Drone M-Speeder à effet de sol  

pour les travaux de maintenance en mer

L'utilisation de drones pour effectuer des opérations de maintenance - principalement des inspections - n'est pas nouvelle. Mais la technique ne cesse d'évoluer et on voit arriver sur le marché des innovations qui élargissent les possibilités ou apportent de nouveaux avantages. Ces dernières années, Erdem Kazakli, Tadao Yokoyama et leur équipe ont travaillé sur une série de Speeders, dont la version M est parfaitement adaptée à la maintenance offshore. Grâce à ce qu'on appelle l'effet de sol, ce drone peut transporter une charge au large à la vitesse d'un hélicoptère pour une fraction du coût.

Véhicules aériens sans pilote

Les drones pour la maintenance sont généralement utilisés pour des travaux dangereux, sales ou inconfortables. Ces engins sans pilote relèvent d'une haute ingéniosité technique et sont insensibles aux substances dangereuses jusqu'à une certaine hauteur. Ils peuvent travailler en hauteur sans aucun équipement de sécurité et ne se blessent pas.

Erdem Kazakli préfère parler de 'véhicules sans pilote' lorsqu'il s'agit de drones. "Le terme 'drone' fait davantage penser à un produit plus petit, semblable à un jouet, alors que les développements sont désormais beaucoup plus avancés. Nous utilisons le terme UAV (Unmanned Aerial Vehicle ou véhicule aérien sans pilote) avec une version spéciale: le VTOL (Vertical Take-Off and Landing) UAV, qui peut décoller et atterrir verticalement. Ceci est particulièrement important pour les missions en mer."

Qui est Erdem Kazakli ?
Erdem Kazakli a accompli plusieurs réalisations importantes dans le domaine de l'innovation et des véhicules et bateaux sans pilote au cours de sa carrière relativement courte. Grâce à ses connaissances et à son expérience approfondies, il sait mieux que quiconque ce que les drones peuvent faire pour la maintenance industrielle.
Il a étudié à la Middle East Technical University à Ankara, en Turquie, où il a obtenu un MoS en gestion de l'ingénierie et un BoS en ingénierie spatiale. Il a près de treize ans d'expérience dans le domaine de l'aviation, des technologies sans pilote et de l'innovation, travaillant pour Microflown Avisa B.V., Turkish Airlines Technic Inc. et TAI à des postes de gestion et d'ingénierie. Il a remporté plusieurs prix en collaboration avec Airbus, Collins Aerospace et JDE.
Entre-temps, il a fondé, avec Tadao Yokoyama, Speeder Systems, une société qui met au point des véhicules aériens sans pilote pour un large éventail d'applications.

les possibilités des UAV

"Les applications typiques sont par exemple l'inspection d'éoliennes, d'ouvrages de génie civil tels que des ponts et des tunnels, ou de l'intérieur de grands réservoirs dans l'industrie chimique ou de transformation", précise Kazakli. Les UAV offrent un avantage concernant l'accessibilité des lieux. De plus, ils peuvent se rendre quelque part relativement rapidement et transmettre des informations sous forme de photo ou de vidéo. Lorsque ce sont des êtres humains qui doivent s'acquitter de cette tâche, cela implique du temps et des ressources de déplacement, la formation requise, la protection et les outils. En outre, les personnes doivent souvent effectuer les travaux ensemble pour des raisons de sécurité. 

"Les UAV peuvent offrir une solution partielle à la pénurie de personnel qualifié et compétent"

"Les UAV ont été développés avant tout comme une solution pour soulager et décharger les collaborateurs d'un travail dangereux ou inconfortable, donc pas pour pouvoir travailler avec moins de collaborateurs", souligne Kazakli. "Inversement, ils peuvent aider à compenser la pénurie de personnel formé et certifié dans de nombreuses branches de l'industrie."

Transporteurs de chargement 

De plus en plus, les UAV sont également utilisés pour transporter un chargement. "Beaucoup connaissent la réalisation d'inspections à l'aide de caméras et éventuellement d'appareils de mesure. Toutefois, comme les UAV deviennent plus puissants, plus stables et avec une plus grande portée, le transport de marchandises deviendra la deuxième application la plus importante des UAV dans le domaine de la maintenance", prévoit Kazakli.

Pensez, par exemple, au transport d'outils ou de pièces spécifiques. "Lorsqu'un mécanicien doit résoudre une panne sur place, il ne sait pas à l'avance quel est le problème et quel composant doit être remplacé, il peut donc ne pas avoir les pièces nécessaires avec lui. Une livraison par UAV est alors un bon moyen de pouvoir avancer de manière relativement rapide et bon marché, surtout pour les sites offshore."

dans la pratique

En raison de l'augmentation rapide des possibilités, le nombre d'entreprises proposant des services impliquant le déploiement d'UAV est en hausse.

