Inspection des ouvrages d´art par drone (2008)

7/27/2019 Inspection des ouvrages dart par drone (2008)

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39BLPC n273 dcembre 2008

Inspection des ouvragesdart par drone.Bilan et perspectivesdes travaux du LCPC

RSUM

Ncessaire pour garantir le niveau de service et la scurit des usagers,

linspection des ouvrages dart est ralise trs majoritairement de faon visuelle

sur lensemble de la structure et doit tre excute en assurant la scurit

des intervenants. Cest pour rpondre ces conditions que des passerelles et

des nacelles motorises ont t dveloppes, en particulier pour observer les

zones difficilement accessibles. Or ces quipements sont parfois difficiles, voire

impossibles dutilisation ; cest pourquoi nous nous sommes intresss aux

dveloppements de systmes de vision embarqus sur des drones. Aprs avoir

valid le concept de drone par une exprimentation sur un site rel au moyen

dun aromodle dhlicoptre quip dune camra, nous avons acquis notre

propre drone afin de disposer dune plate-forme pour tester diffrents dispositifs

de vision et dinstrumentation. Lenjeu est de rendre possible les prises dimages

qui, une fois traites, donneront des informations qualitatives et quantitatives des

dgradations observes. Aprs un rappel sur lorganisation de la maintenance

des ouvrages, cet article dveloppe lintrt dutiliser des drones pour linspection

des ouvrages et autres activits dauscultation et de surveillance, montre

le drone acquis par le LCPC et prsente des rsultats obtenus au cours de

deux exprimentations sur des sites rels. Il donne galement un aperu des

recherches en cours et de celles entreprendre pour mener bien ce projet.

Structural inspection using unmanned aerial vehicules.

Assessment and perspectives on the LCPC work program

ABSTRACT

As a prerequisite to guaranteeing level of service and user safety, structural

inspection techniques rely to a great extent on visual assessments that cover

the entire structure and that must be performed so as to ensure the safety of

inspection personnel. Under these conditions, powered walkways and platforms

were created, in particular for the purpose of observing inaccessible zones. Such

facilities sometimes prove difficult or even impossible to use ; for this reason,

we have focused on developing onboard vision systems for installation on

Unmanned Aerial Vehicles. After validating the drone concept by means ofin situ

experimentation using a camera-mounted model helicopter, we acquired our own

drone to offer a means for testing various vision and instrumentation devices.

The key to this endeavor is to be able to capture images, which once processed

can yield both qualitative and quantitative information on observed degradations.

Following a review of structural maintenance operations, this article will discuss

the benefit of using Unmanned Aerial Vehicles in structural inspection tasks and

other diagnostic and monitoring activities, in addition to presenting the drone

acquired by LCPC and providing results obtained during the two experimental

programs conducted at actual inspection sites. The article will also indicate the

status of current and upcoming research applicable to this project.

Franois DERKX*Universit Paris-Est, LCPC, MI, Paris, France

Jean-Luc SORINLCPC, MI, Nantes, France

* AUTEURCONTACTER :

Franois [email protected]


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40 BLPC 273 dcembre 2008

SurveILLAnCe et entretIen deS ouvrAgeS dArt

Ouvrges concerns

Rien quen France, il existe prs de 22 000 grands ouvrages dart sur le rseau routier national et

environ 6 000 ouvrages sur le rseau dautoroutes concdes.

Quil soit gr par Ltat, les dpartements, les villes ou les socits dautoroute ce patrimoine

considrable reprsente des enjeux conomiques importants. Aussi pour maintenir le niveau de

service dun ouvrage dart, garantir la scurit des utilisateurs et optimiser les travaux de mainte-

nance le gestionnaire doit raliser avec prcision le diagnostic et connatre la pathologie relle de

la structure.

Les ouvrages dart de ltat ont lobjet dactions de surveillance systmatiques [1] et sont main-

tenus en accord avec lInstruction technique pour la surveillance et lentretien des ouvrages dart

(ITSEOA) doctobre 1979, qui a t rvise en dcembre 1995 suite la premire campagne IQOA

(Image Qualit Ouvrage dart). Cette instruction prcise notamment les objectis de la surveillance

ainsi que ses modalits dorganisation et ormalise galement le contenu et lorganisation des op-

rations dentretien. Elle dnit ainsi trois niveaux de surveillance, que nous dtaillons dans les

paragraphes suivants.

