L’activité drones au sein du Réseau Scientifique et Technique (RST) du Ministère de l’Ecologie, du Développement Durable et de l’Energie (MEDDE)

Le marché des drones civils

Le marché des drones civils est en pleine expansion, bénéficiant de la montée en puissance des drones militaires. Les drones civils représentent environ 10 % de l’ensemble du marché.

La France est le premier pays au monde à s’être doté d’une réglementation pour l’utilisation des drones dans son espace aérien (arrêtés du 11 avril 2012), qui précise les conditions de leur emploi et les capacités requises des personnes qui les utilisent.

La région Aquitaine semble s’imposer en leader européen sur le marché du drone civil. Elle abrite le salon international dédié aux drones : l’ « UAV Show Europe ». Le pôle PEGASE en région PACA s’intéresse également aux drones.

Actuellement le marché du drone léger est en pleine expansion et plusieurs constructeurs commercialisent des appareils à bas prix, démultipliant le nombre d’appareils utilisés, ce qui pose dans certains cas quelques soucis au regard de la réglementation en vigueur. Les utilisations techniques se développent très rapidement dans tous les domaines qui nécessitent la prise de vues et l’exploitation de données environnementales à des fins de gestion des ressources, de suivi de l’état d’ouvrages, de gestion du patrimoine, de prévention des risques et d’optimisation des pratiques en agriculture de précision et de gestion de la forêt.

Bilan des activités drones au RST

Certains organismes du RST sont présents dans ce domaine. Une enquête, menée par la Direction de la recherche et de l’innovation (CGDD/DRI) du MEDDE a montré que les organismes pionniers ont déjà investi le domaine et que de nouveaux entrants souhaitent disposer d’éléments de comparaison pour s’y investir. C’est ainsi que 12 organismes ont recours à ce type d’appareils et que 11 autres leur portent un intérêt marqué.

La DRI, dans le cadre de sa mission d’animation des organismes du RST, a proposé de mener une réflexion sur l’utilisation des drones et de mettre en évidence les synergies possibles.

Analyse des réponses aux questionnaires

Les organismes du RST utilisateurs de drones mènent des activités spécifiques et dans la plupart des cas utilisent des drones comme un moyen technologique qui permet d’acquérir à haut rendement et dans des conditions de sécurité optimale (pénétration dans des zones à risque élevé) des données environnementales.

Bien que les applications soient assez différentes entre les organismes, nous pouvons identifier des champs communs en matière de vecteur, de capteurs, de post-traitement et d’organisation.

Domaines d’utilisation existants ou potentiels

A noter des intérêts marqués de certains organismes pour la mise en place d’approches intégrées entre plusieurs types de drones (sous-marin, surface, air) et pour une réflexion sur une approche satellite – drone – système embarqué.

Vecteurs

Globalement, les vecteurs utilisés sont majoritairement des objets volants : voilure fixe ou multicopters. On trouve également des cerfs volants. Certains organismes font appel en complément à des ULM. La majorité des équipes ont recours ou disposent pour la plupart d’un seul vecteur, mais plusieurs sont dotés à la fois d’ailes volantes et de multicopters, ce qui leur permet d’étendre le champ de leurs prestations.

Capteurs

La pluralité des applications nécessitent des capteurs différents. La majorité des capteurs embarqués sont des appareils photos ou des caméras, qui sont éventuellement modifiés pour travailler dans le proche infrarouge ou l’infrarouge. Certaines applications requièrent des capteurs qui permettent des mesures in situ : température, rayonnement... ou encore des prélèvements : particules...

A noter l’apparition du lidar embarqué (Avion Jaune) qui complète et pourrait remplacer à terme la restitution photogrammétrique.

Outils de post-traitement des données

La majorité des organismes utilisent des appareils photos qui permettent de restituer des modèles surfaciques de terrain (MST) ou des modèles numériques de terrain (MNT) qui peuvent ensuite, après géoréférencement, être introduits dans des systèmes d’information géographique (SIG) utilisés dans de nombreuses applications.

Qualification et organisation des équipes

Les équipes sont en général très petites : 2 à 3 personnes sont qualifiées au sens de la réglementation de la DGAC. Plusieurs organismes ont d’ailleurs choisi d’opérer au niveau du scénario S1 : hors zone urbaine, hauteur limitée à 150 m et éloignement limité en horizontal à 100 m. Les autres scénarios nécessitent davantage de contraintes, donc de compétences de la part des pilotes.

Compétences de certaines équipes du RST

L’une des richesses du RST dans ce domaine provient de compétences originales développées dans certains laboratoires :

• Enac : conception et développement d’un autopilote (système Paparazzi) et animation d’une communauté internationale sur l’évolution de ce système. L’ENAC organise régulièrement des conférences et compétitions internationale de maniement des drones (Toulouse septembre 2013).
• IGN a développé le logiciel libre Mic-Mac, qui permet de restituer des modèles numériques de terrain à partir de photographies aériennes.
• Ifsttar a déposé un brevet sur le système Quadro qui permet de faire des prélèvements d’eau en rivière à partir de drones.
• Irstea participe à des projets de recherche sur les thématiques liées à la végétation, par exemple la mise en œuvre du stress hydrique des plantes ou le désherbage localisé à l’aide de drones.

Constitution de deux groupes de travail

Deux groupes de travail ont été constitués :

• SAM : surveillance – auscultation – monitoring de l’environnement. Il s’agit d’intervenir à intervalles réguliers (analyses diachroniques) pour mettre en évidence les évolutions de processus (corrosion, érosion...) qui pourraient être dommageables pour l’environnement ou la sécurité des personnes.
• IRM : intervention en période de risque majeur. Il s’agit d’analyser les conditions d’utilisation des drones au cours du suivi d’un événement catastrophique (crue, submersion marine, tsunami, tremblement de terre), dans le respect de la réglementation aérienne et en intégrant les limites d’utilisation des engins en fonction des paramètres météorologiques (vent, visibilité, pluie).

Les deux groupes de travail devraient fournir des recommandations aux organismes du RST en matière d’équipement : vecteurs, capteurs, post traitement et synergies à mettre en place.