Stephan van Vuren

Stephan van Vuren

Pourquoi les drones d’intérieur deviennent essentiels pour la sécurité publique, la sûreté et les infrastructures critiques

Un drone d'intérieur dans une zone difficile d'accès, effectuant une inspection afin que les humains ne soient pas en danger lors de l'inspection

Depuis des années, les drones sont principalement associés aux opérations en extérieur. Mais l’un des développements les plus rapides de l’industrie des drones se produit en intérieur, et il transforme la manière dont les organisations opèrent dans des environnements où le GPS est indisponible, où l’accès humain est dangereux, ou où la connaissance de la situation est limitée.

La surveillance des frontières, les inspections d’infrastructures, les missions de recherche et de sauvetage et les programmes Drone comme premier intervenant (DFR) se sont longtemps concentrés sur les environnements à ciel ouvert. Cela commence à changer.

Des plateformes compactes telles que le DJI Neo 2 aux systèmes tactiques autonomes comme le Skydio R10, en passant par les drones spécialisés d’inspection en espaces confinés comme la série Flyability Elios, la technologie des drones d’intérieur devient rapidement une capacité opérationnelle sérieuse pour les agences de sécurité publique, les organisations de sécurité et les exploitants d’infrastructures critiques.

Pourquoi les opérations de drones en intérieur sont importantes

Les environnements intérieurs créent certaines des conditions opérationnelles les plus difficiles que l’on puisse imaginer :

  • Aucune disponibilité du GPS

  • Visibilité limitée

  • Espaces étroits et obstacles

  • Environnements dangereux ou contaminés

  • Couverture de communication insuffisante

  • Espaces confinés

  • Agencements industriels complexes

Traditionnellement, les inspections ou interventions dans ces environnements exigeaient que des travailleurs pénètrent dans des espaces confinés dangereux, que les opérations soient interrompues, que des échafaudages ou des équipes d’accès par corde soient déployés, ou que les premiers intervenants soient exposés à des risques inutiles.

Les drones d’intérieur changent fondamentalement cette équation. Les systèmes modernes utilisent des combinaisons de LiDAR, de vision par ordinateur, de localisation et cartographie simultanées (SLAM), d’évitement d’obstacles basé sur l’IA, d’imagerie thermique et de navigation autonome pour opérer en toute sécurité dans des environnements où les drones conventionnels auraient du mal, voire échoueraient complètement.

Les drones d’intérieur dans la sécurité publique

Pour les organisations de sécurité publique, les drones d’intérieur offrent un niveau entièrement nouveau de connaissance situationnelle à l’intérieur de structures où il fallait auparavant envoyer du personnel à l’aveugle.

Dégagement de bâtiments et connaissance tactique

La police et les équipes d’intervention spéciale sont de plus en plus confrontées à des situations où l’entrée dans un bâtiment est extrêmement dangereuse. Parmi les exemples figurent les incidents impliquant une menace active, les prises d’otages, les accidents industriels, les structures effondrées, les installations souterraines, les tunnels ou les environnements remplis de fumée.

Les drones d’intérieur peuvent entrer les premiers, fournissant des flux vidéo en direct, des images thermiques, de la cartographie en temps réel et des capacités d’évaluation des menaces avant qu’un seul agent ne franchisse la porte. Des drones compacts dotés de conceptions protectrices et d’une stabilisation avancée peuvent naviguer dans les couloirs, les escaliers, les entrepôts et les zones intérieures confinées tout en réduisant considérablement les risques pour les agents et les premiers intervenants.

Des systèmes tels que le Skydio R10 ajoutent une couche supplémentaire en combinant navigation autonome, évitement d’obstacles piloté par l’IA et fonctionnement fiable dans des environnements privés de GPS. Cela les rend particulièrement pertinents pour les missions tactiques de sécurité publique où le maintien de la connaissance opérationnelle à l’intérieur de structures complexes est essentiel.

Recherche et sauvetage

Les drones d’intérieur deviennent également très précieux lors de :

  • la réponse aux séismes,

  • les catastrophes industrielles,

  • les incidents dans les tunnels,

  • et les recherches dans les bâtiments effondrés.

Plutôt que d’envoyer les intervenants à l’aveugle dans des structures instables, les drones peuvent d’abord évaluer les dommages structurels, rechercher des victimes, identifier les dangers et créer des cartes en temps réel de l’environnement. Cela améliore la sécurité des intervenants tout en accélérant la prise de décision lors d’opérations où chaque seconde compte.

La connaissance situationnelle en direct partagée directement avec un centre de commandement signifie que les décideurs ont immédiatement les yeux sur la scène, quel que soit l’endroit où ils se trouvent. 

Opérations souterraines et en tunnel

Les infrastructures souterraines constituent un autre cas d’usage majeur.

Les systèmes de métro, les tunnels ferroviaires, les couloirs de services publics souterrains et les tunnels industriels sont souvent difficiles et dangereux à inspecter manuellement. Les drones d’intérieur permettent aux opérateurs d’inspecter à distance ces environnements tout en conservant une connaissance situationnelle en direct.

À mesure que la technologie de navigation autonome continue de s’améliorer, les drones deviennent de plus en plus capables d’opérer dans des environnements à faible éclairage, à passages étroits, poussiéreux, enfumés ou aux communications dégradées.

