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Les bases des drones thermiques

Un coup d’œil rapide sur la façon dont la technologie d’imagerie thermique associée à la maniabilité d’un drone peut profiter à votre entreprise.

 

La liste des cas d’utilisation des véhicules aériens sans équipage (UAV) ne cesse de s’allonger. Une grande partie de cette croissance est due au développement et au perfectionnement de nouvelles capacités précieuses et de la charge des drones. Par exemple, la prévalence de l’imagerie thermique est en hausse.

Les drones qui utilisent des caméras thermiques pour détecter la chaleur en plus des caméras vidéo conventionnelles sont utilisés dans une variété de scénarios. De la détection des incendies aux missions de recherche et de sauvetage, en passant par l’inspection des réseaux de services publics, le déploiement de drones thermiques pourrait être la réponse à une liste toujours plus longue d’emplois importants dans tous les secteurs.

 

Les drones thermiques en action

 

Malgré la relative nouveauté de cette technologie, il existe déjà de nombreux exemples de drones thermiques DJI en action, chacun d’entre eux pouvant inspirer davantage d’utilisateurs à se lancer dans cette technologie :

  • Les pompiers qui ont répondu à un incendie de prairie à Cleburn, au Texas, le 20 mars 2022, ont utilisé des drones thermiques pour fournir une connaissance complète de la situation de l’incendie en cours. Les drones thermiques pouvaient voir à travers l’épaisse fumée et guider les équipes au sol pour qu’elles puissent intervenir en toute sécurité sur les points chauds. Ils ont pu contenir les flambées et éloigner l’incendie des zones résidentielles, et l’ont maîtrisé en quatre heures.
  • En 2020, la zone d’exclusion de Tchernobyl, en Ukraine, a subi des incendies de forêt massifs. Les drones thermiques ont permis aux pompiers de se diriger vers les zones chaudes malgré les épais panaches de fumée qui limitaient fortement leur visibilité.
  • Les drones se sont révélés essentiels dans la recherche de personnes disparues lors d’inondations et de glissements de terrain liés à la mousson au Viêt Nam. Les drones ont joué un triple rôle : capturer des images aériennes de haute qualité, utiliser des capteurs thermiques pour rechercher des signatures thermiques et collecter des données de télémétrie pour créer des modèles 3D de la zone.
  • En Argentine, les raffineries de pétrole utilisent des drones d’imagerie thermographique pour détecter l’énergie relative générée dans différentes parties de l’infrastructure de leurs installations. Cela permet aux inspecteurs d’obtenir une image claire de l’état des équipements, sans obliger les employés à s’approcher de zones potentiellement dangereuses.
  • Des drones thermiques ont fourni des images de reconnaissance aérienne lors d’une fuite de produits chimiques à Sarasota, en Floride. Les drones ont permis aux équipes de localiser la source du problème au milieu d’un nuage d’ammoniac en expansion.
  • Les drones thermiques ont permis aux pompiers de Bentonville, en Arkansas, de suivre attentivement la température d’un réservoir de difluoroéthane inflammable pendant qu’une usine industrielle environnante brûlait. Les équipes ont ainsi pu refroidir le réservoir de manière stratégique et l’empêcher d’exploser.
  • Les drones thermiques aident les agriculteurs à scanner les champs à la recherche de bébés cerfs, qui seraient autrement cachés au milieu des hautes herbes. Les bébés cerfs sont mis en sécurité et les agriculteurs peuvent faucher leurs champs sans mettre en danger la vie des faons.

Ce ne sont là que quelques-unes des applications de la technologie des drones thermiques, et elles démontrent à quel point il est important d’avoir la bonne charge utile de drone pour le travail. Les drones équipés de systèmes d’imagerie thermique font déjà la différence, et les équipements continuent d’évoluer.

 

L’imagerie thermique : Comment fonctionne-t-elle ?

Lorsque l’on considère le présent et l’avenir de la technologie des drones thermiques, il est utile de se pencher sur les principes techniques qui font fonctionner les caméras thermiques. Comprendre le fonctionnement des équipements d’imagerie thermique peut inspirer une utilisation plus efficace de la technologie et de nouvelles approches de déploiement des drones thermiques.

