L'inspection des lignes électriques était autrefois l'une des choses les plus difficiles à faire avec un robot volant. C'est aussi l'une des activités les plus gratifiantes de la technologie moderne des drones. Avec la corrosion, le desserrage des boulons, les intempéries ou même la nidification des oiseaux, toutes sortes de choses peuvent mal tourner.
Les sociétés de transport et de distribution d'électricité sont légalement tenues, dans plusieurs États américains, de procéder à des inspections visuelles. La détection précoce permet de traiter les problèmes avant qu'ils n’apparaissent, ce qui peut contribuer à garantir que les clients obtiennent leur électricité.
En tant que fabricant leader de poteaux de T&D sur mesure, la société américaine Valmont Utility est considérée comme une autorité en matière d'inspection de haute qualité des structures des lignes électriques. Traditionnellement, l'entreprise réalisait ces inspections manuellement, un processus aussi exigeant et fastidieux que coûteux et risqué. Mais les les drones industriels sont apparus comme une alternative efficace et rentable aux processus d'inspection conventionnels, et Valmont n'a pas perdu de temps pour adopter cette technologie.
Quand la technologie rencontre le talent
L’entreprise a officiellement lancé son programme de drones en 2018, après avoir passé près d'un an à effectuer des essais sur la plateforme DJI Matrice 200. Son équipe avait alors recueilli suffisamment de données pour prouver que l'utilisation de drones était aussi efficace, voire meilleure, que le levage de techniciens d'essais non destructifs (END) sur une grue pour des inspections manuelles.
Si le fait d'écarter les risques pour la sécurité des ingénieurs travaillant en hauteur autour des lignes électriques à haute tension a suffisamment incité Valmont à intégrer des drones dans ses opérations, la société a rapidement réalisé qu'il y avait plusieurs autres avantages à garder « un œil dans le ciel ».
« Au cours des deux dernières années, nous avons passé environ 70 % du travail d'inspection vers les drones, explique Jake Lahmann, directeur de la qualité chez UAS, Valmont Utility. Cela a amélioré la qualité et la rapidité de nos inspections, et nous pouvons offrir aux clients des rapports plus précis et plus exploitables. Plus impressionnant encore, nous avons fait économiser des sommes impressionnantes, littéralement des millions de dollars, à nos clients.
Les poteaux électriques sont souvent situés sur des terrains très accidentés et isolés, tels que des pentes raides, des zones marécageuses, ou même des terrains ondulés sans route. Il peut être extrêmement difficile, et donc coûteux, d'acheminer des équipements lourds comme des grues vers certains de ces endroits. Dans certains cas, Valmont a dû demander l'aide de bulldozers pour tirer une grue et la placer près d'un poteau !
Mais avec les drones, la compagnie ne doit envoyer qu'un équipage de deux personnes (pilote de drone et opérateur de caméra) pour garantir des résultats optimaux à chaque inspection. Les inspecteurs CND hautement qualifiés et expérimentés passent au peigne fin les données à haute résolution de retour au bureau et fournissent aux clients un plan stratégique pour l'entretien et les réparations des biens.
Voler autour des infrastructures critiques
La saisie de données correctes, cependant, n'est pas aussi facile qu'il y paraît. Le drone doit être protégé contre les interférences électromagnétiques (EMI) provenant des lignes à haute-tension et le pilote doit être formé pour s'assurer que le drone vole à une distance sûre à tout moment, même dans des conditions météorologiques défavorables.
« Nous n'opérons pas, en général, dans les meilleures conditions. C'est poussiéreux, humide, et même physiquement épuisant pour les gars, souligne Lahmann. L'ouest du Texas, par exemple, est à la fois boueux et vallonné, et nous oblige à braver des vents violents. »
Un drone qui n'est pas conçu spécifiquement pour fonctionner dans de telles conditions pourrait très bien finir par endommager les biens des clients. « Cela a été une préoccupation majeure pour la direction et les pilotes de Valmont avant chaque vol, reconnaît Lahmann. Une seule erreur pourrait signifier que le remplacement de 30 km de câble de terre optique (OPGW) installé au sommet des tours de transmission, et peut coûter plusieurs millions ».
Alors que les procédures d'exploitation standard de Valmont couvrent en détail la manière de manipuler un drone s'il succombe aux EMI, l’entreprise s'est maintenant tournée vers une machine redoutable qui combine haute performance et fiabilité inégalée : la Matrice 300 RTK avec la nacelle-caméra Zenmuse H20.
Une solution sans faille pour les inspections
Robustesse et sécurité :
La M300 RTK est la plateforme de drone la plus sûre jamais utilisée par DJI pour les inspections des services publics. Il offre non seulement une protection contre les EMI, mais il est également équipé d'un système de prévention des collisions de nouvelle génération. De son robuste boîtier de transport et ses hélices inversées à son indice de protection IP45, le drone est conçu pour permettre une agilité et une manœuvrabilité sans précédent, même dans les vents violents et les environnements difficiles de l'ouest du Texas.
