Comment l'inspection LiDAR par drone a permis une démolition sûre des tours de refroidissement

Sopreco teste le Zenmuse L1 dans des conditions de faible luminosité pour une inspection avant démolition.

By DJI Enterprise DJI Enterprise
août 31, 2022

La démolition d'une tour de refroidissement n'est pas une mince affaire. La taille et l'âge de la structure exigent une inspection plus approfondie pour évaluer l'érosion, les matières dangereuses et l'intégrité structurelle. C'est le défi auquel l'équipe de Sopreco a été confrontée lors de l'évaluation de trois tours destinées à être démolies à Metz, en France. Pour garantir une inspection sûre et précise de ces géants du refroidissement, l'équipe a décidé d'utiliser un drone équipé d'un système LiDAR. 

Sopreco, filiale du groupe Eurovia en France, opère en tant que référent de premier plan pour la gestion et l'inspection des carrières, ainsi que pour les solutions spécialisées de cartographie par système d'information géographique (SIG). Sopreco dirige également le programme de drones d'Eurovia pour l'inspection des biens, l'arpentage, le LiDAR et la détection des mines. 

Pour ce projet de quatre jours, il a été décidé qu'une approche mixte par drone utilisant à la fois des techniques LiDAR et de photogrammétrie conviendrait le mieux compte tenu des contraintes de temps strictes. Dans ce cas, DJI a fourni à Sopreco une charge utile Zenmuse L1 pour cette tâche. 

Sopreco - L1 P1Les Zenmuse L1 et P1 étaient tous deux chargés de collecter les données d'inspection essentielles.

Les méthodes obsolètes appellent des solutions commerciales par drone

L'approche traditionnelle de l'entretien ou de la démolition des tours de refroidissement nécessite généralement des équipes travaillant depuis des échafaudages ou d'autres méthodes de suspension. Le calendrier serré du projet exigeait toutefois une méthode d'inspection plus rapide. Plus important encore, une partie du béton étant endommagée et recouverte de peinture contenant de l'amiante, les méthodes d'inspection traditionnelles n'étaient tout simplement pas réalisables. 

Sopreco - Jonathan Lopez Pilot

L'équipe aurait pu utiliser une grue ou un hélicoptère pour évaluer les dégâts mais, comme l'explique Jonathan Lopez, le spécialiste principal de la division drone de Sopreco :  

"Une inspection par drone était la seule solution envisagée. Il n'y a tout simplement aucun avantage aux autres options en ce qui concerne les coûts et la sécurité de notre équipe d'inspection." - Jonathan Lopez, spécialiste principal de la division drone de Sopreco.

La première étape de la démolition est la planification. Sopreco a décidé de commencer par capturer et construire un modèle 3D des trois tours de refroidissement avec l'aide des Zenmuse P1 et L1. Toutes les données seront recueillies par le(s) drone(s) et transformées en un modèle 3D précis avec DJI Terra. L'ensemble des données précises acquises pourrait ensuite être partagé avec les groupes chargés de la démolition ultérieure. Cette mise en phase 3D du processus peut aider ces entreprises à identifier les risques, à expliquer les méthodes prévues et à obtenir un meilleur devis des entreprises en lice. 

"Le processus de vol est assez simple et relativement rapide à réaliser - environ un jour et demi par tour. Le traitement des données et la création du modèle peuvent prendre de 1 à 3 semaines. Les équipes doivent garder cela à l'esprit lors de la planification", ajoute M. Lopez.

Une approche en tandem : Photogrammétrie avec support LiDAR

L'équipe de Sopreco utilise traditionnellement la photogrammétrie par drone pour un travail de cette envergure afin de capturer des données pour créer des orthomosaïques ou des modèles 3D, comme le font de nombreux professionnels de l'arpentage et de la cartographie. 

Le coût abordable et la flexibilité de la photogrammétrie pour fournir des cartes et des modèles détaillés ont fait de cette option le choix le plus accessible pour de nombreux inspecteurs d'actifs ou de structures tels que les tours de refroidissement.

Cependant, l'utilisation de la photogrammétrie pour les relevés présente quelques inconvénients mineurs. Par exemple, dans ce projet, il y avait de grandes différences de luminosité à l'intérieur et à l'extérieur des tours de refroidissement. En particulier à l'intérieur, l'éclairage est beaucoup plus faible et il peut être difficile de capturer des données visuelles de haute qualité. En outre, le calendrier serré de ce projet signifiait qu'une grande partie du travail devait être effectuée dans des conditions de faible luminosité, ce qui peut donner lieu à des photos de moindre qualité et, en fin de compte, à un modèle moins utile. 