 

Chaleur 101

La chaleur, également connue sous le nom de rayonnement infrarouge (IR), est simplement la vibration des atomes. Les objets émettent une signature thermique en fonction de la quantité de mouvement de leurs atomes – plus le mouvement est important, plus l’objet est chaud. La thermographie est le processus qui consiste à étudier ces signatures thermiques et à mettre en pratique les connaissances acquises par l’imagerie thermique.

Les humains ressentent la chaleur, mais ne peuvent pas voir les IR. Comment cela se fait-il ? Parce que ce rayonnement se produit sur une longueur d’onde électromagnétique que l’œil ne peut pas détecter. Les caméras thermiques sont conçues pour transformer les signatures infrarouges en quelque chose de visible pour les humains.

 

 

Comment fonctionnent les caméras thermiques ?

Les caméras thermiques utilisent des lentilles spécialisées qui captent les fréquences infrarouges, ainsi que des capteurs thermiques et des processeurs d’images pour restituer les résultats sur un écran visuel. Lorsqu’une caméra infrarouge est montée sur un drone, le dispositif est généralement placé sur une nacelle, qui stabilise l’image et permet à l’objectif de pivoter sur 360 degrés.

Image thermique d’un poteau électrique capturée avec le H20T.

 

Les capteurs thermiques de ces caméras avancées, techniquement connus sous le nom de microbolomètres, ont fait l’objet d’améliorations notables ces dernières années. Les options actuelles ne nécessitent pas les matériaux de refroidissement exotiques utilisés par le passé, ce qui les rend beaucoup plus abordables.

Diagramme du fonctionnement d’une caméra thermique.
Schéma d’un capteur thermique (microbolomètre).

 

Les caméras thermiques pour drones peuvent détecter la température de surface de nombreux objets, mais il existe des exceptions. Par exemple, les objets très polis, brillants et réfléchissants n’absorbent pas beaucoup de chaleur – ils ont ce que l’on appelle une faible émissivité. Ils sont difficiles à détecter par les caméras thermiques. Les objets à forte émissivité comme le bois, le béton – et même les personnes – sont faciles à scanner.

Le bois a une émissivité élevée.

 

Lecture et traitement des images thermiques

Une fois que les drones ont capturé des informations thermiques à l’aide de leurs caméras IR, ces données thermiques sont affichées sur un écran sous la forme d’une image conventionnelle que les opérateurs peuvent examiner.

Logiciel d’imagerie thermique en vol de DJI.

Grâce au logiciel d’imagerie thermique, les utilisateurs peuvent modifier la palette de couleurs utilisée pour représenter la chaleur de la scène. Chaque vue est utile pour extraire divers détails de l’image, et ces options incluent :

  • Blanc chaud : les objets plus chauds apparaissent plus clairs, et les zones plus froides sont plus sombres.
  • Noir chaud : l’inverse du blanc chaud, les objets les plus chauds apparaissant plus sombres.
  • Arc-en-ciel : La température correspond aux teintes, les couleurs chaudes représentant la chaleur.

Bien sûr, ces trois options ne sont qu’un début. Les caméras thermiques plus avancées offrent une plus grande variété de vues – la Zenmuse H20T propose 12 palettes de couleurs distinctes.

Paramètres courants de la palette de couleurs thermiques.

 

Le type de caméra thermique utilisé détermine également le format dans lequel les images sont capturées et stockées. Alors que les options bas de gamme capturent des images sous forme de simples fichiers d’image, les solutions avancées contiennent également des données thermographiques et des relevés de température, ainsi que des balises GPS. Les données thermographiques peuvent être inspectées plus en détail avec l’outil d’analyse thermique de DJI.

 

Prendre des mesures thermiques précises

Même les caméras thermiques les plus efficaces doivent faire face à une variété de facteurs environnementaux qui peuvent rendre difficile une lecture précise de la température de surface. Il s’agit notamment des conditions atmosphériques – trop de chaleur, d’humidité, de nuages, de pluie ou de chutes de neige peuvent nuire à la précision des caméras thermiques. Les caméras thermiques ont également des difficultés avec le verre, car le verre réfléchissant peut capter la chaleur du soleil, du sol ou d’un autre objet.

Le revêtement de surface d’un objet peut également affecter la capacité d’un drone thermique à effectuer des relevés de température. La corrosion ou une nouvelle couche de peinture peuvent modifier la lecture de la température relative d’un objet. La position relative du soleil peut également faire en sorte que des objets fabriqués dans le même matériau aient un aspect différent sur une caméra thermique.

