Comment faire voler des milliers de drones en toute sécurité ?

milliers-de-dronesSi Amazon devait livrer ses 40 millions d’abonnés Amazon Prime via drones, ce sont 130.000 vols de drones que l’américain devrait assurer chaque jour. Un trafic colossal sachant qu’il faut déjà  15.000 contrôleurs aériens pour gérer 87.000 vols au-dessus des Etats-Unis. Impossible d’embaucher des dizaines de milliers de contrôleurs pour gérer les sauts de puces incessants de ces drones de livraison. Des chercheurs de Stanford travaillent sur des algorithmes qui permettront de coordonner ce déluge de drones mais les français d’Airborne Concept et d’Egis vont apporter une brique essentielle à la gestion de ce trafic.

Un transpondeur ADS-B d’une centaine de grammes seulement

Le drone équipé d'un transpoonteur miniature objet de la démonstration qui s'est menée à Toulouse (Photo : Airborn Concept)

Le drone équipé d’un transpondeur miniature objet de la démonstration qui s’est menée à Toulouse (Photo : Airborne Concept)

La démonstration a eue lieu  sur l’aéroport de Toulouse Francazal, fin septembre 2015. Un drone multi-rotor de moins de 10kg était équipé d’un transpondeur de type ADS-B. C’est ce type d’équipement qui permet aux contrôleurs aériens d’avoir sur leur écrans les spots de chaque avion de ligne. Le transpondeur choisi était suffisamment petit pour ne pas trop gréver les performance du drone mais il a néanmoins permis de suivre très précisément les mouvements du drone. Ce que les français Airborne Concept et Egis ont présenté à la Direction Générale de l’Aviation Civile (DGAC) va permettre l’alimenter les algorithmes des logiciels de contrôles aérien du futur. La Nasa avait déjà installé un transpondeur ADS-B sur un drone en 2012 mais il s’agissait d’un « Predator », un drone autrement plus imposant que le petit octoptère utilisé à Toulouse. Le transpondeur choisi par la Nasa, de type Garmin GDL-90 ADS-B était un équipement standard de l’aviation civile alors que les français ont utilisé un transpondeur d’une centaine de grammes seulement. C’est une piste sur laquelle Google travaille aussi de son côté. Désormais, ce sont potentiellement tout les drones qui pourraient être placés sous l’autorité du contrôle aérien.

Stanford teste des algorithmes anti-collision pour les drones

Le Predator équipé d'un ADS-B testé pas la Nasa depuis 2012 (Photo : Nasa)

Le Predator équipé d’un ADS-B testé pas la Nasa depuis 2012 (Photo : Nasa/Tony Landis)

Une fois tous les drones de plus de 10 kg équipés ou voire moins, comment gérer les dizaines de milliers d’appareils qui vont potentiellement sillonner le ciel ? Ceux-ci vont avoir des vols de quelques minutes seulement beaucoup vont converger vers les mêmes aires de ravitaillement comme les entrepôts Amazon ou Google. Gérer un trafic de l’ordre de dizaines de milliers d’appareils doit être automatisé et c’est le sujet de recherche d’une équipe de Stanford qui développe un logiciel de contrôle aérien (Unmanned Aircraft System (UAS) Traffic Management (UTM) qui va permettre aux drones de se déplacer sans risque de collision. Tout comme les commandants de bord disposent sur leur tableau de bord d’un écran qui leur indique la position des vols à proximité (le TCAS) et éventuellement ceux dont la trajectoire entre potentiellement en collision avec celle de leur appareil, ce n’est plus un contrôleur aérien ou le pilote en dernier ressort. La NASA avait imaginé un système où les drones devaient suivre des corridors aériens GPS. L’approche est néanmoins peu adaptée aux zones urbaines où la densité de drones allait provoquer de multiples alertes. Le MIT avait imaginé le système ACAS X où les calculs de trajectoire de chaque drone permettent de générer une alerte en cas de collision possible. A un opérateur humain de détourner un des deux drones pour éviter l’accident. L’équipe du Stanford Intelligent Systems Laboratory est allé plus loin en imaginant des algorithmes d’évitement automatique. Le logiciel calcule les trajectoires d’évitement des drones deux à deux et cela semble fonctionner. Ils ont réalisé un million de simulations de rencontre entre 2 jusqu’à 10 appareils avec succès. Les calculs par paires semblent plus efficace que de simples calculs d’évitement drone par drone mais les développements continuent. Les chercheurs veulent notamment intégrer des variables supplémentaires comme les ruptures de communications, les drones intrus dans le système ou les conditions météorologiques dans leurs algorithmes. Ils espèrent les voir implémenté dans le système UTM que la NASA compte finaliser pour 2019.

 

Sources :

« The drone equipped with a transponder miniature object of the demonstration which is carried out in Toulouse », Communiqué Egis, 24 septembre 2015

« Google targets low-cost ADS-B Out avionics market », FlightGlobal, 24 mars 2015

« NASA Flight Tests New ADS-B Device on Ikhana UAS », Communiqué de la Nasa, 23 mars 2012

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