Le drone au service de l ingénierie. Présenté par Mathieu Bélisle M.SC. Géogr.

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1 Le drone au service de l ingénierie Présenté par Mathieu Bélisle M.SC. Géogr.

2 Plan de la présentation Présentation de Groupe HBG arpenteurs-géomètres Définition de DRONE/UAV/UAS Historique Le relevé d arpentage par drone Principes de photogrammétrie Livrable du relevé par drone Relevés complémentaires Applications en ingénierie Règlementation Avantages du drone AH

3 3 bureaux en Estrie: Sherbrooke, Magog, Windsor 8 arpenteurs-géomètres 2 drones 3 ans d expérience dans le domaine des drones avec plus de 150 vols Certificat d Opérations Aériennes Spécialisées (COAS) Assurances responsabilité Partenaire d affaires: AH

4 Définition de «drone» Drone - emprunt à l anglais drone «faux bourdon» UAV - Unmanned Aerial Vehicle «véhicule aérien sans pilote» UAS - Unmanned Aircraft System «système d avion sans pilote» Un aéronef sans passager ni pilote qui peut voler de façon autonome ou être contrôlé à distance depuis le sol. Taille : de quelques cm à plusieurs mètres Autonomie : de quelques minutes à plusieurs heures Capteur : caméra couleur, multispectrale, thermique, Lidar, Alimentation: pétrole, batterie LiPo, hydrogène, solaire Guidage/positionnement : GPS, vision stéréoscopique, capteurs ultrasoniques, infrarouge, lidar (laser)

5 Historique militaire Kettering Bug, : USA - Kettering Bug Bombe volante gyro-stabilisée, Vitesse max. 195 km/h Portée 120 km 1944 : Allemagne - V1 1 er missile de croisière Vitesse max. 640 km/h Portée 250 km 1973 : Israël - Tadiran Mastiff 1 er drone de reconnaissance moderne 1 er lien vidéo permanent V1, 1944 Années 1980 à 2000 : GPS et amélioration des technologies Développement des drones «hunter-killer» Tadiran Mastiff, : USA - Predator C Avenger Endurance de 18 h Vitesse de croisière de 647 km/h Charge 6400 lbs Altitude max. de pi Predator C Avenger, 2009

6 Historique civil Jusqu à 2010: Tout début du développement Aucun GPS, caméra ou autopilote 2010: Allemagne - Multiplex Easy Star 1 er autopilote 2012: Chine - DJI Flame Wheel 1 er GPS 2013: Chine - DJI Phantom 1 Camera GoPro 2014: Chine - DJI Phantom 2 1 er gimbal, lien vidéo et mobile app. Multiplex Easy Star, 2010 DJI Flame Wheel, 2012 DJI Phantom 2, 2014

7 Historique civil 2016: USA - Trimble UX5 HP GPS : GNSS et PPK Charge utile: caméra 36 Mpx couleur Autonomie: LiPo, 35 minutes Vitesse de croisière : 85 km/h Décollage : horizontal par catapulte 2016: Chine - DJI Matrice 600 GPS : GNSS et RTK Charge utile : 36 Mpx couleur, multispectrale, Infrarouge, lidar, etc Autonomie : LiPo, 35 minutes Vitesse de croisière : 54 km/h Décollage : vertical

8 Drone HBG - Trimble UX5 Guidage/Positionnement GPS Appareil photo professionnel Couleur 16 Mpx Vitesse de croisière : 80 km/h Météo : Vent jusqu à 65 km/h Temp. -10 C à 40 C Altitude : 75 m à 750 m Autonomie : 45 minutes AH

9 Drone HBG - DJI Inspire 1 PRO Guidage/Positionnement GPS Caméra Capteurs ultrasoniques Appareil photo professionnel Couleur 16 Mpx Objectif interchangeable Caméra vidéo: Ultra HD 4k Autonomie : 18 minutes Vitesse croisière de 54 km/h et max. de 79 km/h Météo Vent jusqu à 36 km/h Temp. de -10 C à 40 C Altitude : 0 m à 4500 m AH

10 Drone HBG Matrice 200 (en précommande) Guidage/Positionnement GPS RTK Capteurs d évitement d obstacle Appareil photo professionnel Double caméra ou caméra sur le dessus Couleur 20.8 Mpx, objectif interchangeable Vidéo ultra HD 4K Thermique, Zoom 30x Autonomie : 32 minutes Vitesse croisière de 54 km/h et maximale de 83 km/h Météo Vent jusqu à 36 km/h Temp. de -20 C à 45 C Altitude : 0 m à 2500 m AH

11 Le relevé d arpentage par drone Sur surfaces horizontales : Vol automatisé à l aide d un logiciel Points de contrôle relevés au sol à Paramétrage : l aide d un GPS RTK Superficie Résolution/altitude % de recouvrement des images Vitesse Caméra/capteur Zones à éviter AH

