Drones : outils du futur pour les géomètres ?

Ils font l’actualité dans de multiples domaines : opérations militaires, prises de vue pour la réalisation de films, loisirs … Ils sont en train de faire une incursion de plus en plus remarquée dans le domaine de la géomatique : ce sont les drones.

Ces appareils sont constitués d’une plate-forme (structure, motorisation, système de guidage, systèmes de contrôle, capteurs, etc.) et d’une charge utile. Cette charge utile, dans le cas d’appareils légers, se limite à un appareil photo. Plus la charge utile est lourde, plus la plate-forme doit être dimensionnée en conséquence, notamment pour garder assez d’agilité dans le pilotage du drone.

Dans cet article, nous nous intéresserons aux drones pour des applications en géomatique.

Inventaire des solutions

Deux types principaux de solutions existent :

  • les quadricoptères : la portance du drone est assurée par les rotors. Ils sont au nombre de quatre, mais certains drones en ont six (hexacoptère) ou plus … On parle de solution à voilure tournante.
  • les ailes volantes : la portance est assurée par les ailes, un ou deux moteurs assurent la propulsion. On parle de solution à voilure fixe.

Les quadricoptères

Le quadricoptère le plus connu du grand public est l’AR Drone (actuellement produit dans sa deuxième version par la société française Parrot, commercialisé 300 €.) Il se pilote avec une application pour smartphone/tablette via une liaison wifi. Cette solution n’est pas vraiment adaptée pour le monde professionnel (faible autonomie, aucune charge de plus de 100 g ne peut être embarquée sans risque.) Cependant, une application en photogrammétrie a déjà été réalisée par Charles Dunk :

Sa solution peut être améliorée avec un boitier supplémentaire qui sera commercialisé par Parrot (GPS et enregistreur) et qui permettra le vol autonome du drone en ayant préalablement défini un plan de vol.

Il existe des solutions professionnelles, beaucoup plus chères mais qui permettent de réaliser des prises de vues sur de plus grandes emprises et ce avec des appareils photos performants. L’entreprise française Delta Drone, basée à Grenoble, commercialise une solution à voilure tournante (Delta-H) mais également fixe (Delta-Y). ERDF (entreprise en charge de la distribution d’électricité en France) a récemment conclu un marché pour surveiller ses lignes et transformateurs avec des quadricoptères. Plus d’informations ici.

Les ailes volantes

En Europe, deux grands fabricants produisent des ailes volantes à destination des professionnels de la géomatique. La première, GateWing, est une société belge récemment rachetée par Trimble. Elle commercialise l’aile volante X100 à 40 k€.

Gatewing X100 official product video (2012) from Fries Porteman on Vimeo.

Son principal concurrent est la société suisse SenseFly. Elle a été récemment rachetée par le groupe français Parrot (qui produit déjà l’AR Drone.) Leur drone vedette est le eBee. C’est une solution qui ne nécessite pas de catapulte contrairement à la solution de GateWing. Le drone est vendu avec un logiciel qui permet de calculer un plan de vol et de piloter l’aile volante à distance via une radio qui porte à 3 km en champ libre. Le drone est également vendu avec une suite logiciel permettant le traitement afin de produire facilement des nuages de points 3D et des orthophotos. Cette solution est commercialisée à moins de 20 k€.

Quelle solution retenir ?

Tout dépendra de l’usage. Il faut comprendre que ce qui est habituellement réalisé par un avion sera réalisé à petite échelle par une aile volante. Et ce qui est réalisé avec un hélicoptère le sera aisément à petite échelle avec un quadricoptère. Un quadricoptère a l’avantage de sa maniabilité et du vol stationnaire mais il utilise une grande partie de son autonomie pour rester en sustentation. Il a aussi l’inconvénient d’être plus lourd et plus fragile qu’une aile volante.

Par exemple, on choisira un quadricoptère pour faire de la surveillance d’ouvrages d’art alors qu’une aile volante sera plus adaptée à la production d’orthophotos ou de restitution photogrammétrique sur de grandes emprises.

