Introduction

Dans ce document, nous allons aborder le sujet du drone modifié. En effet, depuis quelques années, on peut assister à une forte augmentation de l’exploitation de ces petits (ou grands) engins volants. Le secteur ne cesse d’innover et de trouver toujours plus de nouvelles manières d’utiliser les drones. Ces innovations donnent l’impression que les possibilités du drone sont infinies.
C’est dans ce contexte que nous allons essayer de faire un résumé de toutes les possibilités qu’un drone a à offrir.

Un drone, qu’est-ce que c’est ?

Pour qu’un drone puisse voler, il lui faut toute une série de composants basiques.

Schéma de drone
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Châssis :

Comme pour les voitures, le châssis du drone est le squelette. C’est de lui que tout démarre, tout ce qu’on ajoutera au drone sera fixé au châssis et il doit donc être adapté à la customisation et à l’utilisation qu’on en aura. Il existe différents types de châssis :

  • Tricoptère 3 bras
  • Quadricoptère 4 bras
  • Hexacoptère 6 bras
  • Y6 3 bras, mais 6 moteurs
  • Octocoptère 8 bras
  • X8 4 bras, mais 8 moteurs

Système de propulsion :

Pour que le drone puisse décoller, il lui faut un système de propulsion. Ce système comprend différents composants comme :

  • Des moteurs (rotors)
    Ce sont eux qui détermineront combien de temps le drone pourra rester en l’air par rapport à la batterie et le poids que ceux-ci pourront soulever par rapport aux hélices.
  • Des hélices
    C’est grâce à elles que la force de la poussée permet au drone de décoller.
  • Des contrôleurs de vitesse électroniques (ESC – Electronic Speed Controller)
    Ce sont un peu le cerveau des moteurs qui règlera la vitesse et la puissance fournie aux moteurs.
  • Des batteries
    Pour fournir l’énergie nécessaire à faire décoller le drone, il lui faut une batterie.

Contrôleur de vol :

Le contrôleur est en quelque sorte le cerveau du drone. Il récupère les informations, calcule et transmet les ordres aux moteurs en passant par les ESC.

Télécommande :

Pour qu’il puisse voler, le drone a besoin d’être piloté que ce soit par un être humain muni d’une télécommande ou un programme préalablement établi. Dans la majorité des cas, il y aura une télécommande qui transmettra les données au drone. Ceci dans le but d’effectuer les actions voulues comme :

  • Le tangage (inclinaison avant / arrière qui induit un mouvement d’avant / arrière)
  • L’élévation (montée / descente)
  • Le lacet (rotation gauche / droite)
  • Le roulis (inclinaison gauche / droite qui induit un mouvement de translation gauche / droite)

Retour vidéo :

Dans le cas où les drones seraient équipés d’une caméra, il est possible de renvoyer le signal vidéo vers un élément qui permettra au pilote, ou une autre personne, de voir les images filmées par le drone en direct. Ceci dans un but de pilotage ou de réalisation artistique. Ces images pourront être affichées sur un écran classique (souvent sur l’écran du Smartphone) ou via des lunettes FPV (First Person View).

Tous les composants précédemment cités, mis à part le retour vidéo, sont absolument nécessaires pour faire voler le drone.  

Que peut-on modifier ?  

D’abord, il est possible de modifier toutes les pièces d’un drone que ce soit pour des raisons d’esthétique ou de performance. Mais attention, les drones vendus tout faits dans le commerce sont moins sujets aux modifications pour des problèmes de garantie ou de compatibilité. Nous parlerons donc ici de drones modulables ou, carrément, de construits main.