12 Le relevé d arpentage par drone Sur surfaces verticales : Vol semi-automatisé à l aide d un logiciel Cibles relevées sur le bâtiment à l aide de station totale Paramétrage: Caméra/capteur Résolution % de superposition des images Zones à éviter Distance entre les photos AH

13 Photogrammétrie numérique Calcul de corrélation entre des images numériques afin de reproduire la scène en 3D Mesures dans une scène en utilisant la parallaxe obtenue entre des images acquises selon des points de vue différents

14 Le modèle tridimensionnel Un objet représenté en 3 dimensions (X,Y,Z) crée dans un logiciel de modélisation Composé de vertices (pts ou sommet), d arêtes et de faces Face Arête Vertex

15 Modèle 3D Nuage de points Un ensemble de points définis dans un système de coordonnées (X,Y,Z) Équivalent de millions de points GPS colorés Précision absolue de quelques cm à quelques mm Ici de pts

16 Modèle D3 Maillage (Mesh) Un ensemble de polyèdres définis dans un système de coordonnées (X,Y,Z) Précision absolue de quelques cm à quelques mm Polyèdres seulement Polyèdres avec texture (photos)

17 Orthomosaïque de façade HD Une grande image composée d un assemblage de photos Permet de visualiser l ensemble de la façade Ici, résolution de 1,5 mm pour une photo de 615 mégapixels

18 Vidéo ultra HD 4K Lien youtube: AH

19 Orthomosaïque HD Une grande photo composée d un assemblage de plusieurs Résolution : de quelques cm à quelques mm AH

20 Modèle numérique d élévation - MNE Modèle Numérique de Surface - MNS (sol, arbre, bâtiment, etc ) Modèle Numérique de Terrain - MNT (sol seulement) AH

21 Modèle d élévation de façade Visualiser les profondeurs Résolution : jusqu à 1 mm AH

22 Caméra zoom 30X-DJI Z30 Zoom optique de 30x Précision de stabilisation de 0.01 o Source des images:

23 Drone lidar Indépendant de la lumière ambiante Précision jusqu à 2 cm Topographie en milieu forestier En développement

24 Infrarouge thermique Surchauffe Mauvaise isolation Pont thermique Source des images:

25 Relevés complémentaires Quand? : Milieu urbain très dense ex : coin King/Wellington À proximité des aéroports Fermeture de route impossible Scanner 3D (lidar) terrestre Station totale Relevé GPS Bathymétrie AH

26 Applications en ingénierie Visualisation et intégration au Building Information Modeling (BIM) Dessins et mesures sur logiciel de CAO/DAO (3D Reshaper, Revit, Civil 3D, etc ) Mesures d angles, de points, de longueurs, de surfaces et de volumes etc

27 Application en génie civil Comparer le «tel que construit» au plan original Positionnement et dimensions des bâtiments/infrastructures

28 Application en génie civil Calcul de volume Remblais et déblais Calcul des pentes, courbes de niveau, ligne de rupture

29 Application en structure et bâtiment Nuage de pts avec arêtes Surfaces avec arêtes Extraction de bâtiment Maillage Plan 3D et 2D Analyse de surface Planéité et pente d un sol Verticalité d un mur Niveau Conservation d un historique Étude des changements dans le temps Arêtes seulement

30 Application en structure et bâtiment Inspection visuelle de bâtiment et report des conditions observées sur élévations Mesure de longeur, superficie etc Conservation d un historique Étude des changements dans le temps 0.25 m 1,4 m 2

31 Application en structure et bâtiment Comparaison entre modèles Nuage/maillage à un modèle théorique Nuage à nuage Nuage à maillage Maillage à maillage

32 Règlementation de Opérateur commercial = Certificat d Opération Aériennes Spécialisées (COAS) et des assurances responsabilités Certificat professionnel d opérateur radio Démontrer que l on a les compétences de pilote Altitude de vol maximale de 120 m (400 pieds) au dessus du sol Voler à vue en permanence COAS spécifique si: Rayon de 9 km d un aéroport 600 m d une «zone bâtie» Si vous utilisez un UAV sans COAS Jusqu à $ pour une personne et jusqu à $ pour une entreprise. Si vous ne respectez pas les exigences de votre COAS Jusqu à $ pour une personne et jusqu à $ pour une entreprise. Peine d emprisonnement possible dans certain cas

33 Avantages du drone Visualiser l ensemble du site les deux pieds au sol et au bureau L ensemble est mesuré et photographié Intégration des données au BIM Économique VS relevé terrestre VS location de nacelle ou de grue Accès aux endroits inaccessibles Aucun dommage au bâtiment et au terrain Sécuritaire Livrables adaptés à vos besoins Résultats rapides Écologique

34 1555, rue Poisson Sherbrooke, QC J1N 1J7 (819)