur dans la robotique d’inspection sous-marine avec un démarrage très rapide sur le marché de l’aquaculture.
Deep Trekker propose également une gamme de drones terrestres en complément de ses drones sous-marins, que l’on appelle plus communément des crawlers et qui vont permettre d’inspecter des conduites, assurer la surveillance de canalisations, d’eaux usées et eaux pluviales. Les drones terrestres sont également très utiles pour les inspections à distance et les travaux de nettoyage sur les coques de bateaux. Certains crawlers sont équipés de roues aimantées pour se déplacer verticalement. Vous allez pouvoir également les équiper d’un jet haute-pression pour nettoyer des surfaces ou encore les équiper d’un outil d’aspiration pour les opérations de nettoyage.
LES OUTILS D’INSPECTIONS SOUS-MARINE
Deep Trekker propose aujourd’hui 3 modèles de ROV conçus pour fonctionner en eau douce et en eau salée, en l’occurrence le DTG3, le PIVOT et le REVOLUTION. Chacun des modèles intègre des batteries internes qui les rendent facilement transportables sans qu’il soit nécessaire de disposer d’une alimentation électrique en surface ou encore de batteries externes.
Au rang des améliorations, le fabricant en a profité également pour rendre plus facile et plus sûr le pilotage à distance en intégrant des capteurs intelligents pour apporter plus de confort dans le pilotage du ROV. Vous allez ainsi pouvoir verrouiller une profondeur, une inclinaison de plongée, sans oublier des informations comme la mesure de la température, par exemple.
Sur la radiocommande qui vous permet de piloter à distance votre ROV, Deep Trekker a également intégré plusieurs types de connexions, notamment un port Ethernet pour faciliter les mises à jour à distance. Vous avez également un port HDMI qui va permettre de brancher un écran déporté, très utile pour éviter que tout le monde regarde sur l’écran du contrôleur qui est de 7″. Vous allez pouvoir installer juste à côté de vous un écran déporté pour faciliter le visionnage des images.
Vous avez également 2 ports USB, qui ne sont pas des détails, puisque vous allez pouvoir brancher un micro USB qui va permettre notamment lorsque vous déclenchez l’enregistrement d’une vidéo, de pouvoir commenter vos images et ainsi gagner un temps considérable, notamment pour vos rapports de missions.
Il faut savoir que ces drones sous-marins sont évolutifs dans le sens où vous allez pouvoir ajouter des équipements optionnels afin de répondre aux besoins spécifiques de vos problématiques. Vous allez pouvoir ajouter des lumières additionnelles pour évoluer dans des environnements confinés et très sombres, un outil de mesure laser pour dimensionner des tailles d’objets ou des tailles de fissures, un échantillonneur d’eau afin d’effectuer des analyses, un sonar d’imagerie 2D, une jauge d’épaisseur pour mesurer la coque des navires. Sans oublier un système de positionnement GPS marin qui va vous permettre de situer votre ROV par rapport à votre position en surface.
INSPECTION SOUS-MARINE
Il existe aujourd’hui de nombreux champs d’applications avec les drones sous-marins. Nous avons listé quelques exemples, sachant qu’il en existe beaucoup d’autres.
Dans le domaine hydraulique, par exemple, il est indispensable d’inspecter les ouvrages afin de s’assurer de leur bon fonctionnement hydrologique et plus généralement de leurs performances générales. Comme vous le savez, l’action de l’eau sur les parties immergées des infrastructures peut provoquer d’importantes dégradations avec le temps et l’utilisation d’un ROV va permettre justement d’accompagner les responsables d’exploitation dans le cadre de leur missions d’entretien et de maintenance.
Dans le cadre des centrales nucléaires, il est également primordial de réaliser des inspections, notamment au niveau des circuits de refroidissement qui sont alimentés par des cours d’eau à travers des canalisations. Grâce à leur petite dimension et à leur maniabilité extrême, les ROV vont permettre aux opérateurs d’inspecter les zones plus difficiles d’accès.
Voyez la cette vidéo qui a été réalisée lors d’une démonstration dans le secteur industriel, réalisée chez un acteur majeur de la chimie française. L’objectif était l’inspection de puits à barbacanes. Ces puits servent à produire de l’eau déminéralisée qui permet de refroidir certains appareils. Cet industriel dispose de 17 puits qui nécessitent des inspections visuelles régulières. Il faisait appel jusqu’à aujourd’hui à des plongeurs scaphandriers. L’objectif avec les ROVs est de pouvoir inspecter chacun des puits facilement et éventuellement de faire intervenir des plongeurs pour nettoyer ces ouvertures dans les puits pour faciliter l’écoulement des eaux d’infiltration. La mission a été accomplie par le ROV DTG3.
