Conférence

Mieux connaître les drones

III – De l'utilité des drones

Quelques exemples de missions civiles
qui pourraient être attribuées à un drone, dans le domaine de la surveillance :
réseaux routiers, avalanches, côtes maritimes (dégazages sauvages),
agriculture (nuage d'insectes), feux de forêts.
© ONERA

Un fort potentiel civil

Bien que le marché soit quasi inexistant aujourd'hui, c'est très probablement dans le domaine civil que les drones sont appelés à jouer le plus grand rôle et ce, du fait de leur souplesse et de leur polyvalence d'emploi. La palette des applications potentielles est presque illimitée, celles-ci étant d'autant plus crédibles qu'elles peuvent répondre à un besoin qui n'est pas couvert par un avion piloté. C'est le cas des missions qui peuvent être considérées comme dangereuses, pénibles physiquement pour l'équipage, ou ennuyeuses.

Comme dans le domaine militaire, les exemples d'applications potentielles peuvent se diviser en plusieurs grandes catégories :

1/La surveillance et l'observation

• Etudes scientifiques

• Étude de l'atmosphère, des sols (géologie) et des océans
• Etudes et prévisions météorologiques

• Surveillance d'urgence

• Incendies de forêts, avalanches
• Volcans, tornades
• Recherche et sauvetage
• Evaluation des dégâts en cas de catastrophe naturelle (inondation, tempête, marée noire, éruption, tremblement de terre, etc.)

• Surveillance civile

• Surveillance des cultures et épandage agricole
• Surveillance maritime (voies maritimes, trafic de drogue, clandestins, détection des pollutions par hydrocarbures, localisation pour sauvetage).
• Surveillance urbaine, des manifestations, ainsi que des frontières
• Inspection des ouvrages d'art tels les ponts, les viaducs, les barrages
• Surveillance des oléoducs, gazoducs, caténaires et voies ferrées, lignes à haute tension
• Surveillance du trafic routier et du transport de matières dangereuses

2/ Des missions exploitant le vecteur aérien

• Transport de fret
• Cartographie
• Utilisation par l'industrie cinématographique
• Largages de vivres et d'équipements de sauvetage en zones hostiles

3/ Des missions spécifiques

• Relais de communications
• Missions dangereuses (détection de gaz toxiques, radiations)
• Recherche et sauvetage (mer, montagnes, désert...)

Ces applications sont évidemment susceptibles d'intéresser un large éventail de clients utilisateurs, publics et parapublics, tels que la Police, la Gendarmerie (corps d'état militaire mais ayant des besoins assimilables aux besoins «civils»), les Pompiers (évaluation de sinistres, repérage de réfugiés dans un immeuble ou sur le toit), la Sécurité civile, EDF-GDF, la SNCF, France Télécom, Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC), etc.

De nombreuses entreprises privées sont également concernées, dans les secteurs du bâtiment, des travaux publics, de la prospection (minière et pétrolière), des télécommunications, etc.

Face aux problèmes potentiels de coûts d'acquisition, d'opération et de maintenance, on peut envisager le regroupement de plusieurs opérateurs afin de partager les moyens face à des besoins communs, notamment en matière de surveillance. Ce concept est déjà appliqué au Japon et en Israel.

On peut même imaginer la création de sociétés privées, sorte de «compagnies aériennes» d'un nouveau type, qui, étant propriétaires d'une flotte de machines, loueraient leurs services à des tiers. Le développement de l'utilisation civile des drones aurait vite fait, comme pour toutes nouvelles technologies, de susciter des systèmes d'exploitation structurés à buts lucratifs.

La palette des applications civiles des drones est presque illimitée.

Difficultés d'opérations

L'utilisation optimale des drones et la «généralisation» de leur emploi soulèvent toutefois un certain nombre de difficultés qui devront être aplanies à terme. Ces difficultés ne sont pas toujours du même ordre selon que l'on envisage le marché civil ou militaire, mais elles sont essentiellement de deux types :

1/ Les contraintes opérationnelles

• Navigabilité et intégration dans la circulation aérienne.
  Les drones doivent impérativement répondre à des critères de navigabilité et respecter des règles de circulation aérienne, analogues à ceux des avions.
  Cela leur impose de bénéficier d'un certain niveau de fiabilité technique et de résistance au crash (pour assurer la sécurité au sol) mais également d'une fiabilité satisfaisante du point de vue comportemental (pour assurer la sécurité des autres aéronefs en vol). Celle-ci doit s'exercer en matière de détection de proximité, de contrôle du pilotage, d'échange de données avec le contrôle au sol, ainsi que de la capacité de gestion des situations dégradées.
  C'est un problème crucial pour les drones qui, a priori, ne satisfont pas actuellement à ces contraintes.
  La résolution de ces difficultés pourrait naturellement déboucher sur la création d'une certification des drones par des autorités compétentes, comme pour tous les autres aéronefs. Celle-ci apporterait certaines garanties dans les niveaux de fiabilité recherchés.
  Aux États-Unis, en 2003, la NASA s'est jointe à la FAA (les autorités aéronautiques civiles) et au DOD (le ministère de la défense), en collaboration avec les six industriels américains les plus impliqués dans les systèmes de drones (formant le Groupe «Unite»), pour lancer un ambitieux programme dénommé «Access 5». Son objectif est de faire voler couramment d'ici cinq ans les drones sous plans de vol (en régime IFR), entre les niveaux 180 et 400, c'est-à-dire à des altitudes comprises entre 5500 et 12000 mètres et ce, suivant une procédure rapide, comparable à la procédure actuelle pour les avions pilotés civils.
  En Europe, également en 2003, les autorités européennes de la JAA ont entamé une réflexion sur l'élaboration d'une réglementation drones, s'appuyant sur les résultats du projet de recherche européen USICO (Unmanned Aerial Vehicle Safety Issues for Civil Operations), auquel a participé l'Onera. Ces travaux ont depuis été repris par l'Agence Européenne pour la Sécurité Aérienne (AESA). De leur côté, sept industriels européens se seraient réunis en 2004 pour établir une stratégie commune concernant la certification des drones.
  En France, la Délégation Générale pour l'Armement est à l'origine d'une proposition de code de navigabilité pour les drones militaires.

