Inspection au contact : des drones qui regardent aux drones qui touchent et mesurent

En inspection, certaines choses peuvent être vues, et d'autres ne se trouvent qu'au toucher. Les fissures et la rouille apparaissent sur les photos. Mais combien de millimètres une tôle d'acier a perdus par corrosion, si le béton est décollé à l'intérieur, ou si la rouille progresse sous un revêtement, cela ne se voit pas depuis la surface. Ces contrôles relèvent des contrôles non destructifs (CND), et la plupart exigent que le capteur touche la surface.

Aujourd'hui, échafaudages, nacelles élévatrices et accès sur cordes servent uniquement à établir ce contact. La mesure prend quelques secondes ; y accéder prend des jours. C'est exactement ce que visent les drones de contact.

Ce qui est le plus proche d'un usage courant, c'est la mesure d'épaisseur par ultrasons (UT). La sonde doit être maintenue perpendiculaire à la surface, avec une force constante, pendant quelques secondes. Pousser en stationnaire fait repousser la surface ; les aéronefs recourent donc à plusieurs astuces.

Dans l'inspection des infrastructures au Japon, le sondage au marteau est indispensable pour trouver le béton décollé. Le béton sain sonne clair ; une zone creuse rend un son sourd. Pour le faire par drone, un marteau ou un dispositif roulant doit frapper la surface tandis que des microphones captent le son et le séparent du bruit des rotors.

• Surtout recherche et essais : de nombreux prototypes et démonstrations par des universités, des entreprises et des fabricants, mais pas encore un substitut général à l'inspection visuelle rapprochée et à l'auscultation au marteau.
• Séparer le son : le bruit des rotors peut recouvrir les fréquences du coup de marteau. Le placement des microphones et le traitement du signal sont essentiels.
• Contact et positionnement : sous les tabliers et les voûtes de tunnels, l'appareil appuie vers le haut, là où l'effet de plafond (principes de vol) entre aussi en jeu.
• Autres méthodes : la thermographie peut cibler les délaminations probables sur de grandes surfaces, l'auscultation n'étant utilisée que sur les points suspects.

Un manipulateur aérien est un drone équipé d'un bras robotisé. La recherche vise des tâches comme poser des capteurs, vérifier des boulons ou fixer et retirer de petites pièces. Déplacer le bras décale le centre de gravité et chaque poussée produit une réaction ; la commande de vol et celle du bras doivent donc être conçues ensemble.

Le perchage permet à l'aéronef de se poser sur l'ouvrage comme un oiseau sur une branche, puis d'arrêter ou de ralentir ses rotors. Des aimants, des ventouses ou des pinces le maintiennent sur des éléments en acier ou des poutres. N'ayant plus à tenir le stationnaire, l'autonomie de la batterie s'allonge et les mesures sont exemptes de vibrations — utile pour la surveillance de longue durée ou l'installation de capteurs.

Un drone captif vole relié par câble à une alimentation au sol. Avec une alimentation continue, il peut rester en l'air pendant des heures, et les données peuvent transiter par le câble à haut débit. Son rayon d'action est limité par le câble, mais le risque qu'il s'échappe est faible.

• Bons usages : surveillance de longue durée depuis un point fixe, caméras en hauteur lors de catastrophes, travaux dans les puits et conduites verticales comme les égouts et les cheminées, et relais là où la radio est faible.
• Attention à : l'accrochage et l'emmêlement, la masse du câble et la traînée du vent, l'équipe au sol et l'alimentation électrique.
• Réglementation : depuis une modification de septembre 2021 du règlement d'application de la loi japonaise sur l'aviation, les vols captifs par une ligne suffisamment résistante de 30 m ou moins, avec contrôle de l'accès des tiers, n'exigent ni permission ni approbation pour les vols au-dessus des zones habitées, de nuit, hors vue, à moins de 30 m de personnes ou de biens, ou pour le largage d'objets. Consultez les réglementations mondiales et les documents officiels.

Dans les espaces confinés, aussi habile que soit le télépilote, l'aéronef finira par toucher quelque chose. Alors concevez-le pour être touché — c'est l'idée de la tolérance aux collisions. L'aéronef est enfermé dans une cage sphérique ou en treillis pour rebondir sur les parois et continuer à voler (p. ex. la série Flyability Elios).

Ces espaces cumulent souvent espaces confinés, obscurité et manque d'oxygène et gaz toxiques. Ne pas y envoyer de personne est le plus grand gain de sécurité qui soit.

La question centrale en inspection au contact est de savoir si la mesure peut être acceptée dans le dossier d'inspection. Les inspections d'appareils à pression, de tuyauteries et de réservoirs prescrivent les méthodes, l'étalonnage des équipements et les qualifications des inspecteurs (p. ex. ISO 9712 ou les certifications CND nationales). Pour être utilisées dans des dossiers relevant des codes du secteur (p. ex. API 510, 570, 653), les valeurs relevées par drone doivent remplir les mêmes conditions.