Ce nouveau design signifie également que les pilotes peuvent déployer le drone et atteindre leurs cibles plus rapidement que jamais. « Se rendre rapidement à une tour pour des inspections en direct pourrait très bien sauver des vies lors de catastrophes naturelles, où chaque seconde compte, déclare Lahmann. N'oublions pas que ce ne sont pas seulement les lignes électriques que nous inspectons, mais aussi les tours de communication, de police et de SAMU (ambulances et hôpitaux). »
Transmission OcuSync Enterprise :
Les inspections en direct bénéficient également du nouveau système de transmission sur la M300 RTK qui promet une qualité d'image exceptionnelle, même de loin.
Comme OcuSync Enterprise offre aux pilotes la connexion la plus longue et la plus réactive avec leur drone et charges utiles, l’équipe de Valmont peut également rester plus loin lors des inspections de routine des structures situées en terrain difficile. « Nous pouvons simplement voler vers une structure au lieu de nous y rendre en voiture », dit Lahmann.
Ces changements de design et l'attention accrue portée à la sécurité et à la transmission ont été monumentaux pour les inspecteurs de Valmont. Mais ce ne sont pas les seules raisons pour lesquelles Lahmann pense que chaque nouveau drone que acheté par l’entreprise sera dorénavant un M300 RTK avec une nacelle-caméra multi-capteurs Zenmuse H20.
Un gain de temps considérable :
Offrant jusqu'à 55 minutes de vol et des batteries remplaçables instantanément sur le M300 RTK ont permis de réduire considérablement la quantité et la durée des échanges de batteries nécessaires tout au long de la journée. Cela a également permis de réduire le temps d'immobilisation de l'équipe.
L'équipage de Valmont a pu gagner plus de 80 minutes par jour, ce qui représente un gain de temps de travail significatif. Cela signifie qu'au moins une structure supplémentaire a été inspectée ce jour-là, et souvent deux.
Des capteurs tout puissants :
Le gain de temps provient également de la première solution de capteurs hybrides de DJI : la série Zenmuse H20. La caméra offrant un zoom de 20MP et un zoom optique hybride 23x, les ingénieurs de Valmont n'ont plus besoin de voler aussi près d'une structure qu'auparavant, afin d'obtenir des images très détaillées. L’équipe peut tout simplement cadrer la zone d’intérêt grâce à la vue caméra grand angle, et la caméra avec zoom capturera automatiquement un ensemble d’images 20 MP de la zone.
« Cette fonction nous permet de gagner environ 10 minutes sur chaque structure », explique Lahmann, qui ajoute que la définition plus élevée et les niveaux de zoom accrus ont permis aux inspecteurs CND d'identifier le moindre défaut, ce qui est essentiel pour les inspections des infrastructures de services publics et de communication.
DJI Zenmuse H20
Algorithmes d'IA embarqués :
Ces gains d'efficacité ne s'accroissent qu'une fois que l'équipe aura utilisé toute la puissance de AI Spot Check, une nouvelle fonction qui permet au drone de reproduire la position, l'angle et le cadrage des zones d'intérêt pour les missions futures.
Admettant qu'il prévoit un changement complet grâce à cette fonction, Lahmann déclare : « Certaines inspections sont effectuées chaque année, alors que d'autres projets nous obligent à réinspecter une structure tous les trimestres. AI Spot Check nous permet de comparer ce qui est comparable et de dire à nos clients en toute confiance si tout est OK ou non. »
L'avenir des inspections chez Valmont
Valmont Utility veut continuer à repousser les limites des inspections sans contact des infrastructures critiques. L'entreprise investit massivement dans l'amélioration de l'analyse des données, mais Lahmann s'empresse de mentionner que cela ne minimisera pas l'importance des inspecteurs CND. « Nous ne voulons pas supprimer l'élément humain, nous voulons seulement le rendre meilleur. »
Valmont a également breveté quatre bras robotiques différents qu'il prévoit d'utiliser en combinaison avec des drones dans le futur. De plus, en tant que fabricant mondial de structures de puissance, Valmont installe également des capteurs intelligents dans les tours de T&D pour fournir un niveau d'information sanitaire constant aux clients. Ainsi, en cas de tempête de verglas ou si le capteur signale qu'un véhicule lourd a pu s'écraser contre une tour, la société peut rapidement alerter le client et effectuer une inspection en temps utile à l'aide d'un drone.
« Globalement, le M300 RTK la nacelle-caméra Zenmuse H20 a augmenté notre efficacité d'au moins 30 %. Cela signifie que ce drone n'est pas seulement un achat pour nous, c'est un investissement totalement rentable. » - Jake Lahmann, Responsable qualité, UAS, Valmont Utility
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