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Les drones au service de l'Homme

Dossier - Tout savoir sur les drones
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Daniel Ichbiah

À l’origine, le terme « drone » correspond à l’anglicisme faux-bourdon. Le bruit émis par le moteur en vol d’un drone rappelait le bourdonnement de cet insecte.

  
DossiersTout savoir sur les drones
 

Si le drone n'a pas toujours eu bonne presse, nous avons peu à peu découvert qu'il était bien plus qu'une machine de mort volante. Certains appareils se rendent utiles pour toutes sortes d'applications civiles : prise de vues en altitude, surveillance d'oléoducs, recherche de personnes ensevelies sous une avalanche, aide à l'entraînement sportif de haut niveau...

Dédié à la sécurité publique, le X4-ES du Canadien Draganfly se donne pour mission d’aller capturer des images au plus vite en situation d’urgence et se vante de pouvoir « sauver des vies ». © Draganfly

Au Japon, des modèles en forme d'hélicoptère servent depuis plus de 30 ans à l'épandage. Des drones sont utilisés pour surveiller ouragans et cyclones en Australie, surveiller des côtes à Singapour, inspecter les centrales nucléaires endommagées de Fukushima, etc.

La National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) utilise l'Aérosonde pour pister les ouragans (ce drone peut même entrer dans un ouragan et envoyer de là des statistiques sur la vitesse du vent, la pression atmosphérique et la température) et surveiller la météo. L'Aérosonde surpasse tous les avions pilotés dans la collecte de données atmosphériques. Il peut aisément survoler les océans et les régions éloignées car sa portée est de 3.000 km. Il vole à 4.500 mètres d'altitude à une vitesse de 148 km/h.

Dans le domaine agricole, un drone peut détecter les anomalies de pousse (parasites, insectes...) dans un champ de plusieurs dizaines d'hectares et indiquer à un tracteur l'endroit précis à traiter. À partir des cartes précises qu'ils génèrent des terres agricoles, les agriculteurs  peuvent obtenir une vue à vol d'oiseau et ainsi surveiller les récoltes, faire fuir les parasites avant qu'ils ne provoquent des dommages, mais aussi calculer les besoins en engrais. Dans le Morbihan, un éleveur met les drones à profit pour faire rentrer les vaches à l'étable - intriguées par cet objet volant, elles ont tendance à le suivre !

Global Hawk de la Nasa permet d'améliorer notre compréhension des tempêtes, en étudiant les ouragans en profondeur. En France, le leader du drone civil Delair Tech étudie avec Veolia la possibilité d'utiliser des drones pour relever les compteurs d'eau chez des particuliers.

Des drones pour la surveillance de la nature et des espèces menacées

S'il est un défi pour les organisations de protection de l'environnement, c'est de surveiller les terres où les espèces en voie de disparition doivent faire face à la déforestation ou au braconnage. Ce problème est particulièrement épineux quand les terres sont inaccessibles ou particulièrement vastes. Les drones changent la donne : ils peuvent être déployés au-dessus de vastes étendues de forêts et de savanes et envoyer des données de manière immédiate.

Le rhinocéros blanc est une espèce menacée du fait d'un braconnage ravageur. Il a d'ailleurs disparu de l'Afrique du Nord en mars 2018. Des gardes et des patrouilles régulières cherchent à dissuader des braconniers souvent bien armés. C'est là où les drones entrent en jeu : ils recueillent depuis le ciel des données sur les schémas de déplacement et le nombre d'animaux, permettant ainsi aux conservationnistes d'éviter de se faire tirer dessus. L'utilisation de drones en Afrique du Sud a permis un déclin de l'activité illégale. Avantage : même les organismes de bienfaisance à court d'argent peuvent en bénéficier car ils peuvent être assemblés pour quelques milliers d'euros.

Le gorille de montagne et l'orang-outan sont pareillement classés en voie de disparition en raison de la déforestation. Ils vivent généralement dans la jungle dense, des zones ardues à atteindre par l'Homme. Plutôt que de monter une expédition consommatrice de temps et d'argent, on peut envoyer des drones survoler la canopée pour capturer des données sur l'habitat des animaux. Ces informations sont précieuses quand il devient indispensable de mettre une expédition sur pied, car les aventuriers disposent de renseignements à jour sur les allées et venues des animaux.

L'utilisation des drones en archéologie

On sait que les archéologues se servent depuis longtemps de photographies aériennes pour cartographier des sites de fouilles. Toutefois, les drones se révèlent moins chers que les montgolfières et autres aéronefs et garantissent une qualité d'image bien supérieure.

Pilotés manuellement ou préprogrammés, ils prennent des photos à des intervalles réguliers qu'un logiciel arrange pour créer une vue extrêmement précise du site. La carte en trois dimensions peut être manipulée à l'écran, ce qui permet aux archéologues de scruter des détails de quelques centimètres. Certes, les archéologues doivent encore aller sur place et commencer les fouilles de la zone. Toutefois, ils acquièrent une connaissance préalable qui aide à déterminer les endroits où prospecter.