Les drones d’intérieur pour les opérations de sécurité

Les organisations de sécurité commencent elles aussi à adopter les drones d’intérieur comme partie intégrante de systèmes de connaissance situationnelle et de sécurité intégrés. Il s’agit d’une extension naturelle du passage aux opérations de drones autonomes déjà bien engagé dans le secteur de la sécurité extérieure.

Patrouilles d’entrepôts et de sites

Les grands entrepôts, centres logistiques et sites industriels sont difficiles à surveiller en continu à l’aide de seules caméras fixes.

Les drones d’intérieur peuvent offrir des capacités de patrouille dynamiques, une vérification rapide des alarmes, des inspections autonomes et un accès à des zones que les systèmes de vidéosurveillance fixes ne peuvent pas couvrir efficacement. Cela est particulièrement utile pendant les opérations de nuit, les coupures de courant, les situations d’accès restreint ou les incidents impliquant des matières dangereuses.

Réponse rapide aux incidents

Dans des environnements hautement sécurisés tels que :

  • les ports,

  • les installations énergétiques,

  • les centres de données,

  • les aéroports,

  • et les usines industrielles,

les drones d’intérieur peuvent être déployés immédiatement après des alarmes ou des incidents afin d’évaluer la situation avant l’entrée du personnel.

Cela permet aux équipes de sécurité de vérifier les menaces, de surveiller les accès non autorisés, d’inspecter les objets suspects ou d’évaluer les dommages à la suite d’un incident.

Au fil du temps, les drones d’intérieur feront de plus en plus partie d’écosystèmes de sécurité plus larges, aux côtés de la vidéosurveillance, des systèmes de contrôle d’accès, des systèmes de détection d’intrusion, des systèmes anti-drones (C-UAS) et des plateformes centralisées de commandement opérationnel.

Les infrastructures critiques : l’un des plus grands axes de croissance

Peut-être le plus grand marché à long terme pour les opérations de drones d’intérieur est l’inspection des infrastructures critiques. Les exploitants industriels doivent régulièrement inspecter des réservoirs de stockage, des silos, des chaudières, des cheminées, des pipelines, des réservoirs de ballast, des tunnels et des installations de traitement. Ces inspections sont traditionnellement coûteuses, lentes, dangereuses et perturbent l’exploitation.

Inspections en espaces confinés

C’est là que des plateformes spécialisées comme la série Flyability Elios ont créé une énorme valeur opérationnelle. Ces systèmes sont spécialement conçus pour les inspections en espaces confinés grâce à des cages tolérantes aux collisions, à la cartographie LiDAR, à la navigation basée sur le SLAM et à l’imagerie haute résolution. Plutôt que d’arrêter les opérations pendant de longues périodes ou d’envoyer des travailleurs dans des environnements dangereux, les opérateurs peuvent effectuer des inspections à distance tout en réduisant considérablement les temps d’arrêt et les risques pour la sécurité.

Les économies de coûts sont tout aussi convaincantes. Selon une enquête de 2019 menée par l’American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO), les inspections par drone peuvent réduire les coûts d’inspection jusqu’à 74 % et raccourcir le temps d’inspection jusqu’à 88 % par rapport aux méthodes traditionnelles avec personnel à bord, tout en gardant le personnel en toute sécurité au sol pendant toute l’opération.

Jumeaux numériques et gestion des actifs

Les drones d’intérieur deviennent également des outils importants pour la génération de jumeaux numériques, la cartographie 3D, la maintenance prédictive et la gestion du cycle de vie des actifs. En numérisant de manière autonome les installations et les actifs d’infrastructure, les drones aident les opérateurs à suivre la dégradation dans le temps, à comparer les jeux de données d’inspection, à identifier les défauts tôt et à réduire la fréquence des inspections manuelles. Pour les exploitants de raffineries, d’infrastructures énergétiques, d’installations hydrauliques, de réseaux de transport, d’usines de fabrication et de ports, cela crée d’importants avantages en matière d’efficacité, de sécurité et de maintenance.

La technologie derrière les drones d’intérieur

Les opérations de drones d’intérieur sont fondamentalement différentes des vols extérieurs traditionnels. Parce que le GPS est indisponible en intérieur, ces systèmes s’appuient fortement sur l’autonomie embarquée, la vision par ordinateur, le LiDAR, la navigation basée sur l’IA et un évitement avancé des obstacles.

Le Skydio R10, par exemple, est conçu pour fonctionner de manière fiable dans des environnements privés de GPS tout en conservant une connaissance situationnelle avancée et des capacités de vol autonome.

Les plateformes Flyability Elios combinent la cartographie LiDAR et la technologie SLAM pour générer une connaissance 3D en temps réel lors des inspections en espaces confinés.

Même des systèmes plus petits tels que le DJI Neo 2 rendent les opérations en intérieur plus accessibles grâce à des formats compacts, à un vol stabilisé et à des capacités améliorées de détection des obstacles.

Les drones d’intérieur et l’avenir des opérations autonomes

Les drones d’intérieur s’inscrivent dans une évolution beaucoup plus vaste vers la robotique autonome et la connaissance situationnelle intégrée.

Dans les années à venir, nous verrons probablement des itinéraires de patrouille autonomes en intérieur, des systèmes indoor Drone-in-a-Box (DiaB), une collaboration robotique entre systèmes aériens et terrestres, des flux de travail automatisés de réponse aux urgences et une analyse d’inspection assistée par l’IA.