Kazakli: "C'est dû en partie à la législation et aux réglementations, qui sont en retard sur la pratique dans de nombreux pays. Ces règles indiquent exactement où vous pouvez et ne pouvez pas faire voler un drone, quand, pour combien de temps... C'est l'une des principales raisons pour lesquelles je conseille aux entreprises industrielles et de production de ne pas acheter un UAV uniquement pour des travaux de maintenance. Mais pour les inspections sur leurs propres sites ou à l'intérieur, il n'y a aucun problème. Cependant, lorsque vous commencez à voler plus haut et à couvrir une zone qui se situe en dehors de votre propre terrain, et c'est ce qui va bientôt se passer, vous devez faire face à une législation stricte. Il est donc préférable de confier cette tâche à des spécialistes qui savent ce qui est autorisé et ce qui ne l'est pas et qui peuvent réagir de manière adéquate lorsque, par exemple, un contrôleur aérien communique une urgence."

Développements

commande

Comme indiqué précédemment, les développements dans le domaine des UAV se succèdent. Tout d'abord, il y a la commande. Alors que les avions sont encore dirigés sur base d'une commande hydraulique de 'flaps' mécaniques, dans le cas d'un UAV, tout se fait par logiciel et électriquement. Cela signifie que l'UAV peut réagir très rapidement aux commandes de contrôle et voler dans toutes les directions. Il suffit d'actionner des boutons, même pour les décollages et les atterrissages verticaux ou le vol en angle.

capacité de la batterie

En outre, les développements dans les moteurs et les batteries ont littéralement décollé. Grâce au rendement élevé de la génération actuelle de moteurs électriques et à la capacité croissante des batteries, les UAV sont capables de voler plus loin et plus longtemps ou de transporter plus de marchandises que les générations précédentes.

"Un inconvénient des drones est que les batteries sont plus lourdes que le carburant. C'est pourquoi on planche actuellement sur des versions hybrides"

Kazakli voit également un avantage important dans le fait que les drones à propulsion électrique nécessitent beaucoup moins de maintenance qu'un hélicoptère, par exemple, avec ses nombreuses pièces rotatives et ses systèmes hydrauliques. "L'hélicoptère est l'une des machines les plus complexes qui existent et il n'est capable de transporter qu'environ 10% de son propre poids en cargaison. En revanche, les drones, qui n'ont pas besoin d'embarquer de personnel et d'équipements de sécurité, offrent une capacité nettement supérieure à cet égard. Un inconvénient des drones est que les batteries sont plus lourdes que le carburant. C'est pourquoi on planche actuellement sur des versions hybrides et on améliore encore les propriétés aérodynamiques."

Nouveaux concepts

'VAISSEAU-mère'

Les développements techniques garantissent également des concepts totalement nouveaux dans le domaine des drones.

Kazakli: "L'un des meilleurs concepts est celui où un drone transporte un certain nombre de drones plus petits. Le 'vaisseau-mère' est alors un grand UAV qui embarque plusieurs petits drones vers une zone afin d'inspecter, par exemple, plusieurs dizaines d'éoliennes. Une fois qu'il a atterri, les petits appareils  s'envolent pour effectuer les inspections et recueillir des informations. Ainsi, seul le gros UAV doit couvrir la distance entre la base et les éoliennes. Les petits ne volent que jusqu'aux éoliennes voisines, ce qui consomme moins d'énergie. Lorsqu'on compare ces coûts à l'inspection humaine, on est surpris de la grande différence."

M-Speeder

Ces dernières années, Kazakli et Yokoyama ont développé leur propre drone. Il combine les caractéristiques des USV (Unmanned Surface Vehicle ou bateaux sans pilote) et des UAV avec la capacité d'atterrir et de décoller verticalement.

"Nous avons concrétisé nos idées initiales dans le C-Speeder et le D-Speeder, qui sont capables de transporter des charges utiles de 320 et 135 kg respectivement. Le M-Speeder est la version la plus petite qui convient parfaitement au transport de pièces ou d'outils vers les plateformes offshore à des fins de maintenance. Dans tous les cas, le trait distinctif est que ces drones utilisent ce que l'on appelle l'effet de sol."

"Il s'agit d'un principe physique qui se produit lorsque des véhicules ou des navires se déplacent à proximité de la surface de la route ou de l'eau. Sans entrer dans les détails, cet effet crée une portance supplémentaire qui permet de parcourir une certaine distance avec moins d'énergie, ou de le faire plus rapidement. En outre, l'UAV peut être équipé d'ailes plus petites. Bien sûr, il est alors nécessaire de voler juste au-dessus de la surface. Cela signifie qu'une mer agitée est moins adaptée et qu'il faut alors répondre à des exigences élevées concernant les propriétés dynamiques de l'UAV, en combinaison avec les possibilités de la commande."

Le M-Speeder est actuellement en phase de test et ça se passe bien. Le prototype peut transporter des variantes plus petites pour les inspections. Pour des raisons de sécurité dans le monde maritime, il dispose d'une liaison de données à double redondance (SATCOM et Line of Sight) et d'un GPS à triple redondance. La caméra qui regarde vers l'avant est destinée à la fois à diriger le M-Speeder et à effectuer des inspections.

Kazakli: "Je prévois de nombreuses possibilités pour ces UAV. Ils sont techniquement bien construits et rendent l'exécution de tâches spécifiques plus sûre, plus efficace et moins chère. Et n'oubliez pas qu'ils ne sont pas de mauvaise humeur le lundi matin, qu'ils ne sont jamais fatigués et qu'ils ne sont pas affectés par les émotions et les expériences antérieures."