L’usage de la robotique autonome devient aujourd’hui indispensable pour accompagner le travail de surveillance et d’inspection. Dans le secteur de la défense et de la sécurité également, il va permettre de mettre en place des mesures de détection efficace et l’application du off-shore et dans les énergies marines.
INSPECTION DE SURFACE
Escadrone est également présent dans le domaine marin en proposant 2 modèles de drones de surface. Ces véhicules marins vont permettre de répondre à de nombreuses applications aquatiques qui vont du simple prélèvement jusqu’aux cartographies et analyses sous-marines les plus poussées.
L’utilisation d’un engin nautique motorisé autonome est un vecteur puissant pour optimiser le temps d’opération sur place, diminuer les risques humain et réduire les coûts au maximum. En fonction des équipements que vous allez choisir, vous allez éventuellement pouvoir réaliser des relevés bathymétriques, effectuer des prélèvements d’eau et autres types d’analyses en milieux humides via des intégrations sur mesure de capteurs.
Le Multi Boat sur votre gauche est un véhicule marin autonome, évolutif et multifonctionnel. Sa structure est entièrement démontable. Elle est composée de modules indépendants qui vont permettre d’emporter différents équipements. Le Multi Boat présente de nombreux avantages: un encombrement minimum, une facilité de transport car l’ensemble tient dans une valise de rangement que vous allez parfaitement pouvoir ranger dans votre utilitaire sans aucun problème, son déploiement est simple et rapide et est effectué en moins de 15 minutes sans avoir recours à une rampe d’accès. C’est également une solution économique car beaucoup moins onéreuse que les méthodes traditionnelles. Elle va mobiliser un seul opérateur pour son fonctionnement, ce qui est plutôt pratique. Elle va bien entendu réduire les risques pour les opérateurs car elle va permettre d’automatiser des missions depuis la berge. Sans oublier un gain de temps grâce à l’automatisation des missions de navigation.
Aujourd’hui, le Multi Boat s’ouvre à d’autres applicatifs. Ses capacités d’emport vont lui permettre d’embarquer un échosondeur monofréquence afin d’étudier les profondeurs marines. Vous allez également pouvoir ajouter une pompe multi-flacons pour effectuer des prélèvements d’eau, embarquer une sonde d’analyse pour calculer les principaux paramètres de l’eau, intégrer une caméra haute-définition avec un zoom intégré qui va être combinée à un projecteur LED.
J’attire votre attention sur le fait que le Multi Boat va pouvoir réaliser des inspections visuelles en surface concernant notamment des ouvrages d’arc qui sont difficiles d’accès, comme l’étude des capacités portantes des ponts en arcs, ce qu’on appelle l’intrados, afin de diagnostiquer des anomalies qui pourraient éventuellement provoquer un effondrement. Il existe aujourd’hui en France des dizaines de milliers de ponts qui n’ont jamais été inspectés, et cet outil va véritablement pouvoir diagnostiquer des anomalies et agir en conséquence si les points ont besoin de travaux.
Le Batidrone qui se présente sous la forme d’un catamaran d’1m de long pour 80 cm de large est destiné aux eaux intérieures grâce notamment à une propulsion électrique. Grâce à sa conception ingénieuse, le Batidrone peut être transporté à l’eau par un seul opérateur. Il est équipé de 2 moteurs qui sont alimentés par des batteries de 16V qui permettent notamment d’alimenter les appareils embarqués. Son autonomie est équivalente à 8h. Le choix de la direction se fait en changeant tout simplement la puissance des moteurs. Il peut se déplacer à une vitesse maximum de 2m/s, sachant que sa vitesse de travail est équivalente à 1,5 m/s. Le Batidrone va accepter des vents d’environ 40 km/h. Vous allez également pouvoir lui ajouter différents équipements optionnels comme un treuil qui va être fixé à l’arrière, capable de descendre des instruments de mesure dans l’eau jusqu’à 80m de profondeur et de pilotage depuis la berge. Vous allez également pouvoir l’équiper d’un système de prélèvement de sédiments grâce à une benne de prélèvement, toujours actionnée par le treuil automatique et aussi d’un système de prélèvement d’eau en flaconnage.