Pour les organisations exploitant des infrastructures critiques ou des installations sensibles à la sécurité, les drones d’intérieur ne sont plus simplement des « caméras volantes ». Ils évoluent vers des systèmes robotiques intelligents qui étendent les capacités humaines tout en réduisant les risques opérationnels.

Conclusion

La technologie des drones d’intérieur en est encore à un stade relativement précoce par rapport aux opérations de drones en extérieur, mais sa valeur opérationnelle devient déjà évidente.

Pour les organisations de sécurité publique, les drones d’intérieur améliorent la connaissance situationnelle tout en réduisant les risques pour les premiers intervenants.

Pour les équipes de sécurité, ils permettent des capacités de réponse aux incidents plus rapides et plus dynamiques.

Pour les exploitants d’infrastructures critiques, ils améliorent considérablement l’efficacité des inspections, la sécurité et la visibilité des actifs.

À mesure que l’autonomie, l’IA, le positionnement intérieur et la fusion de capteurs continuent de mûrir, les drones d’intérieur deviendront probablement un outil opérationnel standard dans un large éventail de secteurs.

Et bien que les plateformes puissent différer, des systèmes légers comme le DJI Neo 2 aux plateformes tactiques autonomes comme le Skydio R10 et aux systèmes spécialisés d’inspection en espaces confinés de Flyability, la direction est claire : l’avenir des opérations de drones ne se situe pas seulement dehors, à l’air libre, mais de plus en plus à l’intérieur des environnements les plus complexes et les plus critiques du monde.

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L'équipe AirHub pilotant un drone DJI

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Un rappel à la réalité : la voie à venir pour l’industrie des drones

Avec l'entrée en vigueur du règlement U-space le mois dernier, une grande étape a été franchie dans l'industrie des drones en plein essor. Mais U-space est-il la solution universelle dont cette industrie a besoin ? Pour moi, la réponse à court terme est « Non. » Il reste encore de nombreux défis à relever avant que nous puissions déployer des drones à grande échelle et en tirer les bénéfices économiques et sociaux associés. Laissez-moi en souligner quelques-uns.


1. Réglementations harmonisées

Avec l'introduction des réglementations de l'Agence européenne de la sécurité aérienne (EASA) pour les systèmes d'aéronefs sans pilote (UAS) le 31 décembre 2020, l'objectif était d'harmoniser les réglementations relatives aux drones dans toute l'Union européenne et de faciliter l'intégration des drones dans les flux de travail des entreprises. Et bien que je sois un grand admirateur des réglementations de l'EASA, ces objectifs n'ont pas encore été atteints.

Le cadre de l'EASA a réparti les opérations UAS en catégories Ouverte, Spécifique et Certifiée. Cette division constitue une bonne approche, avec des opérations à faible risque dans la catégorie Ouverte, assorties de règles et de limitations claires, et des opérations à haut risque dans la catégorie Certifiée, avec des réglementations similaires à celles des aéronefs habités et des exigences et limitations claires. Le problème réside dans la catégorie Spécifique, où se déroulent les opérations UAS présentant les plus grands bénéfices sociaux et économiques attendus.

L'évaluation des risques des opérations spécifiques (SORA) a été introduite dans cette catégorie afin d'évaluer le risque d'un certain type d'opération et de déterminer les exigences applicables aux pilotes, aux aéronefs et aux organisations pour mener des opérations sûres. Bien que SORA soit un excellent outil, il est compliqué à utiliser pour les entreprises qui n'ont pas d'expérience dans le secteur aéronautique ou dans d'autres secteurs à haut risque, et il est encore en cours de développement, de nombreuses normes et pratiques recommandées faisant toujours défaut.

L'absence de ces normes et pratiques recommandées entraîne une large variété d'interprétations parmi les autorités civiles de l'aviation européennes (CAAs). Cela commence par le contenu requis du concept d'opérations (ConOps) et s'étend à l'interprétation de la classe de risque au sol (un port en Belgique est considéré comme une zone peuplée, alors qu'aux Pays-Bas il est considéré comme faiblement peuplé), à la classification de la classe de risque aérien (qu'est-ce qui constitue un espace aérien atypique ?), aux mesures d'atténuation nécessaires pour réduire l'ARC dans les opérations BVLOS (au-delà de la ligne de visée visuelle), et aux exigences de confinement visant à empêcher les drones de pénétrer dans l'espace aérien adjacent ou dans des zones au sol.

Ces zones grises rendent difficile pour les exploitants UAS d'appliquer SORA « correctement » et pour les CAAs d'approuver les opérations de manière uniforme et efficace, ce qui entraîne de longs délais de traitement pour les autorisations opérationnelles. Ce problème affecte également le processus d'obtention d'autorisations transfrontalières. L'objectif des réglementations de l'EASA était de créer des conditions de concurrence équitables pour les opérations de drones en Europe, en permettant aux exploitants de mener facilement leurs opérations dans tous les États membres. Cependant, ce n'est pas la réalité, car les exploitants UAS qui demandent une autorisation transfrontalière rencontrent les mêmes problèmes de différences d'interprétation entre les CAAs, ce qui entraîne des opérations retardées ou annulées en raison de coûts élevés (c.-à-d. qu'il est moins cher d'engager « un prestataire local »).