En plus des modifications des pièces de base, il est possible de modifier ou d’ajouter des composants supplémentaires spécialisés dans tel ou tel domaine. Par exemple : changer de type de caméra, rajouter une sonde pour analyser un élément, ajouter des flotteurs pour que le drone puisse se poser sur l’eau, …  

Enfin, les modifications peuvent être apportées au niveau du software. En effet, on pourrait avoir l’utilité de changer de software pour ajouter de l’intelligence au drone, comme par exemple rajouter un système de reconnaissance de geste ou un système de reconnaissance de personne… Dans le cas de modification software cela sera plutôt un ajout d’une couche de programmation supplémentaire qu’une modification à proprement parlé.

Dans quel but ?

Les raisons pour lesquelles un drone peut être amené à être modifié sont aussi nombreuses que les modifications elles-mêmes.

Domaine commercial :

De plus en plus d’acteurs dans une multitude de secteurs commerciaux se rendent compte que l’utilisation du drone pourrait leur apporter un bénéfice que ce soit en temps, en argent ou en facilité. D’où la modification de certains éléments du drone pour que ce bénéfice soit encore plus prononcé.

Domaine ludique :

La seule contrainte qui entre en ligne de compte pour la modification ludique de drones, c’est l’imagination. Il est possible de réaliser toutes sortes de modifications esthétiques comme on le souhaite. Attention tout de même, si le drone doit voler, à rester dans le cadre de la législation qui, elle, ne permet pas de faire n’importe quoi.

Modification software

Il n’est pas recommandé de modifier la partie contrôleur de vol du drone à moins de bien savoir ce que l’on fait. Il pourrait avoir de gros problèmes de vol et même conduire à l’accident.

Quand on parle de « modification software », on parle plus d’ajouter une couche de programmation qui va dialoguer avec le contrôleur de vol qui gardera ses fonctions inchangées. Cette couche supplémentaire pourra être reliée à des instruments précis et travailler sur les données reçues par ces instruments. Exemple : On rajoute une couche de python au contrôleur de vol qui analyse en temps réel le flux vidéo de la caméra et tente de reconnaître des actions particulières. Lorsque le programme reconnait une action, il exécute une fonction pré-enregistrée.   

Modification hardware

Les modifications hardware sont infinies. Elles comprennent les modifications des éléments de base ou l’ajout de nouveaux éléments pour améliorer les capacités du drone ou en permettre d’autres.

La modification le plus courante, c’est la modification du type de caméra embarquée. Comme pour le moment, la majorité du travail qui se fait à l’aide de drones, ce sont des prises de vues aériennes ou analyses aériennes le tout avec des caméras. Rien que pour cet élément-là, il y a déjà de très nombreuses possibilités :

  • Changement de qualité de l’image : on pourrait être tenté de changer la caméra et opter pour une autre qui aura une meilleure résolution, un plus grand zoom, un angle plus large…
  • Caméra thermique (infrarouge) : il peut être nécessaire d’analyser un objet ou bâtiment avec une caméra thermique pour savoir s’il y a perdition de chaleur ou suivre les lignes électriques pour détecter les éventuelles pertes.
  • Caméra lumière noire (ultraviolet) : le spectre ultraviolet permet de voir des choses qui ne sont pas visibles à l’œil nu. Dans le domaine du drone, il peut être intéressant d’analyser un bâtiment ou une œuvre historique avec ce genre de caméra pour avoir une idée des restaurations qui ont eu lieu au fil du temps.  
  • Caméra vision nocturne : technologie fortement utilisée dans le domaine de la surveillance. Il est possible de surveiller des zones sensibles en pleine nuit comme en plein jour grâce à ce genre de caméra.
  • Caméra spécifique à une certaine plage de fréquences : il peut être utile d’utiliser des caméras spécifiques ou des filtres particuliers pour faire ressortir certains détails d’un paysage ou d’objets.
  • Caméra intelligente : certaines caméras sont maintenant fournies avec une couche software importante qui permet de faire des analyses en temps réel ou de reconnaître des mouvements ou des images directement.
  • Caméra 3D : répandue dans le domaine de l’architecture pour faire de la modélisation de bâtiments en 3D.