Importance du post-traitement

Une fois le vol terminé, il reste à exploiter les photos. Le but est d’obtenir un nuage de points 3D, un modèle numérique de terrain, ou des orthophotos. Une solution gratuite, mais très limitée sera d’utiliser le logiciel 123D Catch d’Autodesk. C’est ce qu’à utilisé Charles Dunk dans l’exemple de la première video de cette page.

Le drone eBee de SenseFly est fourni avec une solution de Pix4D, le drone X100 de GateWing avec une solution développée par Trimble.

Autrement, il faudra se rabattre sur les solutions de photogrammétrie classiques (Agisoft PhotoScan, PhotoModeler, etc.)

La législation française

Il n’est pas possible de faire voler un drone sans ignorer la loi. La législation à ce sujet est en constante évolution. Pour simplifier, la loi a prévu plusieurs scenari de vol (4 principaux , fonction de la hauteur de vol, du peuplement de la zone, du poids du drone, de la visibilité, etc … Certaines sont contraignantes, et hélas, ce sont celles qui vont s’appliquer la plupart du temps pour des travaux photogrammétriques.

Conclusion

Dans le futur, pourquoi ne pas imaginer un drone emportant pour charge utile un scanner laser, une centrale inertielle, ou un récepteur GNSS ? Un premier pas a déjà été franchi, nous en parlions dans cet article où un quadricoptère réalise un levé d’intérieur en temps réél avec un scanner laser. Avec la miniaturisation des composants (prenons l’évolution de la taille du premier récepteur GPS avec un R10 par exemple), les perspectives à l’échéance de quelques années sont très encourageantes !

11 réflexions sur “ Drones : outils du futur pour les géomètres ? ”

  1. En guise de société française, et commercialisant des ailes volantes, vous pouvez rajouter « Lehmann Aviation » (agréée)
    http://www.lehmannaviation.com/

    Les tarifs sont bien moindres que ceux des sociétés précitées (et annoncés en première page!) et les compétences sont bien là.

    Le concept (breveté) est intéressant puisqu’il consiste à fournir 2 ailes « vides » sous lesquelles ont implante via des scratchs le module électronique contenant notamment le moteur.
    Ainsi si vous avez cassé une aile, vous disposez d’une autre pour travailler…
    http://www.youtube.com/watch?v=4nHG4sCihnY

    A noter que je n’ai rien à voir avec cette société, si ce n’est que j’ai un ami qui revend ce matériel. J’espère m’équiper bientôt…

  2. Bonjour
    j’ai un projet d’achat de drone à voilure fixe type aile; on parle beaucoup du ebee mais j’ai vu aussi les appareils de Lehmann Aviation qui ont l’air pas mal et qui semblent offrir les memes possibilités pour un prix beaucoup plus faible; est ce que quelqu’un connait? qu’en pensez vous?
    merci pour vos réponses

  3. Pour le scan, ce n’est plus du rêve, ça existe. l’avion jaune propose un module lidar-gps rtk-batterie de 2.2Kg

    On peut faire plus précis en photogrammétrie, mais l’avantage du lidar, c’est qu’avec les divers échos, on peut lever sous couvert végétal.
    Niveau tarif, ça pique…faut vraiment avoir un bon marché

    1. Bonjour Loïc,
      cet article commence à dater, et les infos ne sont plus tellement d’actualité, surtout à la vitesse où évoluent les performances des drones et des capteurs embarqués.
      Merci de ta visite sur ce blog !

  4. J ai pour projet d ouvrir une société ayant un drone avec appareil photo pouvant me permettre de faire de la photogrammétrie à titre professionnel le fait d établir des plans pour tout ce qui est rénovation urbaine…;J aurai besoin de renseignements sur matériel formation logiciel
    Merci par avance
    Pat