Person wearing a jacket with the AirHub logo standing outside while looking at a drone in the sky


2. Licences et certificats

L'adoption de la technologie des drones dans tous les secteurs, des premiers intervenants aux grandes entreprises du pétrole et du gaz, de la construction et des services publics, a été impressionnante. Les organisations commencent souvent par une petite preuve de concept, puis augmentent rapidement la taille de leurs équipes de drones, en explorant les possibilités d'opérations de drones plus sophistiquées en zone urbaine et sur de longues distances. Pour mener ces opérations, les organisations auront besoin de pilotes de drones hautement qualifiés et expérimentés. Cependant, il peut être difficile de s'assurer que vous embauchez un pilote de drone compétent. Dans l'aviation habitée, il existe un système clair avec des organismes de formation agréés qui forment les pilotes pour différents types d'opérations de vol, des vols récréatifs monomoteurs aux opérations aériennes commerciales. Ces pilotes passent des examens standardisés pour leurs licences de base et pour des qualifications spécifiques à certains aéronefs et types d'opérations.

Dans la catégorie Spécifique, ce système fait encore défaut. Il est difficile pour les pilotes de mettre en valeur leurs qualifications et leur expérience, en particulier avec la large gamme de niveaux spécifiques d'assurance et d'intégrité (SAIL), de scénarios standard (STS) et d'évaluations de risque prédéfinies (PDRA). Il est difficile de déterminer le type et le contenu de l'éducation et de la formation requis, le niveau de compétence nécessaire pour réussir les examens (s'ils existent), et d'obtenir une licence reconnue à l'échelle européenne avec les qualifications appropriées.

Une situation similaire existe concernant les exigences de navigabilité pour les drones pouvant être exploités dans la catégorie Spécifique. Les opérations dans les catégories à risque plus faible (SAIL I et II) exigent seulement que l'exploitant déclare la navigabilité du drone, tandis que les opérations dans les catégories à risque moyen (SAIL III et IV) exigent un rapport de vérification de conception (DVR) de la part de l'EASA.

L'exigence d'un DVR n'est pas une mauvaise idée, en particulier pour les opérations qui pourraient être menées dans ces niveaux SAIL. Cependant, de nombreuses normes et moyens acceptables de conformité font encore défaut ou sont inaccessibles pour les exploitants de drones. L'obtention d'un DVR nécessite une grande quantité de données et d'informations sur la conception et la fabrication de l'aéronef, la station de contrôle au sol et les systèmes et services d'exploitation, ce qui n'est souvent pas disponible auprès du fabricant. En outre, le processus d'obtention d'un DVR auprès de l'EASA est long et coûteux.

De plus, un DVR ne s'applique qu'à un seul type d'opération (ConOps), ce qui le rend peu attrayant, en particulier pour les petits fabricants, de lancer le processus d'obtention d'un DVR pour leurs aéronefs. À l'heure actuelle, le plus grand fabricant de drones ne dispose d'aucun drone pour lequel un DVR a été délivré, ce qui rend impossible pour les exploitants UAS d'obtenir les données et informations requises ou d'effectuer le grand nombre d'essais en vol nécessaires, et leur empêche donc de mener des opérations plus complexes.


3. Cas d'affaires

Comme mentionné, l'introduction de l'U-space constituera une grande étape vers la possibilité de permettre l'intégration sûre et efficace de grands volumes de vols de drones dans notre espace aérien inférieur. Cependant, pour les opérations d'aujourd'hui, principalement effectuées manuellement et dans le champ visuel (VLOS) d'au moins un pilote à distance et souvent d'un ou plusieurs observateurs supplémentaires, l'U-space ne sera pas une nécessité. Si nous « voulons » que de grands volumes de vols de drones deviennent une réalité, cela doit avoir du sens d'un point de vue économique et social.

Pour y parvenir, il nous faudra - au moins - quelques éléments : des opérations BVLOS, l'automatisation des opérations de vol et l'automatisation du traitement des données. Dans toute activité, l'échelle est souvent nécessaire pour accroître l'efficacité, et il en va de même pour l'industrie des drones. Les opérations d'aujourd'hui sont principalement effectuées dans le champ visuel (VLOS) du pilote à distance, car le BVLOS n'est pas encore autorisé dans de nombreux pays sans fermer l'espace aérien dans lequel le drone opère. Je dois admettre que cela a du sens tant qu'il n'existe aucune exigence pour que les aéronefs habités et non habités transmettent leur position les uns aux autres, et que les normes relatives à la technologie nécessaire à cet effet manquent encore. Heureusement, nous constatons de nombreux progrès dans ce domaine, tant sur le plan réglementaire que technologique, donc j'espère que ce problème sera résolu dans les années à venir.

Cependant, le simple fait de se voir ne suffit pas ; une technologie avancée doit être développée pour éviter les collisions de manière tactique, en particulier lors d'opérations sans liaison directe de commande et de contrôle entre l'aéronef et la station au sol, par exemple via des liaisons 4G/5G ou satellite. Cette forme d'automatisation permettra au pilote d'avoir davantage un rôle de surveillance plutôt que de piloter activement l'aéronef. À mesure que le pilote est progressivement retiré de la boucle, un pilote pourra finalement exploiter plusieurs drones en même temps. Cette combinaison du fait d'en faire plus avec moins de personnes et de pouvoir couvrir des distances plus grandes augmentera les chances d'avoir un cas d'affaires positif pour de nombreuses opérations complexes, y compris la livraison très médiatisée du « dernier kilomètre » par drones.

