Les drones pour l’arpentage et l’inspection – Tout ce qu’il faut savoir

L’arpentage et l’inspection constituent un défi particulier lorsque le terrain à arpenter n’est pas accessible ou que l’objet à inspecter est difficile à atteindre. Les drones, avec leurs images aériennes à haute résolution, sont ici une aide idéale.

Dans les milieux spécialisés, ces appareils volants télécommandés sont également appelés drones. L’abréviation UAV signifie “Unmanned Aerial Vehicle” (véhicule aérien sans pilote). Même si le pilote d’un drone n’est pas à bord, ces appareils sont extrêmement puissants et polyvalents.

Nous serions heureux de vous montrer les possibilités dans le domaine de l’arpentage et de l’inspection.

Quels sont les avantages des levés par drones ?

Drones pour l'arpentage et l'inspection

Il existe aujourd’hui de nombreux drones ou copters. En fonction du nombre d’hélices, ils sont également appelés quadrocoptères, hexacoptères, octocoptères ou simplement multicoptères. Même dans le segment de prix le plus bas, les copters offrent déjà un nombre incroyable de caractéristiques de performance, comme des capteurs de position et d’accélération pour un vol stationnaire absolument stable ou des caméras HD pour l’enregistrement de vidéos et de photos.

Dans le cas des copters de la catégorie de prix moyenne, la réception des satellites de navigation GPS et Glonass permet un vol stationnaire autonome sur place ainsi qu’une orientation sur le terrain avec fonction de retour automatique.

Même la détection complexe des obstacles est constamment améliorée dans la dernière génération de drones. Il n’est donc pas étonnant que ces machines volantes haut de gamme et intelligentes soient désormais capables d’effectuer de plus en plus de tâches, comme l’arpentage depuis les airs.

L’arpentage depuis les airs à l’aide de drones offre certains avantages qui ne doivent pas être sous-estimés :

Économies de temps et de coûts

Les levés effectués à l’aide de drones sont rapides, simples et peuvent être réalisés sur place avec peu d’efforts. L’évaluation des photographies aériennes se fait automatiquement, ce qui permet de gagner du temps et de l’argent.

Il n’est pas nécessaire de saisir le terrain à relever.

En particulier dans les zones inaccessibles ou dans les zones où il est interdit de pénétrer pour des raisons de sécurité, les levés aériens sont la seule alternative possible.

L’arpentage de terrains difficiles est simplifié

Souvent, le terrain à sonder comporte de nombreux obstacles, tels que des bâtiments, des collines ou des dépressions dans le sol. Dans ce cas, les levés aériens sont beaucoup plus rapides et faciles que les méthodes conventionnelles.

Même les grandes surfaces peuvent être sondées rapidement

Les drones ont tout leur avantage lorsqu’il s’agit d’arpenter de grandes zones, car ils peuvent utiliser la photogrammétrie pour enregistrer beaucoup plus de points de mesure en peu de temps que ce qui serait possible depuis le sol.

L’arpentage est reproductible

En volant à partir de points de passage prédéterminés, l’enquête peut être répétée à tout moment. Il est ainsi facile de documenter les changements survenus dans la zone d’enquête.

Le “travail de terrain” sur le site est réduit au minimum.

En survolant automatiquement les points de passage, toutes les informations nécessaires sont collectées en peu de temps. L’évaluation des photographies aériennes peut ensuite être effectuée ultérieurement sur le PC.

L’enquête fournit un résultat de mesure détaillé

Une fois l’enquête terminée, un modèle polygonal 3D du terrain est disponible. Dans ce paysage virtuel, la position exacte peut être lue à tout moment.

Comment fonctionne l’arpentage avec des drones ?

Avant le vol, il y a la planification

Drones pour l'arpentage et l'inspection

Avant de pouvoir commencer le relevé ou le vol proprement dit, le vol du drone est d’abord planifié dans un logiciel de points de cheminement. Le logiciel des points de cheminement est fourni avec l’hélicoptère ou peut être téléchargé sous forme d’application.

Lors de la planification, la zone à relever et les points de virage correspondants sont déterminés. L’hélicoptère survolera ensuite la zone à surveiller par bandes et prendra des photos verticales depuis le haut.

La distance latérale des différentes lignes de vol et la séquence temporelle des photographies aériennes à haute résolution dépendent de l’objectif de la caméra utilisée et de l’altitude de vol.

Il est important qu’une zone plus large que la zone à relever soit survolée afin que le résultat du relevé ait également la précision requise dans la zone périphérique. Les données sont ensuite transférées de l’ordinateur, du portable ou de la tablette vers le drone.