Visites de routine

Les visites dites de routine sont des oprations dinspection menes en continu par les personnels

du gestionnaire lorsquils circulent sur les routes. Leurs observations permettent de relever tous les

dauts majeurs ou mineurs tels que barrires de scurit endommages, drainages obstrus...

Visites nnuelles

Les visites annuelles sont ralises par des techniciens qui ont pour objecti la dtection des dsor-

dres visibles, partir du sol, de toutes les parties accessibles dun pont. Tous les trois ans, cettevisite annuelle est une visite dvaluation dnomme visite IQOA ; elle permet de reprer lappa-

rition de nouveaux dsordres parmi plusieurs dizaines de dauts rrencs et ventuellement de

suivre lvolution des dsordres reprs lors dune des prcdentes visites. Ces visites dvaluation

donnent lieu une classication de louvrage selon la mthode IQOA.

Insection dtille

Ces inspections sont ralises selon ltat de la structure : tous les ans pour les ouvrages dont ltat

est alarmant, tous les trois ans pour les ouvrages sensibles, tous les six ans pour les ouvrages nor-

maux et enn tous les neu ans pour les ouvrages robustes.

Lobjecti de ces inspections est de rechercher la totalit des dsordres sur lensemble de la struc-ture, jusquaux ssures de 0,1 mm pour les ponts mtalliques ou en bton prcontraint, de 0,4

0,5 mm pour les ponts en maonnerie et de 0,1 0,3 mm pour les ponts en bton arm. Ce sont ces

inspections qui ncessitent, pour inspecter les zones inaccessibles, des matriels [2] importants,

chers et diciles demploi, tels que nacelles et passerelles automotrices (fgure 1).

fgure 1

Exemple de passerelleautomotrice.


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Rglementtion

En France, il ny a pas de rglementation ormelle concernant spciquement les drones civils ;

ils sont considrs comme des avions et sont donc ainsi soumis aux directives et autorisation de la

DGAC (Direction Gnrale de lAviation Civile). Pour pouvoir raliser cet essai, nous avons donc

t obligs de demander une autorisation auprs de la precture des Hauts-de-Seine. Une di-

cult supplmentaire est apparue du ait que ce viaduc est situ proximit dun hliport et cette

autorisation nous a t accorde seulement aprs que la precture a recueilli lavis des diverses

autorits responsables. Lensemble de linstruction a pris approximativement dix semaines. Nous

avons dcouvert cette occasion les eets de contraintes lgales qui auraient pu constituer un rein

important lexploitation des systmes de drone si larrt du 1er aot 2007 navait pas t mis en

place. En substance, cet arrt stipule que tout arone voluant occasionnellement dans un espace

arien libre et restant en vue du pilote est dispens de demande dautorisation.

Moyens utiliss

Lexprimentation de Saint-Cloud a t ralise laide dun aromodle dhlicoptre radiocom-

mand ddi aux prises de vues cinmatographiques. Cet hlicoptre (fgure 2) pilot vue, dunelongueur totale de 1,95 m avec un rotor de 1,80 m tait quip dun moteur thermique deux temps ;

sa masse vide tait de 10 kg et sa capacit de charge tait de 2 kg. Il tait quip dune camra

numrique Tri-CCD de 710 kilopixels avec un zoom optique 10. Les images ont t la ois

enregistres bord de lhlicoptre sur une cassette au ormat mini-DV et transmises en station sol,

grce un transmetteur 2,4 GHz, pour leur visualisation en temps rel.

fgure 2

Vues de laromodledhlicoptre.

Rsultts

Un inspecteur douvrage a analys quelques images extraites de la vido enregistre bord de

lhlicoptre. Il a pu retrouver, la manire dune inspection normale, des dsordres se rapportant des problmes de pathologies prcdemment identis. Les fgures 3a 3c montrent quelques

exemples de ces dsordres.

Conclusion

Si cet essai a permis de conclure sur la validit du concept dinspection par drone, il a montr par

ailleurs que la qualit des images devait tre amliore, que le pilotage vue limitait les peror-

mances du vol, que la localisation des images sur louvrage tait une condition ncessaire et que la

rglementation relative aux vols de drones tait une contrainte importante dans la mise en place de

ce type dinspection.