Faire voler des drones de manière hautement automatisée et BVLOS est une chose, mais pouvoir transformer rapidement les données collectées en données exploitables en est une autre. Le traitement des données des drones aujourd'hui nécessite encore souvent un processus très manuel consistant à transférer les données du drone vers un ordinateur, à les téléverser sur une plateforme (cloud) et à les transformer en produit final. Les drones connectés à Internet, associés à une puissance de calcul croissante et à l'intelligence artificielle, optimiseront ce processus dans les années à venir et seront essentiels pour que la plupart des organisations aient un cas d'affaires positif.


4. Acceptation sociale

Alors, disons que tous les obstacles réglementaires et technologiques qui permettraient la croissance ont été surmontés et que les cas d'affaires s'avèrent positifs. Dans ce scénario, nous verrions une augmentation substantielle de l'utilisation des drones dans l'espace aérien inférieur, non seulement dans les zones rurales, mais aussi dans les villes. Les acteurs du secteur des drones n'auraient pas beaucoup de difficulté avec cela, mais l'opinion du grand public sur les drones n'est pas encore positive, comme le montrent de nombreuses recherches.

Cela représente un défi majeur pour notre secteur, car nous devons démontrer la valeur des drones non seulement à quelques-uns, mais à la société dans son ensemble, tout en minimisant les inconvénients, tels que le bruit et la pollution visuelle. Par exemple, beaucoup de gens ignorent comment les drones sont utilisés par les premiers intervenants, tels que les services d'incendie et la police, pour aider à la lutte contre les incendies, à la prévention de la criminalité, aux opérations de recherche et de sauvetage, et à la maintenance des infrastructures, pour n'en citer que quelques-uns. Il nous appartient, à nous du secteur et aux utilisateurs de cette technologie, d'éduquer le public sur ces avantages et de changer la perception négative que les gens ont des drones.

Cependant, mettre simplement en avant la valeur des drones ne suffit pas. Nous devons également réfléchir à la manière d'intégrer les drones dans notre société de façon à équilibrer les avantages sociaux et économiques. Cela pourrait consister à limiter les drones à certaines zones ou trajectoires dans les villes, à restreindre le nombre de drones autorisés, ou à fixer des exigences techniques, comme des limites d'émissions en décibels. Tout comme pour l'aviation habitée, cela nécessitera une combinaison de progrès technologiques et de développement des bonnes procédures.


Conclusion

Après avoir lu mes réflexions ci-dessus, vous pourriez penser que je suis pessimiste quant à l'avenir de l'industrie des drones, mais c'est tout le contraire. L'innovation prend toujours plus de temps que prévu initialement, surtout dans un environnement fortement réglementé comme l'aviation. Le rythme auquel les cadres réglementaires pour les opérations UAS et l'U-space ont été établis par l'EASA (et donc par les États membres de l'UE) est remarquable. Bien sûr, de nombreuses normes manquent encore, et le secteur ne peut pas encore atteindre son plein potentiel, mais ce n'est qu'une question de quelques années. Des années dont le secteur a également besoin pour développer des technologies nouvelles et améliorées, comme la technologie des batteries et des conceptions de rotors plus silencieux, et pour affiner les cas d'affaires, comme la livraison par drone et l'U-space. Je suis donc en réalité très optimiste quant au fait que l'avenir du secteur des drones est prometteur et que, en tant que société, nous bénéficierons grandement de la technologie aéronautique sans pilote.

Un drone volant à côté d’un avion de ligne dans le cadre de l’U-Space

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Comment U-space aura un impact sur le SORA

© Aerospace Manufacturing

À compter du 26 janvier 2023, le cadre réglementaire U-space entrera en vigueur en Europe. Cependant, la désignation U-space ne suivra pas immédiatement. Il est important que les administrations locales, les prestataires de services de navigation aérienne (ANSP) et les exploitants de systèmes d'aéronefs sans pilote (UAS) tiennent compte des effets de l'espace aérien U-space. Cet article se concentre sur la relation entre U-space et l'évaluation des risques des opérations spécifiques (SORA).


Approche SORA

L'approche SORA comprend le modèle de risque aérien, qui évalue le risque d'une rencontre avec un trafic aérien habité. Le principe repose sur la définition de la classe initiale de risque aérien (ARC) du volume opérationnel, tandis que des mitigations appropriées peuvent réduire l'ARC initiale à une ARC résiduelle (finale). Avec la classe de risque au sol (GRC), le niveau final d'assurance et d'intégrité spécifique (SAIL) est déterminé. Ce résultat représente le risque des opérations UAS et les exigences correspondantes (objectifs de sécurité opérationnelle, OSO) pour l'opération.

L'Agence de l'Union européenne pour la sécurité aérienne (EASA) définit l'ARC comme une « classification qualitative du taux auquel un UAS rencontrerait un aéronef habité dans un espace aérien civil général typique ». L'ARC peut être divisée en quatre niveaux (ARC-a, -b, -c, -d) avec un risque croissant de collision entre un UAS et un aéronef habité. Elle peut être déterminée à l'aide de l'arbre de décision publié dans le règlement UE 2019/947 (systèmes d'aéronefs sans pilote).