Un relevé bathymétrique va permettre de connaître avec précision la profondeur d’une zone en eau et la retranscrire sous la forme d’une carte ou d’un plan, quelque soit la nature du site inspecté, en l’occurrence un lac, une lagune, un barrage ou encore une digue.
Les drones de surface vont pouvoir répondre à de nombreuses problématiques. Nous avons listé quelques exemples dans les diapositives qui vont suivre.
Dans le cadre d’une zone maritime, il va être intéressant de connaître la profondeur notamment des océans, grâce à un relevé bathymétrique pour permettre tout d’abord d’assurer la sécurité de navigation. Les données que vous récupérerez permettront notamment d’avoir des informations à jour afin de s’assurer que les navires, en fonction de leur tirant d’eau, puissent accéder sans risque au port et près des côtes.
Pour rappel, la bathymétrie est une technique qui permet de mesurer la profondeur et le relief sous la surface de l’eau grâce à différents capteurs.
Dans le cadre des réserves naturelles, vous allez pouvoir faire des prélèvements aquatiques d’ordres multiples tels que l’analyse de la conductivité, la salinité, le pH, la turbidité, etc. Le plus souvent, l’intérêt est d’avoir un vecteur marin rapide à déployer pour aller prélever des échantillons liquides à certains endroits sans contaminer la zone, c’est très important, et avoir le moins de perturbations possibles.
Vous allez pouvoir aussi utiliser la bathymétrie dans des zones portuaires ou des marinas. Les gestionnaires de ports, qui sont notamment des collectivités ou des institutionnels, cherchent eux aussi des solutions pour suivre l’envasement et ainsi éviter les problèmes de navigation, sans oublier l’optimisation des travaux de nettoyages réguliers. Le recours à un drone de surface est également très utile pour les gestionnaires de barrages, pour connaître le niveau d’envasement des prises d’eau et des exutoires de secours.
Pour terminer, si vous équipez votre drone de surface d’une sonde bathymétrique bi-fréquence, vous allez également pouvoir estimer les couches sédimentaires, notamment dans des bassins de décantation ou des gravières.
INSPECTION AÉRIENNE
Le drone aérien dans le cadre d’inspections d’ouvrages se positionne en œil déporté pour permettre d’analyser des anomalies et mettre en place des stratégies de maintenance ou de réparations.
Dans le cadre d’inspections aériennes, on a évidemment une grosse limitation du risque humain à l’usage des drones aériens puisque l’opérateur va rester plutôt éloigné de l’élément à inspecter et reprendre des images en post-production. On a également un gain de temps puisqu’on va pouvoir analyser en temps réel les éventuelles réparations à effectuer et envoyer une équipe avec les bonnes informations et les bons outils pour pouvoir faire les éventuelles réparations. Il y a un gain financier puisqu’on va passer moins de temps sur le terrain, et évidemment un gain de qualité sur la donnée puisqu’on va pouvoir récupérer les informations du drone pour pouvoir peut-être mettre en place des stratégies de maintenance à long terme et faire des analyses sur le trimestre, semestre ou même à l’année, des avancées d’un ouvrage dans le temps.
LA CAMÉRA ZENMUSE Z30 – OUTIL D’INSPECTION VISIBLE
La Z30 est une caméra qui a été créée par DJI pour l’inspection et la surveillance. La grosse valeur ajoutée de cette caméra est son son zoom optique x30 associé à un zoom numérique x6. On bénéficie également sur cette caméra de toute l’expertise et le savoir-faire de DJI sur la stabilisation puisque quand on va exploiter un zoom très performant, les vibrations et les éventuels mouvements sont vraiment amplifiés, ce qui va permettre grâce à cette technologie de stabilisation de réduire ces effets de vibration.
Il est par exemple des inspections de lignes électriques. On peut facilement savoir si les lignes électriques sont bien dégagées et en bon état. Ça peut servir dans le cadre par exemple de tempêtes, d’orages ou des opérations d’élagage, par exemple.
Il est également possible d’inspecter des antennes soit pour faire des visées d’antenne dans le cadre de réseaux télécoms, pour pouvoir visualiser les différentes antennes à proximité et paramétrer l’orientation de ces antennes.
On va pouvoir utiliser ce type de caméra dans différents environnements. Typiquement, si vous avez besoin de faire des opérations de maintenance sur des éoliennes ou d’analyser des éboulements par exemple, dans les régions montagneuses ça peut être le cas, sans pour autant se mettre en danger.
Ce sont est aussi des outils qui sont très utilisés pour des inspections de ponts puisqu’on va pouvoir analyser les piliers sans pour autant devoir faire appel à des cordistes pour pouvoir détecter d’éventuelles anomalies.
