Perturbations magnétiques : pourquoi le compas d’un drone se perd près de l’acier

La plupart des drones utilisent un magnétomètre (compas) pour mesurer le champ terrestre et déterminer dans quelle direction pointe l’aéronef (cap). Les éléments en acier et les armatures déforment le champ terrestre, et l’acier aimanté ou les équipements parcourus par un courant créent leurs propres champs. Le compas indique alors un cap erroné. Lorsque la position GNSS et le cap ne concordent pas, l’aéronef corrige dans la mauvaise direction et peut dériver en spirale (effet « cuvette de toilettes »). Si le point de décollage repose sur des tôles d’acier ou des armatures, le cap peut être faux avant même que l’aéronef ne quitte le sol.

L’approche consiste soit à protéger le compas, soit à déterminer le cap sans lui. Protéger signifie installer le capteur loin des moteurs et du câblage et l’étalonner loin de l’acier. S’en affranchir signifie un GNSS à double antenne, qui déduit le cap de la différence de position entre deux antennes, ou une estimation du cap visuelle ou par LiDAR, fondée sur l’observation de l’environnement. Certains aéronefs basculent automatiquement en mode non magnétique lorsqu’ils détectent une perturbation.

Les perturbations magnétiques sont quasiment garanties autour des structures en acier : ponts (surtout métalliques), pylônes électriques, pylônes de télécommunication, capacités et colonnes des installations industrielles, racks de tuyauteries d’installations, réservoirs de stockage, ainsi que coques et ponts des navires et ouvrages en mer. Elles surviennent aussi lors de décollages depuis des toits en béton armé ou des chantiers couverts de tôles d’acier.

• Choisissez l'emplacement de décollage : évitez les dalles armées, les tôles d'acier, les tampons de regard et les véhicules. Utilisez au besoin une aire d'atterrissage non magnétique (p. ex. en plastique) surélevée par rapport au sol.
• Vérifiez le cap avant le décollage : confirmez que l'orientation de l'aéronef sur la carte de l'application correspond à la direction réelle du nez.
• Préférez les aéronefs à cap non magnétique : pour un travail répété près de l'acier, choisissez des aéronefs à GNSS double antenne ou à estimation du cap par vision/LiDAR.
• En cas d'alerte, éloignez-vous d'abord : augmentez la distance à la structure et voyez si le cap se rétablit. Sinon, mettez-vous en sécurité en mode attitude.
• Entraînez la récupération en mode attitude : conservez la compétence de désactiver le maintien de position et de ramener l'aéronef à la main quand une erreur de cap le fait se comporter anormalement.
• Consignez où cela s'est produit : noter où la perturbation est survenue permet de changer la façon de voler ce tronçon la fois suivante.

Peu de pays ont des règles visant les perturbations magnétiques en tant que telles. Mais que vous voliez au Japon sous permission ou approbation ou aux États-Unis sous la Part 107, maintenir l’aéronef en état de voler en sécurité relève de la responsabilité de l’opérateur. Continuer à voler avec un défaut de cap connu et provoquer un accident engage la responsabilité. Suivre les recommandations du constructeur sur le lieu d’étalonnage et la manière de décoller est le fondement pratique de la sécurité.

Voir aussi : champs électromagnétiques intenses, sans GNSS, hauteur, réglementations mondiales.

• Dans l'acier et sans satellites : dans les citernes ou sous les tabliers de ponts en acier, où le champ est déformé et le GNSS indisponible, il ne reste que la vision et le LiDAR. Ajoutez l'obscurité ou la poussière et cela reste difficile.
• La perturbation n'est pas connue à l'avance : sur une même structure, la magnétisation des éléments et l'état de fonctionnement des équipements modifient l'effet. La cartographier avant le vol n'est pas encore une pratique courante.
• Différences entre aéronefs : l'existence d'un cap non magnétique, et la réaction de l'aéronef lorsqu'il détecte une interférence, varient selon le modèle. Les procédures de site doivent encore être réécrites pour chaque aéronef.

Les aéronefs d’inspection traitent le compas comme un indice de cap parmi d’autres, réduisent automatiquement son poids lorsqu’une perturbation est détectée et tiennent leur cap grâce aux caméras, au LiDAR et au GNSS. La carte 3D de chaque structure porte les « zones perturbées » relevées lors des visites précédentes, si bien que la trajectoire est planifiée dès le départ pour les contourner. Les aéronefs qui tournent en spirale sous les tabliers de ponts métalliques appartiennent au passé. C’est la perspective de la rédaction.