La réduction de l'ARC initiale peut être obtenue en appliquant des mitigations stratégiques par le biais de restrictions opérationnelles (du côté de l'exploitant UAS) ou de structures et règles communes (par exemple la structure de l'espace aérien et/ou les procédures de trafic). Le risque résiduel peut être encore atténué au moyen de mitigations tactiques, qui s'appliquent aux opérations Beyond Visual Line of Sight (BVLOS). Pour les vols en Visual Line of Sight (ou étendue), le principe « voir et éviter » peut être maintenu en gardant un œil sur l'UAS.


U-space dans le modèle SORA  

Dans la méthodologie SORA, le modèle de risque aérien permet des mitigations provenant des services fournis au sein de l'espace aérien U-space. Comme SORA 2.0 a été publié aux premiers stades du développement de U-space, le modèle n'a pas abordé plus en détail le rôle de U-space dans SORA. Cependant, avec la mise en œuvre du règlement UE 2021/664 (règlement U-space) et des Moyens Acceptables de Conformité (AMC) et du Matériel d'Orientation (GM) correspondants, l'EASA fournit une recommandation pour l'ARC résiduelle après la mise en œuvre de U-space : « Il est recommandé d'appliquer un "ARC-b" résiduel pour U-space dans les espaces aériens contrôlés et non contrôlés. » L'autorité compétente décidera d'adopter ou non cette recommandation.

Sans U-space, l'ARC-b est définie comme l'espace aérien situé sous 500 ft dans l'espace aérien non contrôlé au-dessus des zones rurales. La recommandation d'ARC-b pour U-space repose sur l'application des moyens stratégiques et tactiques qui soutiennent la mise en œuvre de l'espace aérien U-space. Par conséquent, il faut démontrer que le volume d'espace aérien U-space, y compris les services, est comparable aux opérations ARC-b afin de bénéficier de la réduction de l'ARC (une approche similaire de réduction de l'ARC sans services U-space).

Cette condition opérationnelle (la réduction à ARC-b) sera déterminée au moyen de l'évaluation des risques de l'espace aérien U-space. L'évaluation des risques couvre à la fois les risques au sol et dans l'air et prend en compte les aspects de sûreté, de vie privée, de sécurité et d'environnement. Le résultat de l'évaluation des risques, y compris les résultats des auditions des parties prenantes, conduira à un plan de déploiement U-space à destination de l'État membre, qui inclut les exigences de performance de l'espace aérien U-space.

Les sections suivantes aborderont plus en détail la relation entre U-space et les mitigations SORA.


Mitigations stratégiques U-space par structures et règles communes

Le service d'autorisation de vol U-space (qui est un service U-space obligatoire) peut être utilisé comme mitigation stratégique pour séparer les UAS et les aéronefs habités (ainsi que les autres vols UAS). Étant donné que l'exploitant UAS ne contrôle pas le volume d'espace aérien, il doit déposer un plan de vol, qui sera vérifié par le fournisseur de services U-space (USSP) par rapport aux vols prévus et déjà en vol. C'est un exemple de mitigation par la structure commune de l'espace aérien (U-space). Sur la base du processus d'autorisation de vol, l'USSP garantit la séparation par un contrôle procédural dans l'espace aérien.


Mitigations tactiques U-space

Alors que U-space est utilisé comme système de gestion du trafic pour les opérations UAS, initialement en dessous de 500 ft, les aéronefs habités traditionnels peuvent toujours opérer au sein de U-space s'ils se conforment au règlement UE 2021/666 relatif à l'e-conspicuity. Le règlement 666 exige que les aéronefs habités opérant dans l'espace aérien U-space se rendent électroniquement conspicues pour l'USSP. Ce principe s'applique à l'espace aérien non contrôlé.

Pour l'espace aérien contrôlé, le règlement UE 2021/665 est applicable. Comme le trafic dans l'espace aérien U-space sera connu (grâce au service d'identification du réseau et aux systèmes de détection), le risque de rencontres avec du trafic habité peut être atténué par le concept de reconfiguration dynamique. Ce concept vise à séparer le trafic habité et le trafic non habité au sein de l'espace aérien U-space. Il nécessite une coopération entre l'USSP (ou plusieurs USSP, le cas échéant) et l'ANSP.


Exigences de performance des mitigations tactiques (TMPR)

Pour les opérations BVLOS (Beyond Visual Line of Sight), l'exploitant UAS est tenu de démontrer qu'il satisfait aux TMPR. U-space ne modifie pas ce processus, mais il offre des moyens supplémentaires pour satisfaire les exigences de détection. L'exploitant peut s'appuyer sur le service d'information sur le trafic U-space pour détecter le trafic dans la zone, ce qui aide les exploitants UAS à éviter les collisions avec du trafic habité (et non habité). Cela souligne donc l'importance du service d'information sur le trafic fourni par l'USSP à l'exploitant UAS en lien avec l'atténuation du risque aérien dans le cadre de SORA. 

Cependant, le service ne confère pas à l'USSP (ni à l'ANSP) la responsabilité de l'opération. L'exploitant UAS demeure responsable de la sécurité du vol et du respect des conditions opérationnelles U-space. U-space est un moyen de réduire le risque de collision, mais il exige toujours que les exploitants demandent une autorisation opérationnelle selon l'approche SORA.