Les drones sont naturellement devenus une aide précieuse pour les archéologues : en survolant des zones d’accès difficiles, comme ici à Petra en Jordanie, ils aident à repérer des sites inexplorés et à préparer les missions. © Sarah Parcak

À Petra, en Jordanie, les archéologues Sarah Parcak et Christopher Tuttle ont combiné des images de drones et de satellites pour identifier les empreintes effacées de bâtiments anciens, ce qui a conduit à la découverte d'un immense monument à seulement 800 mètres au sud du centre de la ville antique.

Les drones fournissent également des informations pour aider à limiter le pillage de ces sites historiques importants. Les archéologues peuvent suivre les changements récents dans le paysage, même lorsque la zone dépasse 50 km² et décider d'une intervention.

Zipline s’est donné pour mission de faciliter la livraison de produits médicaux (sang, médicaments) par la voie des airs à des fins humanitaires dans des régions comme le Rwanda. © Zipline

Intervention humanitaire

La société Zipline a démarré au Rwanda un programme inédit, utilisant des avions miniatures sans pilote pour distribuer médicaments et vaccins, ou des réserves de sang destinées aux transfusions. Une quinzaine d'appareils, emportant leurs précieux colis à une vitesse pouvant aller jusqu'à 128 km/h (le record actuel si l'on en croit cette société), sont amenés à assurer jusqu'à 150 livraisons par jour, pour un coût inférieur à une livraison en moto.

Évitant aux pisteurs des parcours fastidieux, les drones de Mountain Drones pourraient lâcher des charges de dynamite en des endroits précis, et ainsi dégager les zones à risque pour provoquer des avalanches contrôlées. © Mountain Drones

Des drones déclencheurs d’avalanche

Utiliser des drones pour déclencher des avalanches ? L'idée, portée par l'entreprise américaine Mountain Drones est susceptible de sauver des vies. Évitant aux pisteurs des parcours fastidieux, les drones pourraient lâcher des charges de dynamite en des endroits précis, et ainsi dégager les zones à risque pour provoquer des avalanches contrôlées.

Drone Commander. © Draganflyer
Drone Guardian. © Draganflyer
 Drone X6 fait partie des types de drones d'urgence de Draganflyer. © Draganflyer

États d’urgence

Lutte contre les incendies de forêt, exploration de zones de catastrophe naturelle, tout est bon pour les drones d'urgence comme ceux de Draganflyer. Ces microdrones sont souvent utilisés pour explorer les bâtiments après un séisme, et ne pas risquer une vie humaine en cas d'effondrement. Les zones irradiées sont également explorées en premier lieu par ces drones télécommandés sans pilote.

La conception de Prandtl-D intègre les recherches de plusieurs ingénieurs et pionniers de l’aérodynamique, et a résulté en une aile en forme de cloche plutôt qu’elliptique. © Nasa

Exploration spatiale

La mission de trouver de l'eau et de la glace sur Mars va se voir élargie grâce à une nouvelle génération de drones de la Nasa. La conception de Prandtl-D a démarré avec les recherches de l'ingénieur en aéronautique du début du XXe siècle, Ludwig Prandtl. Elle intègre les conclusions de plusieurs autres ingénieurs et pionniers de l'aérodynamique. Il en résulte une aile en forme de cloche plutôt qu'elliptique. L'absence d'une queue et de surfaces verticales réduisent considérablement le poids de l'engin. Ces caractéristiques aboutissent à une économie de carburant de plus de 30 %. Si les premiers prototypes sont de taille, la Nasa estime que le drone final sera aussi petit que la paume d'une main. Ce petit drone pourra être piloté vers les zones difficiles d'accès telles que l'intérieur de tubes de lave sur Mars ou ailleurs.

Trouver de l’eau et de la glace sur Mars demeure une préoccupation essentielle de la Nasa et des drones tels que Prandtl-D pourraient fortement y contribuer. © Nasa

Saturne est une autre cible de choix. Son plus grand satellite, Titan, est un monde semblable à la Terre mais hors de notre portée. Avec ses lacs liquides, son atmosphère épaisse et son système climatique, nul doute qu'il soit bon de le visiter. La sonde Huygens y a atterri en 2005, mais n'a pu retranscrire que brièvement ce qu'elle voyait. Avec l'avancement de la technologie des drones, nous pourrons le découvrir depuis les airs mais aussi sur les terres et dans la mer.

Du fait de l'épaisse atmosphère de Titan, la Nasa envisage des drones avec pales et rotor plutôt que propulsés au gaz. Des montgolfières survolant la surface serviront de stations de recharge pour les drones, qui y déposeront leurs échantillons. Le souci concerne avant tout les mers de Titan qui sont composées d'hydrocarbures liquides plutôt que d'eau et vont nécessiter des matériaux particulièrement résistants.