• La législation
  L'utilisation des drones doit être compatible avec les législations nationales et internationales dans le domaine des responsabilités juridiques. La question fondamentale est évidemment de déterminer la responsabilité, au sens juridique du terme, en cas de dommages au sol suite à la chute d'un drone (alors que celui-ci n'était pas piloté).

• L'altitude
  Si l'absence de l'homme à bord permet plus facilement l'accès aux hautes altitudes, favorables à de plus grandes portées d'observation, celles-ci posent néanmoins certaines questions relativement : aux règles de souveraineté auxquelles n'échappe que l'espace extra-atmosphérique selon le droit international, domaine exclusif des satellites ; la vulnérabilité aux menaces sol-air de hautes performances (jusqu'à 92 000 pieds) ; une rupture technologique sur les moteurs au delà de 60.000ft.

• La sécurité
  La transmission des ordres et des informations échangés entre le sol et le drone utilise un segment aérien, vulnérable aux ruptures de transmissions et aux brouillages. C'est une partie fragile du système, qui nécessite la plus haute protection pour une utilisation militaire.

Crécerelle

2/ Les contraintes techniques

• La transmission des données
  C'est un aspect extrêmement contraignant en termes de fréquences, de débits, de portées, de résistance aux perturbations radio-électriques et au brouillage. Il est indispensable de garantir la fiabilité des stations sol et des liaisons avec les vecteurs.

• La discrétion
  Cette qualité militaire fondamentale, qui dépend de plusieurs facteurs, tels que la furtivité (faible signature radar) et l'intensité de différentes formes d'émissions (acoustique, électromagnétique, infrarouge...), nécessite un compromis entre les exigences aérodynamiques (formes de la structure), de performances (matériaux), de motorisation (source de chaleur), et d'architecture du système de communication (champ d'antennes).

• La motorisation
  Principale source actuelle de panne, celle-ci doit répondre à des exigences d'endurance, de fiabilité (avec possibilité de rallumage en vol ?), de discrétion et de coût... Elle devra pour ce faire satisfaire également à règles de maintenance très strictes, pouvant aussi être soumises à des normes d'homologation par les autorités.

• La réactivité du système et la place de l'homme dans la conduite de la mission
  L'architecture du système doit être un compromis optimisé entre l'intelligence embarquée, les aides à la décision déportée et l'action de l'opérateur.

• La gestion des pannes en vol (situations dégradées)
  Son efficacité sera toujours un compromis entre coût et complexité du système (donc masse et volume).

• La maintenance et le stockage
  Ils devront faire l'objet d'une politique spécifique et soumise à surveillance, qui devra être pris en compte dès la conception du système.

• L'entraînement et le maintien en condition des opérateurs
  Si le système drone permet l'utilisation intensive de la simulation, l'expérience déjà acquise a démontré qu'un entraînement réel des équipes en situation sur le terrain était indispensable. Il permet en outre de valider l'état opérationnel et l'efficacité des systèmes.

L'utilisation civile des drones est essentiellement soumise
à leur fiabilité et à leur intégration dans le trafic aérien

Merlin © SAGEM DS

Marché

Très peu d'études de marché semblent disponibles aujourd'hui. Les drones n'ont pas encore été identifiés comme pouvant représenter un véritable «marché» dans le secteur civil. Et, de fait, toutes les applications potentielles étant encore mal cernées, il est difficile d'en appréhender le développement commercial, qui plus est, dans le monde entier.

Les quelques cabinets s'étant risqués à publier des résultats d'études s'accordent en tout cas pour dire que les drones représenteront dans les années à venir l'un des secteurs les plus dynamiques de l'industrie aérospatiale, et que leurs applications exploseront sur le marché commercial... dès que des réglementations les concernant auront pu être définies et publiées.

En revanche, les avis semblent quelque peu diverger sur les prévisions chiffrées : d'une base commune d'évaluation du marché à quelque 2 milliards de dollars au début des années 2000, les estimations s'étendent de 5 à 10 Md$, soit du simple au double, pour après 2010...

On peut s'attendre à une véritable explosion du marché des drones

Mis à jour le 9 septembre 2005 - © ONERA 2009 - Crédits et conditions d'utilisation