Sur la base du plan de déploiement U-space (résultat de l'évaluation des risques et des retours issus des auditions des parties prenantes), l'État membre peut définir des exigences de performance supplémentaires, plus contraignantes que les TMPR. Cela signifie que les exploitants UAS doivent démontrer les exigences les plus contraignantes (TMPR ou exigences de performance U-space) à l'autorité compétente (conformément à la demande SORA) afin d'obtenir une autorisation européenne de vol.


Conclusion

Le modèle SORA permet d'utiliser U-space comme moyen d'atténuer l'ARC initiale. L'EASA recommande de définir l'ARC résiduelle pour l'espace aérien U-space comme ARC-b, ce qui représente le risque de rencontrer du trafic habité en dessous de 500 ft dans l'espace aérien non contrôlé au-dessus des zones rurales. Les services U-space permettront cette manière d'atténuer l'ARC initiale, tant sur le plan stratégique que tactique. Il est donc important de prendre en compte les critères de performance en relation avec SORA et les TMPR lors de l'évaluation des risques de l'espace aérien U-space et de surveiller en continu ces critères de performance. De cette façon, les exploitants UAS peuvent tirer parti des services U-space dans le cadre de leur demande SORA.

Un drone habité atterrissant entre des gratte-ciel

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Sept démonstrations à travers l’Europe de l’intégration sûre des aéronefs sans pilote

En seulement quelques années, la mobilité aérienne urbaine deviendra une réalité, permettant aux gens de voyager de manière pratique, d'une façon mieux adaptée aux villes et à leurs habitants. Intégrer en toute sécurité ces grands drones du futur dans notre espace aérien urbain exige beaucoup de coordination et de tests. Dans les prochains mois, le projet européen AMU-LED réalisera plusieurs vols de démonstration dans des environnements urbains au Royaume-Uni, aux Pays-Bas et en Espagne.

Et si, à l'avenir, des ambulances transportaient des patients et des médicaments critiques par voie aérienne ? Et si les pompiers pouvaient lutter contre les incendies de manière sûre et efficace sans mettre des vies humaines en danger ? Un avenir où les personnes peuvent se déplacer plus vite et plus efficacement d'un point à un autre, avec des services meilleurs et optimisés pour les villes et leurs habitants. Cet avenir n'est pas une simple vision, c'est une réalité qui nous parviendra dans quelques années : la Mobilité Aérienne Urbaine (UAM). L'UAM est un concept de mobilité transformateur pour les zones urbaines, utilisant différents types de drones pour accomplir tout type de mission visant à améliorer le bien-être des individus et des organisations.


U-space

Un des principaux leviers de l'UAM est U-space, un cadre de gestion du trafic aérien permettant l'intégration sûre et sécurisée des drones. Tout comme le système de gestion du trafic aérien pour les aéronefs généraux, U-space garantira que les opérations des drones soient menées de manière sûre et efficace. Cependant, le système sera plus automatisé que le contrôle du trafic aérien actuel, avec moins d'interaction humaine et la capacité de gérer simultanément davantage de vols. U-space peut être défini comme un ensemble de services et de procédures spécifiques conçus pour garantir un accès sûr et efficace à l'espace aérien pour un grand nombre de drones présentant de hauts niveaux de numérisation et d'automatisation.


Scénarios dans des environnements urbains

Beaucoup de travail a été consacré au développement d'U-space et de l'UAM par le biais de projets de recherche et d'innovation ainsi que de développements technologiques. L'une de ces initiatives est le projet AMU-LED, un projet de démonstration à très grande échelle (VLD) financé par l'entreprise commune SESAR dans le cadre du programme de recherche et d'innovation Horizon 2020 de l'Union européenne. AMU-LED démontrera l'intégration sûre d'aéronefs habités et non habités grâce au déploiement d'U-space, avec pour objectif ultime de concrétiser des villes intelligentes toujours plus durables. Cela sera réalisé en effectuant des démonstrations de vol avec divers scénarios, situations et cas d'utilisation dans des environnements urbains.

Lors de ces démonstrations, le projet utilisera de grandes plateformes électriques à décollage et atterrissage verticaux (eVTOL) pour le transport de passagers et de fret, combinées à des systèmes aériens sans pilote (UAS) plus petits assurant la livraison de marchandises et de fournitures médicales, la surveillance ou le soutien aux services d'urgence.


Objectifs d'AMU-LED

Le projet a commencé il y a deux ans, en janvier 2020, avec deux objectifs principaux : démontrer l'interaction sûre de l'UAM avec les autres utilisateurs de l'espace aérien et démontrer un vol UAM sûr. Après une préparation approfondie, les démonstrations de vol qui auront lieu dans le cadre d'AMU-LED peuvent être considérées comme le produit final du projet, mettant en pratique le concept d'opérations, les cas d'utilisation, les scénarios, l'architecture système et le système U-space qui seront définis dans le projet.

« Après avoir réalisé une quantité impressionnante de travail, au cours duquel notre consortium a conçu et mis en œuvre des concepts d'opérations de pointe pour l'UAM, préparé des cas d'utilisation futuristes mais imminents, tels que la navette domicile-travail aérienne ou la livraison de colis du dernier kilomètre, et intégré des services innovants de gestion du trafic sans pilote, nous sommes enfin prêts à décoller », précise Pablo Menéndez-Ponte Alonso, chef de projet UTM chez NTT DATA Spain, qui coordonne le consortium européen de 17 entités différentes participant au projet AMU-LED. « Cranfield est notre première démonstration, certes essentielle, car elle nous permettra de comprendre l'état de préparation de cette technologie en relevant le défi réel. »

Au total, il y aura sept démonstrations, se déroulant tout au long de l'été 2022, à Cranfield (Royaume-Uni), Amsterdam (Pays-Bas), Enschede (Pays-Bas), Rotterdam (Pays-Bas) et Santiago de Compostela (Espagne).


