Vent et turbulence : comment les drones font face à l’air autour des structures

Un multirotor tient sa position en s’inclinant face au vent, en y consacrant puissance moteur et batterie. Plus le vent est fort, plus il s’incline. Même lorsque le vent moyen reste dans les limites, une rafale peut dépasser ce que l’aéronef peut tenir et le déporter. Autour des structures, le vent accélère aux angles, forme des tourbillons du côté sous le vent et descend le long des façades. L’inspection se fait à quelques mètres de la structure, ce qui place l’aéronef dans l’air le plus perturbé qui soit.

Les parades au vent se répartissent en trois groupes : rendre l’aéronef plus robuste, garder ses distances avec la structure et choisir le moment du vol. Les aéronefs plus grands, disposant d’une réserve de puissance moteur, tiennent leur position dans les rafales. Les capteurs de distance réagissent avant qu’une dérive ne devienne un contact. Les caméras à zoom permettent de capturer sans entrer dans la zone turbulente proche de la paroi. Et les prévisions, complétées par des mesures sur site, permettent de choisir des créneaux plus calmes.

Vent fort et turbulence se rencontrent autour de toute structure haute ou volumineuse : éoliennes (en mer surtout), longues poutres et hautes piles de ponts, façades et toitures d’immeubles de bureaux et d’immeubles en copropriété, lignes électriques, pylônes électriques, pylônes de télécommunication, vallées de barrages, talus et digues dégagés, autoroutes surélevées, ports, navires et ouvrages en mer et pipelines traversant plaines et montagnes.

• Gardez une marge sur la résistance au vent annoncée : les chiffres du fabricant sont souvent des limites, pas des valeurs d'exploitation confortables. Choisissez un aéronef bien au-dessus des rafales attendues pour la tâche.
• Fixez des critères d'interruption chiffrés : décidez des limites de vent moyen et de rafales, plus des seuils d'inclinaison et de consommation de batterie, avant de voler. Ne décidez pas « ça a l'air d'aller » le jour même.
• Vérifiez le vent à la hauteur d'inspection : outre l'anémomètre au sol, montez par paliers et observez le comportement et l'inclinaison de l'aéronef pour estimer le vent en altitude. (Voir aussi : hauteur)
• Planifiez les caps en fonction du vent : partir face au vent et revenir vent arrière aide à éviter la panne de batterie au retour. Gardez une échappatoire sous le vent.
• Arrêtez-vous, puis photographiez : dans de fortes secousses, restez en stationnaire jusqu'à ce que le mouvement se calme plutôt que de filmer en continu en déplacement. Reprenez les images floues.
• Surveillez les changements de temps en mer et en montagne : les fronts et les brises de mer ou de vallée peuvent faire tourner le vent rapidement. Fixez les fenêtres de travail d'après les prévisions.

Les jours de vent sont ceux où les contrôles et enregistrements avant vol comptent le plus. Utilisez la liste de contrôle avant vol, le plan de vol et le carnet de vol (Airffic Flight Institute) comme base de votre procédure de site.

Être poussé par une rafale n’est pas une chose à découvrir pour la première fois à côté d’une vraie structure. Vous pouvez commencer par apprendre l’inclinaison et la dérive en main dans un simulateur de vol sur navigateur (Airffic Simulation, en japonais).

La plupart des cadres réglementaires n’imposent pas de limite unique de vitesse du vent ; ils s’en remettent aux performances de l’aéronef et au jugement de l’opérateur. Au Japon, le manuel de vol joint à une demande de permission ou d’approbation fixe les règles d’exploitation selon les conditions météorologiques telles que le vent, et l’opérateur doit le respecter. Si l’opérateur adopte le manuel type du MLIT, la règle est de ne pas voler par vent de 5 m/s ou plus, sauf si le manuel du constructeur confirme que l’aéronef peut voler par vent plus fort. Autrement dit, « arrêter quand il y a trop de vent » est un engagement que l’opérateur définit et tient. Selon la Part 107 américaine, la vérification de la météo fait de même partie de la responsabilité du télépilote avant le vol.

Voir aussi : hauteur, eau, embruns et humidité, froid et givrage, réglementations mondiales.

Les étapes pour lire le vent et les rafales et décider de voler, d’attendre ou d’arrêter sont enseignées dans une leçon d’initiation pour lire le vent avant de voler (Tobira, en japonais).

• Turbulence imprévisible autour des structures : les prévisions moyennent sur de grandes zones. Il n'existe toujours aucun moyen de connaître à l'avance les rafales à l'angle d'un bâtiment ou sous un tablier de pont.
• Limites des petits aéronefs : plus l'aéronef est petit pour entrer dans les espaces exigus, plus il est faible face au vent. Les endroits à la fois exigus et ventés, sommets de cheminées, abords des nacelles d'éoliennes, restent difficiles.
• Vibrations contre résolution : les nacelles stabilisées tiennent l'orientation, mais le déplacement en position change la mise au point et la distance. La qualité d'image par jour de vent reste inégale.
• Peu de jours exploitables : en mer et sur les crêtes, les périodes de vent peuvent clouer les opérations au sol pendant des jours. Les calendriers d'inspection restent à la merci de la météo.

À partir du modèle 3D de chaque structure et des données météorologiques, le système indique avant le décollage quelles faces et quelles hauteurs seront turbulentes avec le vent du jour. L’aéronef adapte sa trajectoire et sa distance à cette prévision et travaille depuis le côté au vent. Les capteurs des aéronefs et des structures mesurent en continu le vent, si bien que chaque prévision s’améliore par rapport à la précédente. La décision de voler ou non se prend sur la base des données, pas de l’intuition. C’est la perspective de la rédaction.