Le drone à voilure fixe VTOL monté sur LiDAR cartographie 2200 km pour la construction de l’autoroute Trans-Sumatra en Indonésie
Les solutions eVTOL et UAV LiDAR utilisées pour une étude à grande échelle à Sumatra
L’un des plus grands défis des levés LiDAR est la productivité. Dans ce qui suit, vous réaliserez à quel point la cartographie LiDAR peut être efficace lorsque vous utilisez et combinez les bons outils : UAV et système LiDAR.
L’Indonésie a un vaste programme de développement qui s’achève en 2024. Le plan vise à améliorer les liaisons routières dans tout le pays et ses principales îles. Hutama Karya, une entreprise publique qui construit des infrastructures, a été chargée de la construction de routes à péage sur l’île de Sumatra.
Hutama Karya a utilisé le drone Quantum-Systems eVTOL Tron, qui transportait la charge utile du capteur LiDAR du drone Yellowowscan Surveyor Ultra, pour cartographier le plan de la route à péage le long de l’île de Sumatra.
Hutama Karya était chargée de la cartographie et de la construction de l’autoroute Trans-Sumatra, longue de 2200 km, reliant la ville de Banda Aceh (au nord-ouest) à celle de Bandar Lampung (au sud-est). Et il ne s’agit certainement pas d’une petite entreprise !
Carte de la construction de la route à péage Trans-Sumatra – Crédit photo. Hutama Karya.
Construction de la route à péage Trans-Sumatra – photo aérienne – Crédit photo. Hutama Karya.
Regardez le décollage du drone Tron combiné au Surveyor Ultra LiDAR au-dessus d’une forêt de palmiers.
Comment réaliser une cartographie d’un corridor de 2 200 km pour la construction d’une route ?
Le projet de cartographie du corridor a été divisé en sections de 10 km, ce qui a permis d’établir un plan minimal de 220 missions de vol (dans le meilleur des cas) et un plan maximal de 350 missions de vol (dans le pire des cas, c’est-à-dire en tenant compte des mauvaises conditions météorologiques, des dommages et réparations potentiels des drones ou des capteurs…).
Le Surveyor Ultra a été piloté à 150m AGL, repoussant les limites de ce système LiDAR (l’altitude de vol AGL recommandée par YellowScan pour le Surveyor Ultra est de 80m) tout en répondant aux exigences du projet. Voler à basse altitude au-dessus de forêts et de collines, voire de terrains extrêmes tels que Muara Enim, Padang, Bengkulu et Pekanbaru, est un véritable défi !
Dans la zone de « Muara Enim », le drone Tron équipé du Surveyor Ultra a même volé au-delà de la ligne de visée visuelle (BVLOS) pour chaque section d’étude (30 km de long), comme la réglementation locale l’autorise en Indonésie. C’était la première fois qu’un avion à voilure fixe équipé d’un LiDAR volait en BVLOS en Indonésie !
En bref, la cartographie du corridor de 30 km à Muara Enim a été réalisée à partir de trois points de décollage et d’atterrissage, à l’aide d’une station de base GPS Leica au sol. Même si la précision répondait aux attentes du client, la partie la plus délicate était de retrouver le panneau GCP initialement mis en place alors qu’une forêt tropicale dense le recouvrait.
Pourquoi le drone à voilure fixe eVTOL combiné au YellowScan Ultra dans ce vaste projet de relevé LiDAR ?
Le LiDAR aéroporté a rapidement été écarté, car l’utilisation d’avions pour la cartographie LiDAR ne répond pas aux attentes en matière de précision, de coûts ciblés et ne permet pas l’acquisition de petites quantités de données partielles.
Hutama Karya a décidé de choisir la cartographie LiDAR par drone pour répondre à ses besoins et s’adapter à la taille du projet, à la végétation dense (feuilles de palmier) et aux reliefs du terrain.
Le drone à voilure fixe eVTOL permet un décollage et un atterrissage verticaux rapides et sûrs. Il est indispensable lorsque vous travaillez dans des zones de végétation dense comme en Indonésie, vous n’avez pas besoin de beaucoup d’espace pour voler et la collecte de données commence rapidement. De plus, vous pouvez voler plus haut, plus vite et plus longtemps qu’avec un drone multirotor. C’est la meilleure solution pour la productivité.
Le YellowScan Surveyor Ultra UAV LiDAR fournit une densité de points élevée grâce à son capteur laser VLP-32 intégré de Velodyne (360° FOV, 32 faisceaux laser, 600.000 pts/sec, jusqu’à 2 échos/retours), ce qui est nécessaire pour travailler avec les forêts tropicales. La capture de données LiDAR à grande vitesse à travers une végétation dense est donc possible avec Surveyor Ultra. L’intégration du LiDAR dans le nez du Tron de Quantum-Systems est facile et la collecte des données est donc rapide et précise.
Paramètres de vol ?
- Zone couverte (longueur du corridor) : 2.200 km
- Nombre de vols : 260
- Durée de la mission : 10 mois
- Précision obtenue : min 5cm (@80m AGL) – max 10cm (@150m AGL)
- Longueur du couloir par vol : 10-12 km en fonction de la configuration du couloir
- Vitesse de vol : 20m/s
- Altitude de vol : 100-150 m AGL
- Résultats : 20 pts/m² avec couverture sous végétation
La mission sur la route Trans-Sumatra Toll a été un succès sans aucun obstacle pendant l’acquisition des données LiDAR. YellowScan Surveyor Ultra fonctionne dans des conditions difficiles (utilisation intense, altitude supérieure à l’AGL recommandée, taux d’humidité…) et répond parfaitement aux contraintes des zones tropicales pour la cartographie par drone.
Surveyor Ultra est capable d’acquérir de très grandes quantités de données LiDAR pour les infrastructures linéaires (cartographie des corridors) et sa combinaison avec Quantum-Systems Tron est une solution éprouvée.
En fait, ce projet de grande envergure a montré au monde entier comment l’Union européenne peut contribuer à l’amélioration de la qualité de vie de ses citoyens. Les solutions combinées de Quantum-Systems et de YellowScan ont permis de franchir un nouveau palier dans le domaine de l’arpentage par drone. Le drone Quantum-Systems Tron et le YellowScan Surveyor Ultra LiDAR ont atteint le niveau de productivité et la taille de la zone couverte par vol généralement atteints par les avions pilotés.
Ce n’est qu’un début, car nous nous attendons à d’autres améliorations grâce aux nouveaux systèmes LiDAR pour drones, qui porteront cette technologie à un niveau d’efficacité et de facilité d’utilisation sans précédent, à un coût moindre.
NB : Auteur Julien BO.
