Entretien sous l'eau avec des drones

Effectuer des inspections en toute sécurité et avec précision

Dans le monde de la recherche et du sauvetage, des drones sous-marins sont déployés depuis longtemps: il s'agit de robots munis de deux hélices ou plus, qui peuvent aider rapidement et efficacement à rechercher des personnes disparues sous l'eau ou à cartographier rapidement l'environnement sur place. Les évolutions techniques rendent également ces drones de plus en plus intéressants pour le monde de la maintenance, notamment pour réaliser des inspections sous l'eau.

ROV

Un drone sous-marin fait partie de ce que l'on appelle les 'remotely operated vehicle', ou ROV en abrégé. En d'autres termes, des véhicules qui sont commandés à distance. On les connaît depuis longtemps sous la forme de robots utilisés pour effectuer des inspections dans les pipelines ou d'autres endroits difficiles d'accès. Lorsque ces types de robots commencent à voler, ils deviennent des drones.

Industrial Maintenance a précédemment écrit sur le déploiement de ces drones aériens, qui peuvent de la même manière être utilisés pour effectuer des inspections ou même effectuer certaines réparations ou mesures. Cependant, les drones sous-marins sont relativement nouveaux dans le secteur de la maintenance, mais cela va changer.

Un peu d'histoire

D'abord, petit retour dans le temps. Les drones sous-marins proviennent à l'origine du monde de la recherche et du sauvetage, où ils apportent leur soutien à la recherche de personnes disparues sous l'eau. Ce faisant, ils offrent certains avantages clés par rapport au déploiement de plongeurs.

Premièrement, leur déploiement est plus sûr. En effet, si un drone rencontre un problème, il tombe tout au plus en panne. Un plongeur qui rencontre des difficultés peut se blesser ou même mourir.

Avec un drone, vous travaillez plus rapidement et en toute sécurité, et vous voyez plus facilement qu'un plongeur

Par ailleurs, un drone peut être déployé extrêmement rapidement. Après quelques manipulations simples, il peut déjà être lancé dans l'eau et commencer sa recherche. Ceci, contrairement aux plongeurs, qui doivent se changer, vérifier leur équipement et être disponibles de surcroît. Suffisamment formés, physiquement aptes et possédant les connaissances et l'expérience nécessaires.

Pour terminer, les drones sous-marins fonctionnent principalement avec un sonar pour obtenir des images de l'environnement. Contrairement aux plongeurs, le sonar peut facilement et bien 'voir' dans les eaux troubles. En particulier lorsqu'il s'agit de personnes disparues, cela est très important pour accélérer les recherches.

Maintenance

En fait, ces avantages s'appliquent également à la maintenance sous-marine: avec un drone, vous travaillez de manière plus sûre et plus rapide, et vous pouvez voir plus facilement qu'un plongeur. La vitesse de déploiement est peut-être moins pertinente ici, bien que le nombre d'heures nécessaires pour effectuer un travail contribue en fin de compte à déterminer le coût global de la maintenance. Cependant, ce qui est encore plus pertinent pour la maintenance que pour la recherche et le sauvetage, c'est la flexibilité et la maniabilité des drones sous-marins.

Ils peuvent en fait être envoyés à n'importe quel endroit lorsque les dimensions le permettent, et le drone peut alors être positionné de manière à ce que la caméra donne l'image souhaitée. Cela est loin d'être toujours possible avec des corps humains relativement grands. En outre, un drone ne se fatigue pas et ne souffre pas de perte de concentration. Il peut donc être suspendu à l'envers ou positionné dans toute autre position inconfortable aussi longtemps que l'utilisateur le souhaite.

L'idée d'utiliser également des drones sous-marins à des fins de maintenance s'est d'abord traduite par des drones assez grands pour inspecter les plateformes de forage, entre autres. Lorsqu'on a constaté que cette méthode d'inspection fonctionnait effectivement, les développements se sont accélérés. Entre autres, la société canadienne DeepTrekker s'est spécialisée dans les drones sous-marins et les a rendus nettement plus compacts et intuitifs à utiliser. De sorte qu'ils peuvent également être utilisés dans les eaux intérieures (ou même dans des espaces plus restreints) et peuvent être commandés par un seul homme.

Structure des drones sous-marins
Un drone sous-marin se compose essentiellement d'un matériel et d'un logiciel. Le matériel comprend le boîtier, l'alimentation (batteries), la propulsion (deux ou plusieurs hélices) et – selon l'application – l'équipement de mesure. Le logiciel garantit que le drone peut être contrôlé à distance et qu'il reste stable et contrôlable. Même quand l'eau est agitée ou le courant fort.

En fonction de l'application, le drone est équipé de divers équipements de détection. Cela va du laser et du sonar aux caméras 4K pour prendre des photos et pour filmer. Ceci est souvent utilisé pour effectuer des inspections visuelles. Par exemple, les drones sous-marins sont utilisés pour rechercher des dommages, des affaissements, des pièces manquantes ou des dégradations. Pour cela, le sonar aide non seulement à voir à travers les eaux troubles, mais permet également au drone sous-marin de voir à travers les parois des tuyaux. De cette manière, il est possible de vérifier s'il y a de la boue dans les tubes des systèmes de traitement des eaux usées et, si oui, quelle est l'épaisseur de cette couche. Mais d'autres capteurs peuvent également être utilisés, par exemple, pour détecter des métaux, effectuer des mesures thermiques ou mesurer l'épaisseur des parois, par exemple. Pour améliorer encore la facilité de déploiement, les drones peuvent également être équipés d'accessoires tels que USBL, DVL, GPS et diverses pinces.