    1. Bonjour,
      tout dépend de l’application. Le premier choix serait d’opter soit pour une voilure fixe (moins s’agilité, plus d’autonomie) soit pour une voilure tournante (plus d’agilité, moins d’autonomie). On en parle moins souvent, mais il existe d’autres solutions : ballon captif, hélicoptère, hélicoptère contrarotatif, drone parapente, drone convertible …
      Pour les voilures fixes, voir la solution eBee de chez senseFly C’est un best-seller, probablement parce qu’il s’agit d’un très bon produit où tout le workflow est géré avec la suite logicielle fournie. En solution pro, il y a aussi Hélicéo, qui est un constructeur français. Il y a aussi les solutions de chez Trimble, de chez Lehmann aviation, etc.
      Il existe des équivalents moins chers, avec des modules open source, comme l’aile volante Tuffwing (http://tuffwing.com/products/drone_mapper.html)
      Pour les voilures tournantes, c’est la même chose : senseFly va sortir un produit assez novateur (le quadricoptère eXom) mais il y a des solutions plus abordables comme le 3DR X8+. On peut également citer les constructeurs Microdrone, Aibotix, Delta Drone, etc.
      En ce qui concerne le traitement photogrammétrique, les deux principaux sont Pix4D mapper de Pix4D SA et Photoscan de chez Agisoft Limited.
      On peut trouver des comparatifs de tous ces produits sur le site de Geomares
      On trouve pas mal de forums sur le sujet, il y a aussi une page sur FB de bonne qualité : https://www.facebook.com/groups/1588398908041617/
      En ce qui concerne la formation, il faudra se tourner vers le constructeur. Les constructeurs de drones professionnels assurent le « training », comme Hélicéo ou senseFly.
      À bientôt !

  5. Bonjour
    je voudrais m ‘équiper d’un drone professionnel avec logiciel pour la photogrammétrie y compris formation
    Merci de m orienter

    1. Bonjour,
      tout dépend de l’application. Le premier choix serait d’opter soit pour une voilure fixe (moins s’agilité, plus d’autonomie) soit pour une voilure tournante (plus d’agilité, moins d’autonomie). On en parle moins souvent, mais il existe d’autres solutions : ballon captif, hélicoptère, hélicoptère contrarotatif, drone parapente, drone convertible …
      Pour les voilures fixes, voir la solution eBee de chez senseFly C’est un best-seller, probablement parce qu’il s’agit d’un très bon produit où tout le workflow est géré avec la suite logicielle fournie. En solution pro, il y a aussi Hélicéo, qui est un constructeur français. Il y a aussi les solutions de chez Trimble, de chez Lehmann aviation, etc.
      Il existe des équivalents moins chers, avec des modules open source, comme l’aile volante Tuffwing (http://tuffwing.com/products/drone_mapper.html)
      Pour les voilures tournantes, c’est la même chose : senseFly va sortir un produit assez novateur (le quadricoptère eXom) mais il y a des solutions plus abordables comme le 3DR X8+. On peut également citer les constructeurs Microdrone, Aibotix, Delta Drone, etc.
      En ce qui concerne le traitement photogrammétrique, les deux principaux sont Pix4D mapper de Pix4D SA et Photoscan de chez Agisoft Limited.
      On peut trouver des comparatifs de tous ces produits sur le site de Geomares
      On trouve pas mal de forums sur le sujet, il y a aussi une page sur FB de bonne qualité : https://www.facebook.com/groups/1588398908041617/
      En ce qui concerne la formation, il faudra se tourner vers le constructeur. Les constructeurs de drones professionnels assurent le « training », comme Hélicéo ou senseFly.
      À bientôt !

  6. Bonjour Alexandre,
    Je recherche des documents législatifs relatifs au traitement et à l’exploitation d’images / data prises par drones ? En utilisant un logiciel professionnel (ex. PhotoScan ou Pix4D), qu’en est-il de l’authentification et la conformité des données (géolocalisées, par exemple) qui ne seraient pas réalisées par un expert géomètre (normalement habilité) ? Autrement dit, quid d’un pilote de drone, qui prend des data x, qui les traite grace à un logiciel professionnel, et qui vend à son client comme une restitution géolocalisée et quantifiée (cubature par exemple) de son projet sans passer par la certification et l’expertise d’un géomètre ?
    Merci par avance pour votre réponse

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