Échange d'informations

La variété des lieux permet au projet de tester et de démontrer plusieurs aspects pertinents de différentes manières, par exemple en évaluant la manière la plus efficace d'échanger des informations entre les acteurs (comme les drones, leurs pilotes et le système de gestion du trafic aérien). Le projet testera deux concepts différents pour la diffusion des données pertinentes : une architecture centralisée et une architecture décentralisée. L'architecture décentralisée sera testée à Cranfield, Enschede et Rotterdam, et l'architecture centralisée sera testée à Amsterdam et Santiago de Compostela.

Les informations à échanger concernent toutes sortes de données, par exemple des informations stratégiques et tactiques avant et pendant le vol, des données de suivi (informations en temps réel sur la position du drone), un service consultatif de déconfliction tactique (informations pour éviter tout conflit avant et pendant le vol), ainsi que des données météo et CNS (Communication, Navigation and Surveillance).


À quoi peut-on s'attendre lors des démonstrations ?

De plus, comme U-space et l'UAM sont encore des concepts en développement, AMU-LED a suivi les trois piliers de l'innovation – faisabilité, viabilité et désirabilité – afin de garantir que les démonstrations couvrent l'ensemble des bases pour une mise en œuvre efficace de l'UAM.

En juin, les démonstrations commencent par le cas de faisabilité à Cranfield, prouvant l'état de préparation de la solution AMU-LED, des technologies et des systèmes. Ces essais sont menés par l'université de Cranfield et auront lieu à l'aéroport de Cranfield, une installation unique qui dispose de son propre prestataire de services de navigation aérienne et de ses propres contrôleurs aériens, ainsi que de ses propres pilotes et aéronefs. Cette démonstration sera un prérequis pour les démonstrations suivantes, prouvant que la solution AMU-LED est prête et sûre pour être testée dans des environnements plus complexes. Une deuxième partie de la démonstration de Cranfield aura lieu en septembre.

Après avoir prouvé la faisabilité de la solution AMU-LED, en août le projet poursuivra les tests de désirabilité de sa solution à Amsterdam et Enschede, en mettant l'accent sur l'acceptation du public et l'impact social.

À Amsterdam, les tests sont menés par le Centre aérospatial royal néerlandais (NLR) et auront lieu au cœur de la ville, au Marineterrein. En utilisant un groupe de discussion pour recueillir des données, l'équipe réalisera diverses démonstrations de vol, testant différents aspects d'U-space et certains indicateurs d'acceptation publique tels que la nuisance sonore, la sécurité perçue, la confiance dans la technologie, les préoccupations relatives à la vie privée ou la pollution visuelle. Des mesures d'atténuation pour les préoccupations soulevées par le groupe de discussion seront proposées sur la base des données recueillies.

Enschede suivra, en démontrant l'impact social de l'UAM. Space53, un centre d'essais et d'innovation pour les systèmes sans pilote, est chargé de cette démonstration, qui aura lieu entre le site Space53 de Technology Base et l'aéroport de Twente, ainsi que dans la ville d'Enschede. En mettant en avant divers cas d'utilisation socialement pertinents tels que la livraison médicale, la lutte contre les incendies ou la surveillance policière, cette démonstration prouvera l'impact social que l'UAM créera lorsqu'elle sera mise en œuvre.

À Rotterdam, la viabilité économique de l'UAM sera également démontrée en août. Cet essai est coordonné par AirHub et aura lieu dans la zone portuaire de la ville. Il sera réalisé en collaboration avec l'Autorité du port de Rotterdam, qui souhaite étudier la viabilité de transporter directement les équipages des navires du navire à l'hôtel. D'autres cas d'utilisation seront également présentés, avec différents UAV et aéronefs VTOL.

La ville de Santiago de Compostela accueillera la démonstration finale d'AMU-LED, où tous les aspects précédents – faisabilité, viabilité et désirabilité – se rejoignent dans un grand spectacle final. Coordonnée par le centre technologique ITG – Fundación Instituto Tecnológico de Galicia, la démonstration se concentrera sur la mise en œuvre correcte de tous les aspects dans les environnements urbains, en tant que présentation finale de la manière dont U-space peut permettre la Mobilité Aérienne Urbaine. Cela sera démontré en septembre et en octobre.

Tout au long de ces démonstrations, l'équipe du projet recueillera des données sur les différents aspects testés, qui seront ensuite analysées. Cela permettra au projet de dégager des résultats pour le développement ultérieur d'U-space, en fournissant des informations sur la manière la plus efficace pour U-space de permettre l'UAM, en offrant une solution sûre, efficace et viable pour les villes intelligentes.

Ce projet a reçu un financement de l'entreprise commune SESAR (JU) dans le cadre de la convention de subvention n° 101017702. La JU reçoit le soutien du programme de recherche et d'innovation Horizon 2020 de l'Union européenne et des membres de l'entreprise commune SESAR autres que l'Union.