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PrSentAtIon de notre drone

Aprs avoir ralis un tat de lart sur les drones capables de vol stationnaire et cart des mat-

riels certes intressants, mais dont certaines caractristiques (notamment la charge demport et/

ou lautonomie), ou le degr de maturit ne permettaient pas denvisager un intrt immdiat entant que dmonstrateur, nous avons choisi le matriel Copter 1B dvelopp par la Socit Survey-

Copter.

Ce matriel [12] comprend un hlicoptre quip dun auto-pilote et dune tourelle gyrostabilise

portant une camra vido et un appareil photo, ainsi quune station sol compose dun pupitre de

commande, dun ordinateur de contrle et de programmation et dune source dnergie lectrique.

Cet quipement, bas sur le site du LCPC de Nantes, est oprationnel et bncie dune autorisation

exceptionnelle de vol au-dessus de ce site, dlivre par la precture de Loire-Atlantique.

LhLICoPtre

Lhlicoptre (fgure 4) est dot dun moteur thermique deux temps. Le diamtre du rotor est de

1,80 m, la charge vide de 8,5 kg, la charge demport de 5 kg et lautonomie de vol est de lordre

de 30 40 min. Il est quip (fgure 5) dune antenne GPS et dun magntomtre raccords lauto-

fgure 3

a : clatement de btonavec armature verticale

apparente corrode,vraisemblablement

d une insusancedenrobage

b : visualisation de deuxcls dassemblage des

voussoirsc : exemples de dauts

relevs.

c

b

fgure 4

Vue du drone.

fgure 5

Dtail delinstrumentation.


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pilote, dune antenne et dun module HF vasion de rquences de 5.8 GHz et de 200 mW de

puissance pour les transmissions des signaux de contrle et des images vido.

Luto-ilote

Lauto-pilote WePilot1000 produit par la socit We-Control est une interace de commande de vol

(fgure 6) permettant de piloter lhlicoptre en mode assist, cest--dire avec des commandes

intuitives de haut niveau, ou en mode entirement automatique par programmation de missions.

Grce lauto-pilote, la prise en main du drone est quasi immdiate, rduisant de ce ait la orma-

tion des oprateurs au minimum, et les tches pnibles de stabilisation du pilotage classique sont

abandonnes au prot du contrle de missions. Ladaptation de cet auto-pilote sur un hlicoptre

exige lenregistrement pralable des donnes dun vol manuel qui sont ensuite exploites pour syn-

thtiser un contrleur robuste.

Lauto-pilote se compose dun processeur de commande de vol de 32 bits et dune EPROM (Erasable

Programmable Read Only Memory) de 8 MB avec un systme inormatique intgr, dune centrale

inertielle six degrs de libert (3 gyroscopes et 3 acclromtres dtendue de mesure respective

100 degr s-1 et 2 g), dun GPS, dun magntomtre et dun capteur pizorsisti de mesurede pression dtendue de mesure de 300 1 100 mbar. Il onctionne (fgure 7) par usion de donnes

des diverses mesures partir de ltres de Kalman tendus et ournit la stabilisation de laltitude, de

la vitesse de commande et de la position en envoyant un signal sur les dirents actionneurs.

fgure 6

Intgrationde lauto-pilote.

fgure 7

Schma de principede lauto-pilote.

L tourelle gyrostbilise

Cette tourelle (fgure 8) est xe sous lhlicoptre et autorise les mouvements suivant laxe vertical

(angle de lacet ou Yaw) et un axe orthogonal (angle de tangage Pitch). Les deux axes sont gyrosta-biliss ce qui permet de conserver laxe de vise toujours dans la mme direction, quels que soient

les mouvements indsirables du drone.


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Cette tourelle permet dembarquer dirents quipements. Actuellement sont installs un appareil

photo Nikon de 8 mgapixels et une camra Sony de 800 kilopixels, mais il est prvu dembarquer

plus tard dautres instrumentations telles que laser mtre, radar anti-collision, etc.

L sttion u sol

La station au sol se compose dun pupitre de contrle coupl un PC.

L vlise uitre de commnde

La valise pupitre de commande (fgure 9) regroupe les direntes commandes. Sur la partie gauche

celles de la tourelle et de la camra, sur la partie droite celles de lhlicoptre avec le joystick de

commande, enn sur la partie suprieure droite se trouvent les connecteurs de raccordement sur lePC, sur le botier HF et sur le botier dnergie lectrique.

fgure 8

La tourelle gyrostabilise.

fgure 9

Le pupitre de commande.