Utilisation des points de contrôle terrestres*

Drones pour l'arpentage et l'inspection

Des points de contrôle au sol sont utilisés pour que le modèle 3D ultérieur du terrain relevé puisse être référencé avec une précision métrique. On utilise pour cela des surfaces colorées d’environ DIN A 3 ou plus, en plastique ou en papier laminé. Le trou au milieu, à côté de l’étiquetage, représente le point de mesure.

Le nombre de points de contrôle au sol dépend de la taille de la zone à mesurer. Pour les petites surfaces, environ 5 à 7 points de marquage sont suffisants. Pour les grandes surfaces, il en faut davantage.

Après avoir déployé les points de mesure et les avoir solidement fixés à l’aide de clous, les coordonnées des points de contrôle au sol sont enregistrées avec une précision centimétrique à l’aide d’un équipement de topographie GPS de haute qualité (tachéomètre/GPS rover).

Ceci est important pour pouvoir détecter toute erreur ultérieurement lors de la cartographie du modèle 3D. En outre, le modèle numérique de terrain n’existe alors pas seulement dans un système de coordonnées local.

*Note
Entre-temps, certains copters sont déjà équipés de récepteurs RTK (Real Time Kinematic). La position de l’hélicoptère ou de la caméra peut ainsi être calculée avec une précision allant jusqu’à 2,5 cm, et l’utilisation de points de contrôle n’est plus nécessaire pour la cartographie.

Les photographies aériennes sont créées

Drones pour l'arpentage et l'inspection

Après les travaux préliminaires, le relevé aérien peut commencer.

Pour que les photographies aériennes se superposent ensuite de manière cohérente, le drone doit survoler exactement et automatiquement les points de repère préalablement définis en mode GPS.

Pendant ce processus, l’opérateur du drone a un contact visuel permanent avec l’appareil et peut intervenir manuellement dans le vol si nécessaire.

Immédiatement après le vol, la qualité des photographies aériennes doit être vérifiée.

Traitement des données en post-production

Les images sont chargées dans un logiciel de photogrammétrie avec les éventuelles données de position GPS. Au cours de ce processus, les images individuelles sont assemblées comme une mosaïque. En raison de la forte superposition des images individuelles, un point de contrôle au sol peut être vu sur plusieurs images.

À l’aide d’algorithmes de photogrammétrie, le programme calcule un grand nombre de points de mesure (nuage de points) du sol ou du terrain et crée ainsi un modèle polygonal 3D texturé. En assignant manuellement les données GPS des points de contrôle au sol, le modèle 3D complet est géoréférencé. Ensuite, la position précise peut être lue en chaque point du modèle 3D.

Traitement ultérieur des données

Le résultat de la mesure peut être traité ultérieurement ou exporté dans différents formats, par exemple sous forme d’orthophoto. Toute distorsion ou erreur de position est corrigée par calcul et une image en mosaïque est générée. Le résultat ressemble beaucoup à une image satellite et peut être utilisé pour planifier des zones de construction ou des routes.

Quels sont les avantages de l’inspection par drone ?

L’inspection des structures et la surveillance des installations techniques prennent beaucoup de temps et sont très coûteuses avec les méthodes d’inspection conventionnelles.

Des grimpeurs industriels munis d’un équipement de descente en rappel et du personnel spécialement formé sont nécessaires pour effectuer des inspections sur des façades de bâtiments élevés ou des éoliennes.

Dans certains cas, des échafaudages, des chariots élévateurs ou même des hélicoptères sont utilisés. Mais même cet équipement atteint rapidement ses limites si l’objet à inspecter est difficile d’accès.

Dans le cas des pylônes électriques, il y a un autre problème. Souvent, il n’est pas si facile de déconnecter les lignes électriques aériennes de la tension.

Drones pour l'arpentage et l'inspection

Grâce aux drones, une inspection détaillée peut être effectuée rapidement et facilement, même dans les zones inaccessibles des bâtiments ou des installations industrielles.

Les photographies aériennes à haute résolution prises au cours du processus peuvent ensuite être analysées et examinées à loisir. Les documents sont ensuite également utilisés pour planifier efficacement les étapes ultérieures d’entretien, de rénovation ou de réparation.

Grâce à l’utilisation rapide et sans problème des drones, les zones jugées critiques peuvent être inspectées à des intervalles beaucoup plus courts. Grâce à un suivi permanent, les changements peuvent être observés de manière fiable et documentés de manière transparente.