Les autres modifications sont moins répandues, mais tendent à croître jour après jour. En effet, une multitude de transformations sont possibles à condition de rester dans la limite des possibilités du drone sous peine de devoir tout changer. Pour reprendre un peu toutes les modifications possibles, on structurera cela en divisant par domaine d’application.

Agriculture :

La modification la plus courante en agriculture est le système de pulvérisation. En effet, il est souvent plus simple de passer par un drone pour des soucis de précision ou d’accessibilité que d’utiliser de grosses machines ou les avions d’épandage comme souvent aux Etats Unis. Plusieurs marques ont d’ailleurs créé leur drone déjà prêt à l’emploi. 

Drone agricole d’épandage
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Récemment, des recherches sont menées pour faire les plantations également par drone. Cela permettrait de gagner beaucoup de temps par rapport aux méthodes classiques.

Drone pour replanter des arbres
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Certaines compagnies font également des recherches pour créer des mini-drones inspirés par les insectes afin de pouvoir polliniser artificiellement des plantes. Ceci permettrait de pallier l’éventuelle disparition des insectes pollinisateurs.   

Concept drone pollinisateur
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Industrie / Construction :

Une des modifications possibles dans le domaine de l’industrie, c’est l’ajout de bras robotisés. En effet, en ajoutant un bras robotisé muni d’un outil ou d’une pince à son extrémité, il est possible d’effectuer des travaux en hauteur facilement et rapidement sans devoir construire d’échafaudage ou mettre les travailleurs en danger. 

Drone muni de bras robotisés
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Secours :

Pour répondre à un besoin des combattants du feu, certaines compagnies ont développé un drone capable de tenir une lance à incendie. Ceci permet aux équipes d’intervention d’atteindre des lieux non-accessibles. Ce drone permet d’éviter le déploiement de grandes échelles ou d’autre matériel volumineux.

Prototype drone lance incendie
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Sécurité :

Dans certains pays, des recherches sont apparues sur des drones munis de fusil de paintball afin de pouvoir intervenir en cas d’émeute. D’autres variantes proposent d’utiliser des flashballs ou des grenades incapacitantes.  

Drone fusil paintball
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Transport :

Dans un avenir plus ou moins proche, il y aura des livraisons de marchandises qui s’effectueront par drones. De ce fait, il faudra créer des drones spécialement équipés pour pouvoir transporter ces marchandises.  

Drone livraison
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Publicité :

Dans ce domaine, une compagnie fait notamment des recherches sur un drone entouré d’une structure sphérique composée d’anneaux qui en tournant permette d’afficher une image qui donne l’effet hologramme.   

Drone écran sphérique
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Divers :

Une modification que l’on peut rencontrer facilement, c’est le parachute. Il y a beaucoup de drones qui sont équipés de parachute afin de pouvoir limiter les risques de crash en cas de problèmes. Le parachute nécessitera une action du pilote pour l’activer. Ensuite, il faudra entre quelques dixièmes de secondes et quelques secondes pour qu’il s’active selon le modèle.  

Drone parachute
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On peut aussi voir plusieurs compagnies notamment notre partenaire Alerion développer des hydradrones (des drones qui peuvent amerrir). Ces drones sont équipés de flotteurs comme les hydravions. Certains modèles ont même les moteurs arrière qui peuvent s’incliner et permettent au drone d’avancer sur l’eau.

Cette liste est bien entendu non exhaustive. Comme précédemment expliqué, il existe une infinité de possibilités de modifications pour les drones. Les seuls freins qui peuvent exister pour ces modifications sont la réglementation et l’imagination. En effet, si une certaine pratique est interdite, il sera difficile de développer des modifications dans ce domaine. Par exemple : La réglementation belge interdit tout objet ou substance qui serait largué du drone. Par conséquent, la pulvérisation de produits agricoles sur les champs est interdite en Belgique. C’est pourquoi ces pratiques se sont plus développées dans d’autres pays comme les Etats Unis. 

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