LA XT2 – OUTIL D’INSPECTION THERMIQUE
La XT2 est une caméra thermique qui a été créée en collaboration avec FLIR, une société spécialisée dans les outils techniques infrarouge. Cette caméra bénéficie de la technologie FLIR avec un capteur thermique FLIR Tau 2 associé à une caméra 4K et avec une technologie de stabilisation qui va permettre une grande stabilité de l’image dans le cadre des inspections.
On va avoir plusieurs options disponibles sur cette caméra thermique, notamment 2 résolutions: une résolution en 640 x 512 donc la plus grosse, et une résolution en 336 x 256. Il est aussi possible de faire de l’assemblage de photos thermiques pour faire de la reconstitution 2D ou 3D. Pour ce type de mission en photogrammétrie, il faudra forcément la plus grosse résolution du capteur, donc la 640 x 512 qui va récupérer 4 fois plus d’informations.
Ensuite, on va avoir 2 fréquences d’image/seconde : 9Hz et 30Hz. Le 30Hz aura une vidéo beaucoup plus fluide que le 9Hz. Toutes les différentes options de caméra sont à prévoir en fonction de vos activités, en fonction de vos missions, pour que l’outil soit le plus optimal possible. On peut également choisir parmi différents objectifs en fonction de la résolution. Sur la 640p, vous allez retrouver du 13, du 19 et du 25 mm, tandis que sur la 336p, vous allez retrouver du 9, du 13 et du 19 mm.
LES MODES DISPONIBLES DE LA XT2
La caméra thermique XT2 bénéficie de différents modes disponibles. Elle reste pilotable par l’intermédiaire de l’application DJI Pilot. La fonction Temp Alarm vous notifiera en temps réel si des objets dépassent une température qui a été paramétrée. Le Heat Track va permettre de verrouiller l’orientation de la XT2 sur l’objet le plus chaud de votre zone de mission.
Le FLIR MSX superpose l’image thermique et de l’image visible puisque l’image thermique n’a pas des contours très nets, donc le fait de superposer cette image visible va permettre de bien détailler les éléments de la mission et le retour vidéo pour pouvoir inspecter de manière plus claire les informations. Le Temp Check va permettre de mesurer en temps réel la température d’un point à l’écran ou d’une zone sélectionnée. Avec Quick Track, on va faire un focus sur un élément avec la XT2 et tout au long de la mission, la XT2 va rester focus sur ce point donné.
Les Isothermes vont permettre de paramétrer une plage de température et ensuite, tous les éléments qui sont dans cette plage de températures vont ressortir à l’écran.
Enfin, l’image dans l’image où vous allez pouvoir visualiser en temps réel l’image thermique et l’image visible, ce qui permet d’éviter de louper d’éventuelles informations lors de vos missions d’observation.
LES ÉLÉMENTS À PRENDRE EN COMPTE EN INSPECTION THERMIQUE
Il faut savoir que dans l’inspection thermique, il y a quand même un certain nombre de prérequis à respecter, notamment par rapport à la réflexion de la lumière sur les surfaces. Une surface métallisée ne va pas renvoyer la même information de lumière qu’une surface matte. Les surfaces métallisées vont peut-être être moins précises dans le retour d’information thermique.
Ensuite, il y a les conditions météos auxquelles il faut faire extrêmement attention, puisque si vous êtes sur des conditions météo très ensoleillées, peut-être caniculaires, vos informations de température peuvent peut-être être un peu faussées par la chaleur. Au contraire, faire des missions sur des surfaces d’ombre, vous allez forcément avoir une surface un peu plus froide mais ce sera dû à cette ombre projetée par les différentes conditions météo.
La distance de l’objet est aussi un élément très important puisque plus vous allez proche de votre objet à inspecter, plus l’information de température sera fiable. Tandis que si vous vous éloignez, il y a différents éléments qui vont rentrer un jeu et qui vont rendre cette information un petit peu moins précise.
Enfin, l’émissivité des matériaux, chaque matériau va renvoyer la lumière d’une manière différente, ce qui fait que si vous faites une inspection sur de l’aluminium, du bois, du béton, du métal, votre information de température ne sera pas forcément la même. On a un exemple ici avec deux photos, une photo en visible et une photo en thermique avec des scotchs positionnés sur la tasse. Le liquide à l’intérieur est chaud et on se rend compte que les informations de lumière renvoyées ne sont pas les mêmes.