 

Pour utiliser efficacement une caméra thermique, il faut tenir compte des facteurs suivants :

  • Conditions atmosphériques
  • La présence de fumée, de poussière et de débris
  • L’émissivité
  • Transparence
  • Réflectivité
  • L’heure de la journée
  • Angle d’observation
  • Peinture sur un objet
  • Distance de la cible
  • Quantité d’énergie thermique
  • La rugosité ou le lissage de la surface.

En gardant ces caractéristiques à l’esprit, il est possible de se faire une idée précise des propriétés thermiques d’un objet ou d’un paysage.

 

Considérations avancées sur la caméra

La haute résolution et les options d’affichage en couleur ne sont que quelques-uns des avantages offerts par les systèmes de caméras thermiques de haute technologie. Dans le paysage actuel de développement technologique en évolution rapide, les capacités les plus avant-gardistes iront au-delà de ces mises à niveau progressives.

Parmi les nouvelles capacités puissantes à envisager, citons :

  • Options de charge utile de drone à double caméra : Les drones équipés de systèmes d’imagerie thermique modernes peuvent être en mesure de capturer plusieurs types d’images simultanément. Les charges utiles thermiques hybrides sont deux caméras en une, un système d’imagerie conventionnel et une caméra IR.
  • Paramètres isothermes personnalisés par l’utilisateur : À l’aide du panneau de commande d’un drone thermique, les utilisateurs peuvent définir des isothermes, qui sont des paramètres de température personnalisés. Par exemple, les utilisateurs qui recherchent des incendies potentiels peuvent demander à la caméra d’afficher automatiquement les images qui contiennent des zones à haute température.
  • Logiciel d’imagerie thermique de nouvelle génération : Le logiciel utilisé pour interpréter les images IR évolue au fil du temps, offrant de nouvelles capacités telles que le suivi de la température pour des objets spécifiques, des mises à jour de la chaleur en temps réel, une superposition d’images en lumière visible et IR, etc. Une option est l’outil d’analyse thermique de DJI.

 

Grâce à la technologie des drones thermiques en constante évolution, les entreprises peuvent élargir les possibilités d’utilisation de ces drones. Les spécifications de Missions qui étaient peut-être impossibles il y a quelques années seulement méritent d’être revues à mesure que l’imagerie thermique devient plus précise, plus polyvalente et plus abordable.

 

Technologie des caméras à imagerie thermique : Charges utiles à considérer

Le choix d’une charge utile d’imagerie thermique pour un drone est une question d’adéquation entre les capacités de l’équipement et le cas d’utilisation d’une organisation. Quelques facteurs différents déterminent les performances d’un système de caméra sur le terrain, ainsi que le prix que vous pouvez vous attendre à payer. Ces facteurs sont les suivants :

  • Le champ de vision (FOV) : Il s’agit de la mesure de la taille de l’image observable que la caméra peut prendre.
  • La résistance aux intempéries : Mesurée en termes de protection contre les intrusions (IP), elle détermine la résistance d’un boîtier électrique aux éléments, y compris l’humidité provenant de la pluie et du brouillard.
  • Bande spectrale : La bande spectrale est la plage électromagnétique détectable par le capteur infrarouge de la caméra.
  • Sensibilité thermique : Cette mesure indique dans quelle mesure un capteur peut mesurer les différences de température relative, et est également appelée température différentielle équivalente au bruit (NEDT).
  • Résolution de l’image : Il ne s’agit pas de la taille de la zone capturée par la caméra, mais du nombre de pixels de l’image numérique générée, qui détermine à son tour le niveau de détail.
Mavic 2 Enterprise Advanced : capteur 640×512 (gauche) vs. Mavic 2 Enterprise Dual : capteur 160×120 (droite).

 

En fonction du type de travail pour lequel vous recherchez un drone et des conditions dans lesquelles vous prévoyez d’utiliser le drone thermique, vous pouvez sélectionner une charge utile de caméra thermique répondant à vos besoins. Parmi les charges utiles très performantes actuellement sur le marché, on trouve des modèles de la série Zenmuse H20, comme par exemple :

  • Zenmuse H20T : le Zenmuse H20 standard est une caméra pour drone à trois capteurs, composée d’une caméra zoom de 20 Mpx, d’une caméra large de 12 Mpx et d’un télémètre laser de 1200 m. Le Zenmuse H20T ajoute également une caméra thermique radiométrique de 640×512px. La caméra génère des fichiers R-JPEG avec des informations de température intégrées, permettant une analyse plus approfondie.