Le tbleu de bord pC

Le PC associ permet de congurer une mission en entrant des points de passage oustop sur une

carte prenregistre (fgure 10) et gorrence par quatre points reprs par leurs coordonnes

GPS respectives. Les points de passages ou de stop sont ensuite dnis directement sur la carte

o leurs coordonnes GPS sont connues et il sut de complter pour chaque point laltitude et la

vitesse de passage. Deux points spciques supplmentaires sont ncessaires : un point home cor-

respondant au point de retour automatique du drone en cas de problme et un point dpartsitu

proximit du point de dcollage du drone.

Par ailleurs, lcran prsente un certain nombre de entres permettant dacher en tempsrel les inormations utiles la mission en cours, les paramtres de vol du drone et les alarmes

ventuelles.


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eSSAIS Sur SIteS reLS

Lobjecti des essais dcrits ci-aprs tait de mettre lpreuve notre drone, en lui aisant raliser

des inspections douvrages de gnie civil existants, mais hors service, pour valuer sa capacit op-

rationnelle. Il sagissait notamment de :

tester les circuits administratis pour lautorisation du vol (rglementation, scurit, etc.) ;

valuer la qualit des images obtenues dans un but dinspection ;

juger la capacit du drone se positionner et suivre un programme dni.

Essi sur le ont de Tonny-Chrente

Inaugur en 1842, Tonnay-Charente est un des plus vieux ponts suspendus dEurope. Son tablier

slve 23 m au-dessus de la Charente et sa longueur est de 206 m. Il est support par trois piles

de pierres calcaires et se prolonge par un ouvrage en maonnerie de 407 m de long constitu de

51 arcades ogivales. Aprs plusieurs annes de service, le pont saaissant, il ut soumis en 1883

une preuve de chargement avec du sable et... le tablier lcha. Aprs avoir t reconstruit laidede nouvelles techniques, il ut rouvert la circulation en 1885 et ses capacits urent doubles en

1934. Aujourdhui erm toute circulation, il est class aux Monuments Historiques et attend sa

restauration (rection du tablier, des cbles et de la maonnerie).

Objectifs et conditions de lessi

Le viaduc de Tonnay-Charente, propos comme site dexprimentation par le Laboratoire Rgional

de Bordeaux qui en a la charge, orait lavantage pratique dtre assez proche du LCPC de Nantes

et lintrt de prsenter deux parties distinctes : une partie mtallique et un viaduc daccs en

maonnerie.

Il a t dcid de visualiser les parties mtalliques de louvrage, notamment les ttes de piles an

den vrier la corrosion, les dernires arches du viaduc daccs en maonnerie, ainsi que lesdchaussements des pierres de taille des quais environnants.

Les essais se sont drouls sous conditions mtorologiques avorables, en mode programm avec

reprise manuelle.

Rsultts

Les commentaires associs la fgure 11 ont t aits partir de plusieurs prises de vue laide

de lappareil photo sous dirents angles et en agrandissant certaines parties pour mieux voir les

dtails. La photo ci-aprs de la tte de pylne a t prise du ct aval, ct expos au vent douest

provenant de la mer qui est seulement quelques kilomtres. On voit trs nettement sur le haut du

pylne (repre 1) la prsence dune corrosion importante avec dcollement du revtement de pro-

tection de surace. Le goujon gauche (repre 2) prsente galement une corrosion importante ainsique les vis de la mordache (repre 3) et lattache (repre 4). On voit le cble (repre 5) eloch.

Lattache cble porteur/suspente (repre 6) par contre ne prsente pas de daut apparent.

fgure 10

cran principal.


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Sur la photo 12, on observe un dcrochement de la vote (repre 1), une pierre manquante (repre 2),

une obstruction partielle de la grille dvacuation des eaux pluviales (repre 3). On voit trs nettement

lvolution des joints : bons sur la partie haute gauche et se dtriorant sur la partie droite (repre 4).

On remarque galement la prsence de vgtation (repre 5) pouvant provoquer une dgradation pos-

sible des joints.

fgure 12

Vue dune arche.

fgure 11

Vue de la tte de pylneZoom sur le repre 5.