L'équipement de détection est relié à la terre ferme par un câble. L'envoi de données de mesure sans fil n'est généralement pas une option, car les objets sous l'eau peuvent générer des bruits parasites. Pensez à tout le béton utilisé dans les objets d'infrastructure. L'écran affiche les informations d'image minimales dont l'opérateur a besoin pour contrôler le drone sous-marin. Par ailleurs, d'autres valeurs de mesure éventuelles interviennent, qui peuvent bien sûr être stockées en vue d'un rapport ou d'une analyse ultérieure.

En pratique

DeepTrekker est représenté au Benelux et en Allemagne par la startup H2O drones. Niels Kruize est collaborateur en communication et possède également des connaissances techniques. Il déclare: "H2O drones est né d'un projet pilote auprès du Rijkswaterstaat. Il s'agissait d'utiliser des drones sous-marins pour inspecter diverses parties de l'infrastructure gérée par le Rijkswaterstaat. Il s'agit d'objets tels que les jetées, les estacades de guidage et les palplanches. Mais les conduites humides, les stations de pompage et les puits de pompage peuvent également être inspectés, un avantage essentiel étant qu'il n'est pas nécessaire de les pomper au préalable. Ce projet pilote s'est bien déroulé, ce qui a conduit deux membres du groupe à décider de poursuivre l'application des drones sous-marins dans le monde de la maintenance, entre autres."

D'une part, les drones sont vendus, mais plus souvent encore, l'entreprise est appelée à déployer ces ROV pour des travaux d'inspection sous-marine. Kruize: "Nous-mêmes, nous aimons utiliser le DTG3. Il s'agit d'un drone à deux hélices qui se caractérise, entre autres, par sa grande vitesse et sa maniabilité. De son côté, le Revolution, plus grand et plus robuste, est équipé de six hélices, dont deux sont montées verticalement pour des mouvements verticaux précis et le maintien de la profondeur. Les quatre autres hélices sont montées horizontalement et dans une configuration vectorielle pour permettre les mouvements latéraux. Cela vous permet également de bien travailler dans des eaux plus agitées, ou lorsqu'il y a un fort courant. Ces caractéristiques se retrouvent également dans la robustesse des matériaux utilisés, notamment des plastiques renforcés de fibres de carbone et un acier inoxydable pour le boîtier."

Développements

Parce que l'entreprise utilise elle-même les drones pour effectuer des inspections, Kruize sait mieux que quiconque à quel point les évolutions sont rapides et ce qu'elles apportent au secteur de la maintenance.

"Par exemple, la nouvelle génération de drones sous-marins utilise la technologie Bridge: une combinaison de matériel et de logiciels sur mesure pour une utilisation intuitive. La stabilisation active du lacet et de la caméra permet aux utilisateurs de manœuvrer plus facilement, et de prendre des images stables. Même dans les eaux plus tumultueuses ou les courants forts. En outre, la technologie utilise des algorithmes avancés pour assurer la compatibilité entre les véhicules et la connectivité mondiale via le réseau DTHub. Et elle est responsable de la communication directe entre le contrôleur et le véhicule, y compris sur de longues distances", explique-t-il.

"D'autres développements concernent les équipements d'enregistrement et de détection. Par exemple, le Révolution est dotée d'une tête qui peut pivoter sur 260° et contient un laser, une caméra haute définition ainsi qu'un projecteur à LED. En outre, divers capteurs peuvent être fixés, ce qui vous permet de l'adapter entièrement à vos besoins. À cet égard, de nombreux développements visent à rendre les drones sous-marins plus fiables et encore plus largement déployables, ainsi qu'à simplifier la commande à tel point que, en tant que propriétaire, vous pouvez rapidement vous lancer."

Limites

Naturellement, les drones présentent aussi des inconvénients. En pratique, les limites résident principalement dans la longueur du cordon relié à l'équipement de mesure, bien que des longueurs allant jusqu'à 800 m soient possibles. D'autre part, le cordon offre à nouveau l'avantage de pouvoir toujours retrouver le drone si, par exemple, il reste coincé quelque part.

Outre les inspections, il serait possible d'effectuer certaines réparations

En outre, les batteries pourraient être considérées comme une limitation, bien que de nouveaux développements continuent de les rendre plus puissantes et plus compactes. Par exemple, la génération actuelle de ROV peut fonctionner pendant huit heures, et si l'on souhaite une durée plus longue, il est très facile de changer les batteries.

l'avenir

Pour l'avenir, Kruize entrevoit un grand potentiel pour les drones sous-marins. "C'est précisément parce qu'ils sont de plus en plus compacts que vous pouvez les déployer dans des espaces de plus en plus réduits. Par exemple, les canalisations à partir d'un diamètre de 250 mm peuvent déjà être inspectées à l'aide de drones sous-marins, tant dans les stations d'épuration des eaux usées que dans les entreprises de distribution d'eau potable. Mais je vois aussi des possibilités dans les réservoirs de l'industrie des process. Tant que les drones peuvent résister aux conditions dominantes, telles que la température et le fluide, ils peuvent jouer leur rôle sans avoir à vider les tuyaux et les réservoirs."

"En termes de fonctionnement aussi, je vois de moins en moins d'obstacles", poursuit-il. "La jeune génération qui a grandi avec les jeux en ligne n'a aucun mal à manipuler les deux joysticks. Vous pouvez les jeter dans le grand bain sans problème. Et les pinces disponibles permettraient même d'effectuer certaines réparations."