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Revue TELECOM 183 - Les drones au service de l'asset management Surveillance du réseau ferré

Articles Revue TELECOM

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15/12/2016

 


LES DRONES AU SERVICE 

DE  L’ASSET MANAGEMENT

 

surveillance du réseau ferré



Par Nicolas Pollet dans la revue TELECOM n° 183
 

Par son agilité et sa souplesse de mise en œuvre, le drone permet d’accéder à une information sans impacter l’exploitation et avec un minimum de ressources de production.
 

Besoins de surveillance du réseau ferré

Les Nouvelles Technologies offrent des opportunités aux gestionnaires de réseaux pour prévenir, voire prédire, les actions à effectuer afin de garantir un haut de niveau de performance (sécurité, disponibilité et capacité) tout en réduisant les coûts de gestion. A la richesse des données, en quantité et en qualité, renforçant le rôle de l’asset manager, s’ajoute le choix des moyens (hommes, engins dont aéronefs diverses, automatisés voire autonomes ou non, capteurs actifs ou passifs,…). L’expertise est indispensable pour déterminer l’outil le plus pertinent, son intégration et sa capacité d’adaptation au gré des évolutions technologiques. Il faut apprendre à gérer des temps différents entre l’exploitation, l’infrastructure, les technologies, les systèmes d’information, en actant le fait que la situation « nominale » est à l’évolution continue.


La surveillance d’une infrastructure telle le réseau ferré comprend différentes notions :

 la maintenance : inspection des différents constituants et surveillance globale pour garantir un niveau d’exploitation. Les données collectées visent à connaître le Patrimoine et son état ;
 la régénération : collecte des informations utiles aux projets d’investissement en vue de moderniser l’infrastructure. Les données consistent en particulier en la constitution de plans topographiques, voire maintenant à la maquette numérique (BIM) ;
• la sûreté : opérations visant à assurer l’intégrité du réseau face aux agressions extérieures, en particulier les actes de malveillance (vols, dégradations …).

 


Drone multicoptère Falcon 8                                          

    Drone Avion DT 26x     

Le drone est un des outils contribuant à toutes ces actions de surveillance, devant s’interfacer avec le Système d’Information et les autres solutions.

Dans cette logique, la SNCF est montée progressivement en compétence depuis 2011 afin d’intégrer au mieux l’outil dans l’environnement ferroviaire. D’une cartographie des différents besoins, la création d’une entité spécifique en 2014 a permis d’avancer rapidement en Recherche & Développement grâce à plusieurs partenariats (ONERA, DELAIR TECH et plusieurs start-up), 
puis en production dès 2015. On considère maintenant avoir atteint un premier niveau d’industrialisation, en réalisant quotidiennement des opérations pour l’ensemble du Groupe Public Ferroviaire et autres donneurs d’ordre venant chercher l’expertise développée (collecte des données, mesure, sécurité des opérations, analyse, traitement et valorisation des informations …).


Chaîne de valeur du drone

Le foisonnement technologique issu de la publication des arrêtés de 2012 établissant un cadre réglementaire pour l’usage des drones en France (repris en décembre 2015), était largement porté sur le drone, au sens aéronef, que l’on adaptait aux missions en y greffant un capteur (fonction de la donnée recherchée). Les opérateurs de drones étaient majoritairement des photographes utilisant un « multicoptère » (engin capable de réaliser un vol stationnaire, au détriment de l’autonomie du vol).

Portique caténaire via capteur LiDAR sur drone


L’inversion de la chaîne de valeur, à laquelle la SNCF a contribué, du besoin métier en remontant vers la donnée, le capteur et le vecteur, a constitué un jalon capital à l’émergence d’une filière économique prometteuse. Le besoin en surveillance conduit aux critères d’endurance, d’élongation, de caractéristiques du vol. La donnée requise conduit au capteur et à ses contraintes de mise en œuvre. Au-delà de la photographie, différentes sources sont utiles : thermique / Infrarouge / Multispectral / Hyperspectral / LiDAR / Radar,… La combinaison de ces données permet d’accéder à une information utile à l’asset management (exemple de la végétation croisant photographie + LiDAR + Multispectral). En fin de chaîne, le vecteur doit s’adapter aux contraintes générées par le besoin métier et le capteur. Ainsi sont apparus des drones avec capteurs à l’avant (pouvoir voir en haut et en bas), des drones avions et prochainement des drones à voilure hybride (avions à décollage vertical).

Il existe une offre très riche sur le marché de drones multicoptères capables de répondre aux différents besoins. La réglementation française et au-delà permet globalement une exploitation de ces outils dans toutes les configurations (rurales et urbaines, jour et nuit,…). La mise en œuvre est de plus en plus simplifiée par un asservissement du vol via des autopilotes intelligents et des interfaces homme-machine très élaborées.

Pour les infrastructures linéaires, les voilures fixes type avion (ou prochainement hybrides) sont les plus à même de répondre aux besoins d’élongation et d’endurance. La réglementation française, la plus avancée sur ce domaine, permet de réaliser des vols « hors vue du télépilote » sur plusieurs kilomètres, en zone rurale, avec une limite de masse à 2 kg. Le principe est d’assurer un niveau de risque adapté à ce type d’opérations (engin léger réduisant le risque pour les autres aéronefs et les personnes / biens au sol). La SNCF dispose d’une dérogation pour faire évoluer un avion de 18 kg, développé en partenariat avec DELAIR TECH. La limite de 2 kg est une contrainte forte pour la masse du capteur, et donc la qualité des données. Le drone avion de 18 kg est un compromis entre les exigences réglementaires pour assurer un niveau de sécurité et les besoins métiers requérant des informations à résolution suffisante. Les capteurs disponibles sont de type boule optronique, multispectral 7 bandes, appareil photographique haute résolution et LiDAR avec centrale inertielle. Cet outil industrialisé offre des perspectives intéressantes pour le Digital Asset Management.

                 Modèle 3D d’une partie du réseau via capteur LiDAR sur drone


L'auteur 


Docteur de l’Ecole Nationale des Ponts et Chaussées en Géologie de l’Ingénieur, Expert scientifique et technique du Réseau Synapses SNCF, membre du Conseil des Drones Civils auprès de la DGAC. A l’origine du projet, monté en intrapreneuriat, il est responsable du Pôle Drones SNCF composé de 20 personnes et offrant du service au Groupe Public Ferroviaire.

www.sncf-reseau.fr/drones
@NicoPollet

 
 

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