Essi sur ylnes EDF

Cet essai a t ralis en partenariat avec EDF R&D en prliminaire linspection douvrages de

production (barrage, centrale nuclaire, etc.). Nous avons choisi de raliser lvaluation sur deux

pylnes architecturaux de grande hauteur, respectivement 72 m (fgure 13) et 42 m (fgure 14), sans

cble lectrique, situs lentre du site dEDF R&D des Renardires au lieudit Montelivre et

proches de deux lignes lectriques haute et basse tension (fgure 15).

Ce lieu dessais est un espace entirement clos la limite de la CTR (Control Terminal Region) et

dans la zone dite de la TMA dle-de-France (Terminal Aera) du ait de la prsence dun arodrome

4,5 km. Cette localisation particulire a un peu compliqu notre demande dautorisation que nous

avons nanmoins russi obtenir.

pln de rvention

En application du Dcret du 20 vrier 1992 compltant le Code du Travail, un plan de prvention

a t mis en place par EDF R&D, prvoyant lensemble des consignes de scurit respecter pour

les essais ainsi que les horaires des essais.

Relevs GpS

La dnition des plans de vol du drone ncessitant un gorrencement de louvrage et de la zone

dintervention, un relev de points de calibration de carte (fgure 16) a t eectu au pralable

laide dun GPS direntiel de manire pouvoir programmer ces plans de vol.

pln de vol et rogrmmtion des miss ions

Les fgures 17 et 18 montrent des exemples des missions qui ont t programmes autour des pyl-nesFougre etRoseau pour pouvoir monter une altitude susante et aire du travellingle long

des bras des pylnes.


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fgure 14

Pylne de type RoseauConception : M. Mimram(architecte), M. Mimram

(BE) Ingnierie SA.

fgure 15

Lieu des essais etimplantation des pylnesmatrialiss sur la gure

par les deux points noirs.

fgure 13

Pylne de type FougreConception : I. Ritchie

(architecte), K. Gustaon(BE) RFR.


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fgure 16

Relev des points GPS dulieu dintervention.

fgure 17

Mission autour du pylneFougre.

fgure 18

Mission autourdu pylne Roseau.


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sur un ouvrage trs grand, il audra pouvoir passer des essais o le vol vue ne sera plus possible

do la ncessit de disposer dun GPS direntiel pour assurer un positionnement plus prcis

(idem pour laltimtre).

MeSureS de vIBrAtIonS

prsenttion

Lobjectif de ces mesures tait de connatre les mouvements vibratoires indsirables subis par le systme

de prises de vue en conditions de vol. En effet la majeure partie de ces mouvements trouvent leurs causes

dans le principe mme de fonctionnement dun hlicoptre qui repose sur des lments en rotation.

An de savoir dans quelle mesure ces mouvements induits contribuent la dgradation des images,

nous avons ait des mesures acclromtriques au moyen dun acclromtre (fgure 21) x sur

lappareil photo. Les essais ont t raliss au LCPC de Nantes par temps calme, le drone tant en

vol stationnaire une altitude de 10 m.

En tape prliminaire nous nous sommes limits mesurer les acclrations suivant un axe vertical,car nous avons observ que la composante principale des fous de boug se aisait suivant cet axe.

Ces mesures ont t ralises pour trois distances ocales distinctes correspondant : zoom rentr,

zoom en position mdiane et plein zoom.

Pour la mesure des acclrations, la chane de mesure tait compose dun acclromtre pizolec-

trique et dune carte dinteraage (fgure 22). Cette dernire assurait le conditionnement du signal

fgure 21

Acclromtre x sur lesabot du fash.

fgure 22Carte dinteraage.


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et sa transmission en TCP-IP (Transmission Control Protocol-Internet Protocol) sans l WiFi (radio

scurise haut dbit).

Rsultts

Lanalyse spectrale (fgures 23 et 24) des signaux acquis a permis didentier certains modes de

vibration, den calculer les amplitudes (sous Matlab) et de pouvoir ainsi corrler ces rsultats avec

les fous de boug observs sur les images acquises.

En particulier des rquences mergentes apparaissent qui sont vraisemblablement dues au moteur

et au rotor principal ainsi quaux modes de la tourelle. Des mesures complmentaires devant tre

eectues prochainement en ajoutant dautres acclromtres permettront de conrmer cette

hypothse.