C'est là que l'option LiDAR intervient et comble le vide.

Le LiDAR (détection et télémétrie par la lumière) fonctionne en émettant une lumière laser et en mesurant le temps et l'intensité du signal émis par l'objet vers le capteur. Il construit des modèles de terrain topographiquement précis en incorporant les systèmes de haute précision du positionnement par satellite (données GNSS) et d'une unité de mesure inertielle (IMU). 

L'un des principaux avantages du LiDAR est qu'il ne nécessite pas de conditions d'éclairage intense, contrairement à la photogrammétrie. De plus, les données finales sont des coordonnées de nuages de points et sont beaucoup plus rapides à transformer en un modèle exploitable avec un logiciel. Dans ce cas, la L1 était une option parfaite pour le calendrier serré de Sopreco et la nécessité de travailler même le soir et au crépuscule. 

Le résultat : des nuages de points (représentation 3D des objets) d'une précision centimétrique, plus rapides que les options de levé au sol ou de photogrammétrie.

Sopreco - L1 Point Cloud Data

Le Zenmuse L1 sur place

Après les étapes initiales d'obtention de l'accréditation pour le vol, l'équipe de Sopreco a créé une analyse de mission afin de définir une stratégie complète pour la collecte de données. Des points de contrôle au sol ont été fixés et mesurés avant les vols prévus. 

Le principal défi de la mission se situait à l'intérieur du mastodonte cylindrique où, en raison de sa structure métallique, le GPS peut devenir imprécis. C'est pourquoi un pilote de drone qualifié a pris le contrôle total du drone pour cette phase du projet. 

Sopreco - Inside Cooling Stack

Avant de lancer l'inspection LiDAR automatisée par drone, un vol photogrammétrique manuel avec le P1 a d'abord été effectué pour capturer les faces extérieures et intérieures de chaque structure. Ensuite, un vol LiDAR a permis de recueillir des données précises à l'intérieur et à l'extérieur des tours. 

"Nous n'avions pas de cible facile à marquer au sommet de l'une des structures. Nous avons donc utilisé les données recueillies par le LiDAR pour contrôler et remettre à l'échelle les données photogrammétriques", a remarqué M. Lopez. "Le nouveau capteur P1 a vraiment amélioré les résultats globaux et a été remarquable malgré les conditions de faible luminosité."

Zenmuse L1 en un coup d'œil
  • Résultats des nuages de points jusqu'à 100% d'efficacité
  • Gamme de détection : 450m (80% de réflectivité, 0 klx) / 190 m (10% de réflectivité, 100 klx)
  • Taux de points effectif : 240 000 pts/s
  • Supporte 3 retours

Sopreco - M300 L1 Cooling Stack

La solution LiDAR Zenmuse L1 : une solution qui change la donne

Les solutions LiDAR intégrées pour drones comme le M300 et le L1 sont plus abordables et accessibles que jamais. Cela a permis de démocratiser le LiDAR dans de nombreuses professions, notamment dans les secteurs du géospatial, de l'arpentage et de la construction. Pour cette raison, ce qui était autrefois considéré comme un coût exorbitant, le LiDAR peut désormais être inclus dans une inspection par drone aux côtés de la photogrammétrie et ainsi assurer une précision maximale. 

"Le drone permet de réaliser ce travail topographique en toute sécurité. Sur un chantier comme celui-ci, il va apporter de nouvelles perspectives et de nouvelles façons de travailler qui n'étaient pas possibles auparavant", explique Bruno Pillon, géomètre et télépilote de drone chez Sopreco. 

Sopreco - M300 L1 + Pilots

La précision et la polyvalence du LiDAR, par exemple en cas de faible luminosité et dans les zones de végétation dense, permettent d'améliorer l'efficacité des missions de surveillance aérienne les plus exigeantes. 

Jonathan Lopez de Sopreco l'explique très simplement :

"L'utilisation de la technologie des drones est similaire à celle d'une perceuse, d'un marteau ou de tout autre outil. Lorsqu'elle est mise entre les mains d'un pilote de drone et d'un arpenteur de terrain ou de bâtiment, les avantages concurrentiels sont énormes." 

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Tags: Inspection

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