La caméra thermique enregistre à 30 images par seconde pour un haut degré de sensibilité thermique. Dotée d’une grande variété de palettes de couleurs, d’isothermes personnalisables et d’alarmes de température, la charge utile permet aux utilisateurs de choisir entre les modes à gain élevé et à faible gain, selon qu’ils ont besoin d’une plage de température plus large ou d’une sensibilité accrue.

Mode partagé avec le Zenmuse H20T.
  • Zenmuse H20N : La charge utile Zenmuse H20N est similaire à la H20T, mais elle présente des caractéristiques encore plus avancées, dont beaucoup sont liées à sa mission de caméra de vision nocturne. La caméra de vision nocturne étoilée de la charge utile peut effectuer un zoom synchrone avec la caméra thermique et afficher les résultats sur un écran partagé côte à côte.

Avec deux caméras thermiques, capables d’un zoom 2× et 8×, le système est capable d’un zoom 32×. En se déplaçant sur une image thermique, les utilisateurs peuvent inspecter soigneusement les points chauds ou autres anomalies de température qu’ils détectent.
L’utilisation de charges utiles de caméras avancées permet aux drones d’intervenir dans une grande variété de situations, qu’il s’agisse de rechercher des personnes disparues la nuit, de scanner des incendies potentiels, de réaliser des inspections électriques ou toute autre application potentielle.

 

Cas d’utilisation des drones thermiques : Aujourd’hui et à l’avenir

Les drones thermiques peuvent remplir plus de rôles aujourd’hui que par le passé, grâce à des capteurs plus précis et à des prix plus bas qui ouvrent de nouvelles possibilités. Ce processus d’expansion et de découverte est continu, et de nouveaux cas d’utilisation s’ouvrent en permanence.

 

Utilisation des drones thermiques aujourd’hui

Si votre organisation est engagée dans l’une des activités suivantes, un drone thermique peut être l’élément technologique parfait pour vos besoins :

  • Lutte contre les incendies : L’une des utilisations les plus courantes des drones thermiques est la lutte contre les incendies. La cartographie thermique depuis l’air permet aux pompiers d’anticiper les facteurs de risque. Lorsqu’ils travaillent à l’intérieur de structures, il est possible de cartographier les points de défaillance possibles, tandis que dans les scénarios de feux de forêt, les drones peuvent aider les équipes à intercepter la progression des feux en plein air.
  • Recherche et sauvetage : Les incendies ne sont pas les seuls types de catastrophes où les drones thermiques peuvent aider les équipes de secours. À la suite de catastrophes telles que des inondations, des glissements de terrain, des tremblements de terre, des tornades et des ouragans, les drones thermiques peuvent aider les équipes à retrouver les victimes disparues, même la nuit. Ces drones thermiques sont également capables de retrouver des individus qui se sont perdus dans la nature.
  • Inspections aériennes par drone des services publics et des mines : L’inspection des infrastructures de services publics, des usines et des installations de panneaux solaires aux lignes électriques éloignées, est plus facile avec les drones. L’utilisation de caméras thermiques en plus de l’imagerie conventionnelle permet aux équipes de surveiller les risques de défaillance potentiels d’une nouvelle manière, ou même d’inspecter l’état des panneaux thermiques. Quelle que soit la taille d’une usine ou d’une mine, les drones peuvent survoler le site et effectuer des relevés.
  • Agriculture avancée : La surveillance des cultures et des troupeaux de pâturage depuis les airs est une utilisation potentiellement négligée des drones. L’imagerie thermique permet aux agriculteurs de mesurer l’exposition des champs à la chaleur et de suivre les animaux, même la nuit. Les efforts continus pour rendre l’agriculture plus efficace grâce au déploiement de technologies correspondent parfaitement au déploiement de drones.