Flous de bougs

Pour valuer les eets de la vibration sur le fou de boug, nous avons photographi 10 m une

toile reprsente sur une cible test avec des branches de 10 cm de long et des traits de 1 mm

dpaisseur. Le zoom tait au maximum dans les deux cas de prises de vue que ce soit au sol (drone

moteur arrt, pos sur un pidestal) (fgure 25) ou en vol (fgure 26). Le fou de boug mesur est

de 4,3 mm.

fgure 23

Spectre du signal delacclromtre.

fgure 24

Spectre de puissancetemps rquence.


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gorfrenCeMent deS IMAgeS : MeSureS de LA dIStAnCe

du drone LouvrAge

La localisation des images sur louvrage dart est indispensable. Elle peut se aire soit partir de

points singuliers relevs sur louvrage soit partir des donnes ournies par les capteurs du drone

(trois angles dEuler, golocalisation GPS). Le premier cas ncessite dimportants traitements

dimage, aussi avons-nous retenu la deuxime solution, qui est plus accessible et plus gnrale.

Pour mettre en uvre cette solution il est ncessaire dacqurir la distance louvrage du dispositi

de prises de vue. Pour cela il est prvu dembarquer un tlmtre laser de chantier en cours dadap-

tations mcanique et lectronique.

Ltendue de mesure de ce tlmtre est comprise entre 30 et 100 m suivant la nature, la couleur de

la cible et la luminosit ambiante ; la prcision de la mesure est de 2 mm max.

Toutes les donnes permettant de connatre le positionnement seront enregistres dans un chier

associ chaque image.

Toute la dicult rside dans lobtention de mesures susamment prcises pour pouvoir position-

ner sur les ouvrages bton les dsordres mieux que 50 cm pour les grandes pices sur lesquelles

il ny a pas de contrainte particulire et 15 cm pour des dauts relevs en zones dites sensibles

comme par exemple les bossages, les petites dalles dappui et les zones de reprise ou dancrage de

prcontrainte.

reLev deS BruItS oCCASIonnS PAr Le drone

An de connatre les nuisances sonores occasionnes par le onctionnement du drone nous avons

men une campagne dessais en champ ouvert au-dessus dune prairie. Des relevs ont t eectus

au moyen dun sonomtre pour direntes distances entre le drone et le microphone. Les altitudes

du drone pour ces essais taient de 10 m et de 20 m, tandis que les distances au sol voluaient

progressivement de 0 m ( la verticale du microphone) 10 m, puis 20, 50 et 100 m. La fgure 27

montre deux cas extrmes : le graphe du haut, qui correspond au cas o le drone est la verticale

du microphone et une altitude de 10 m, ait apparatre un niveau sonore moyen de 72 dB ; les

fuctuations sont dues la rotation en continu du drone sur son axe de lacet. titre de comparai-

son, signalons quune voiture la mme distance produit une mission de 76 dB (sur une chausse

classique). Lmission sonore releve pour la distance maximale du drone nest plus que de 50 dB,

comme on le voit sur la deuxime partie du spectre du graphe du bas. Sur la premire partie de cespectre, le niveau maximal atteint 74 dB ; mais ce niveau est le ait dun avion de ligne au dcollage

sur laroport voisin distant denviron 2 km.

fgure 26

Cible photographieen vol.

fgure 25

Cible photographieau sol.


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En conclusion, bien que le niveau de bruit soit acceptable, une rduction du niveau de bruit dans

le haut du spectre serait nanmoins souhaitable pour des raisons de urtivit. En eet, il aut viter

dattirer lattention des usagers de la route pendant une opration dinspection.

reCherCheS entrePrendre

Disositif de vision

Si nous voulons long terme pouvoir supplanter lil humain, il est ncessaire de dvelopper

des systmes de vision en adquation avec les dauts dtecter. Nous examinerons lapport et la

contribution potentielle de la strovision, de la vision inrarouge et des systmes 3D. En outre, nous

examinerons lutilit dembarquer des clairages pour pallier si ncessaire le manque de lumire

naturelle et nous chercherons de nouvelles sources dexcitation pour obtenir des signatures spci-

ques correspondant aux dauts observs et recherchs.