Mais même les dommages invisibles à l’œil humain sont détectés rapidement et de manière fiable par les drones d’inspection.

Mais les drones d’inspection peuvent également visualiser et enregistrer des dommages qui sont autrement invisibles. Les caméras infrarouges détectent de manière fiable les cellules défectueuses dans les systèmes solaires, les endroits défectueux dans les pipelines ou les zones présentant une évolution anormalement élevée de la température. De cette manière, les défauts peuvent être corrigés rapidement et à moindre coût, avant même que des dommages importants ne surviennent.

Dans quels domaines les drones peuvent-ils être utilisés pour l’inspection ?

L’éventail des applications de l’inspection par drones est varié :

Projets de construction industrielle et commerciale

Pour les chantiers de grande envergure, des vols d’inspection réguliers permettent de documenter très bien l’avancement des travaux et le respect du calendrier.

Toits des maisons et façades des bâtiments

La documentation des dommages causés par les tempêtes ou l’inspection régulière de la structure du bâtiment peuvent être effectuées rapidement et facilement à l’aide de la photographie aérienne.

Pont et structures porteuses

Dans les endroits qui ne peuvent être atteints par le haut ou le bas sans grand effort, les drones d’inspection jouent à plein pour analyser l’état actuel de la construction.

Barrages, écluses et berges

Les inspections régulières sont extrêmement importantes pour les installations structurelles importantes pour la sécurité. Ici, l’utilisation rentable d’un drone d’inspection devient rapidement très positive.

Installations de télécommunications

Un drone peut également être utilisé pour inspecter les mâts de transmission et les antennes difficiles d’accès, rapidement et facilement, sans perturber le fonctionnement des installations pendant trop longtemps.

Installations industrielles et cheminées

Les structures telles que les éoliennes sont exposées à des charges élevées ou à des conditions météorologiques extrêmes. Ils doivent être inspectés régulièrement pour détecter la fatigue du matériau à un stade précoce.

Bâtiments et monuments historiques

En inspectant avec un drone caméra, aucune contrainte n’est exercée sur l’objet à inspecter. Ce type d’inspection est donc parfaitement adapté aux objets dont le tissu immobilier est sensible.

Installations énergétiques et centrales électriques

L’inspection des centrales énergétiques peut se faire à une distance sûre grâce à l’utilisation de caméras zoom. Dans la plupart des cas, il n’est pas nécessaire d’éteindre les installations à des fins d’inspection.

Lignes électriques et pylônes

Dans le cas des lignes électriques aériennes, l’état du tracé de la ligne, ainsi que des pylônes individuels, peut être facilement inspecté. Une inspection est possible même si les lignes traversent un terrain impraticable.

Conclusion

Drones pour l'arpentage et l'inspection

Les drones sont de plus en plus populaires pour les tâches d’arpentage et d’inspection. Cela n’est pas surprenant, car outre les coûts d’acquisition, qui ne doivent être payés qu’une seule fois, l’utilisation et le fonctionnement des drones sont possibles avec un effort minimal. De plus, il n’y a pas de coûts élevés pour la maintenance ou l’entretien.

L’utilisation rapide et flexible des drones, même sur des terrains accidentés et dans des endroits difficiles d’accès, est tout aussi avantageuse. D’une part, les photographies aériennes à haute résolution peuvent être évaluées sur place et en temps réel. D’autre part, les photographies aériennes peuvent également être archivées et servir ensuite de preuve en cas de changement à long terme.

En utilisant des caméras thermiques, il est même possible de faire de la thermographie. Cela permet de détecter de manière fiable des dommages qui sont normalement invisibles à l’œil humain.

En même temps, la manipulation des porte-caméras volants est extrêmement simple. Les drones sont dotés d’une électronique sophistiquée avec des capteurs de position et de stabilisation très sensibles, qui rendent la position de vol extrêmement stable même dans des conditions de vent défavorables. Grâce au récepteur de navigation par satellite intégré, les drones peuvent s’orienter dans l’espace et se mettre automatiquement en vol stationnaire ou suivre automatiquement des itinéraires prédéfinis.

Pour pouvoir utiliser un drone, il suffit de se familiariser raisonnablement avec le sujet et de s’entraîner. Les deux peuvent être obtenus avec les preuves de connaissances nécessaires dans le cadre d’un cours de formation.


Voir aussi :
  • Drone avec caméra
  • Drone avec caméra thermique
  • Drone de moins de 250 g
  • Drone de surveillance, drone BOS
  • Drones pour débutants
  • Quadricopter, Multicopter