 

Extension des cas d’utilisation : Toujours en cours

L’expansion de l’utilisation des drones thermiques au-delà des rôles de sécurité publique, et dans son rôle de renforcement de l’efficacité dans les services publics et l’agriculture, est un développement relativement récent. Cela montre que les utilisateurs, qu’il s’agisse de professionnels ou de consommateurs enthousiastes, réfléchissent constamment à de nouvelles utilisations des drones thermiques.

Si votre entreprise a besoin d’effectuer des inspections aériennes minutieuses d’infrastructures difficiles à atteindre ou de surveiller du personnel ou des biens la nuit ou dans des conditions météorologiques défavorables, un drone thermique peut correspondre à votre cas d’utilisation. Les charges utiles des caméras thermiques devenant de plus en plus sophistiquées tout en étant plus abordables, les possibilités sont infinies.

 

Options de drone : Trouvez le meilleur drone thermique pour vos besoins

Si le choix de la charge utile de la caméra est important pour les performances du drone thermique, le châssis du drone commercial que vous choisissez l’est tout autant. Le bon corps de drone offrira la vitesse, la maniabilité, la portée de service, l’autonomie de la batterie et d’autres caractéristiques qui détermineront les types de tâches que votre nouveau drone thermique pourra accomplir.
Voici quelques-uns des drones commerciaux leaders du marché parmi lesquels vous pouvez choisir pour votre déploiement thermique.

 

DJI Mavic 2 Enterprise Advanced

Le M2EA est un châssis de drone extrêmement compact et léger qui contient néanmoins un large éventail de fonctionnalités puissantes. Il arbore un capteur thermique intégré de 640×512 capable d’un zoom 16× et d’une fréquence d’images de 30hz. Le module RTK du drone permet un positionnement au centimètre près, et sa capacité à travailler avec jusqu’à 240 waypoints le rend parfait pour les missions d’inspection automatisées, même dans des environnements complexes.

DJI Mavic 2 Enterprise Advanced

6 en stock (peut être commandé)

5979,00  TTC Ajouter au panier

 

DJI Matrice 30T

Le M30T est un châssis de drone robuste construit pour résister aux éléments et conçu pour être très portable malgré son impressionnante charge utile de capteurs. Les spécifications de la caméra s’alignent sur celles du M2EA – résolution de 640×152, 30fps. Le système de commande du M30T est particulièrement avancé, avec un écran large de 7 pouces sur le système de commande à deux manches conçus pour les pilotes de drones d’entreprise.

 

DJI Matrice 300 RTK

Le M300 RTK est le dernier cri en matière de technologie des drones commerciaux, avec la possibilité de transporter jusqu’à trois charges utiles simultanément. Au maximum, le drone peut être équipé d’une tourelle ascendante et de deux tourelles descendantes. Le M300 RTK utilise un nouveau système d’affichage, incorporant plus d’informations sur l’écran principal, pour aider l’opérateur du drone à contourner les obstacles potentiels. En équipant le M300 RTK d’un Zenmuse H20T ou H20N comme l’une de ses charges utiles, les utilisateurs peuvent capturer des niveaux sans précédent d’informations thermiques haute résolution.

dji matrice 300

1 en stock (peut être commandé)

9901,20  TTC Ajouter au panier

 

Autonomiser les utilisateurs professionnels de drones

Quelle que soit la configuration de drone thermique que vous choisissez, vous pouvez renforcer l’autonomie de vos utilisateurs en sélectionnant des options supplémentaires. Par exemple, le programme DJI Care Enterprise, qui comprend toutes sortes de soins et de services pour votre équipement, quel que soit le nombre de drones DJI dans votre flotte. Investir dans l’assistance vous permet de protéger votre investissement et de faire voler vos drones thermiques, quoi qu’ils rencontrent.

Avec une liste toujours plus longue de cas d’utilisation et un haut degré de sophistication technologique disponible aujourd’hui, il n’y a jamais eu de meilleur moment pour se plonger dans l’utilisation des drones thermiques. Qu’il s’agisse de fournir de nouvelles capacités à votre personnel de sécurité publique ou de créer une nouvelle méthode d’inspection efficace dans les services publics, l’agriculture ou tout autre environnement industriel, un drone thermique peut ajouter une nouvelle dimension à vos opérations.
Pour vous aider à décider si un appareil d’imagerie thermique est adapté à votre situation particulière, vous pouvez nous contacter par téléphone (09 72 62 78 50) ou par mail (info@flyingeye.fr).