Mesure de dformtion

Pour atteindre des mesures de dormation et savoir si la ssure est active cest--dire si ses lvres se

dplacent lors dun chargement de la structure nous examinerons lutilisation de la shearographie.

Tritement d imge

Les fous de boug dus aux dplacements du drone et/ou aux vibrations devront tre limits au

maximum par une bonne suspension de la tourelle et par des prises de photos rapides sous rserve

davoir de bonnes conditions dclairage.

En complment, les techniques de traitement dimage pourront encore amliorer la qualit des

photos et permettre terme la reconstitution des dauts, leur identication laide dune base de

donnes et leur quantication.

fgure 27

Niveau de bruit vs tempset spectre 100 m.


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Loclistion

Pour une inspection prcise, il est indispensable de localiser le daut sur la structure. Actuellement

notre drone est localis par son GPS standard. Nous examinerons comment la usion de donnes

dun GPS direntiel, dune centrale inertielle et des images prises par la camra peut aider loca-

liser les images sur louvrage [13.14]. Nous rfchissons galement obtenir cette localisation

partir de cibles xes sur louvrage ou partir de singularits de louvrage.

ConCLuSIon et PerSPeCtIveS

Lexprimentation initiale de 2001 mene sur le viaduc de Saint-Cloud a bien amorc la aisabilit

du concept dinspection par drone, qui, par la suite, a t conrm par dautres essais raliss avec

notre propre drone instrument. Les images obtenues lors des essais donnent des rsultats intres-

sants en termes de dtection qualitative de dsordres mais ne permettent pas encore de vraiment

quantier ceux-ci ni de les localiser avec la prcision demande par les inspecteurs douvrages. Ces

essais nous ont galement permis dexplorer le champ oprationnel du drone in-situ, que ce soit du

point de vue des conditions arologiques de vol, des autorisations doprer dans lespace arien

partir de terrains publics ou privs ou enn sur les aspects de scurit des intervenants.

Mme si la solution drone apparat en bonne adquation avec le besoin, un travail trs important

reste ournir. Dans un premier temps, il convient damliorer les conditions de prises de vue, ce

qui suppose de rgler certains problmes vibratoires et de mouvements, sources de fous, ainsi que

de trouver des traitements dimages ecients. Il sagit alors de rechercher, pour chaque situation

particulire, la position optimale du curseurdes compromis. Par ailleurs, les images ournies ne

contenant pas orcment lintgralit du ou des dauts observs, il conviendra de se doter doutils

plus ou moins automatiss pour assurer la continuit de la zone dintrt. Pour ce aire et revenir

ventuellement sur un point proccupant, il est ncessaire dassocier toutes les images acquises

des inormations de position et de temps.

Ultrieurement pourraient tre embarqus dautres moyens dimagerie pourvoir autrement, tels quela shearographie par exemple.

Tous ces travaux en perspective nous amnent continuer dquiper notre plate-orme drone dune

instrumentation associant micro-lectronique et micro-inormatique, qui devrait permettre dint-

grer avec souplesse et rapidit les dirents dveloppements en cours et venir.

reMerCIeMentS

Nous remercions Monsieur Berthelot et la Socit Verti-Services pourlutilisation de leur hlicoptre, pour la vido, Messieurs Ringot etDelahousse du LCPC pour les photos prises lors des exprimentationssur les Viaducs de Saint-Cloud et Tonnay-Charente, Monsieur Renaudindu Laboratoire rgional de Strasbourg pour ses commentaires aviss,ainsi que Monsieur Buloz, che de subdivision arodromes Athis-Monspour lautorisation de vol en le-de-France. Nous remercions galementMonsieur C. Digue, responsable du site EDF R&D des Renardires, pourles autorisations de vol sans lesquelles nous naurions pu raliser nosessais. Ont contribu ces travaux, Louis-Marie Cottineau, Jean-PierreDesroche, Jean Dumoulin, Alain Fleury, Laurent Lemarchand du LCPCde Nantes et rick Merliot du LCPC de Paris.


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rfrenCeS BIBLIogrAPhIqueS

pour linspection des ouvrages dart,

Journes Micro-Drones 2me dition, Toulouse,

18-20 septembre 2002, pages.

Sorin J.-L., Derkx F., FLoch e., Le cam V., LeSage9

Y., Surveillance du trac routier par drones,

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Inspection des ouvrages d´art par drone (2008)

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