As les États-Unis et le monde se tournent vers des solutions énergétiques durables, les parcs éoliens sont devenus un site familier dans certaines parties des États-Unis et du monde.En mai dernier, le président Joe Biden a annoncé un plan pour relancer le développement de parcs éoliens en mer avec un engagement à développer l’écurie américaine de parcs éoliens en mer. Cela était probablement attendu depuis longtemps. En 2020, le Royaume-Uni, la Chine et l’Allemagne représentaient plus de 75% de la capacité offshore mondiale, les États-Unis étant très loin sur la liste.
Biden a promis des emplois. C’est également une bonne nouvelle pour les entreprises exploitant des drones aux États-Unis car, depuis plusieurs années, les drones prennent en charge le travail dangereux et laborieux d’inspection des aubes de turbine.
Alors que les drones sont dans le secteur de l’inspection depuis un certain temps, c’est la façon dont ils font leur travail et ce que ce travail implique qui évolue.
Habituellement, les opérateurs de drones collectaient et fournissaient des images aux clients afin qu’ils puissent identifier les zones sur les pales nécessitant une attention particulière. Aujourd’hui, les entreprises de drones tournées vers l’avenir abordent la tâche avec des outils et des services supplémentaires dans leur arsenal. Parmi ceux-ci, citons : l’IA, qui aide à contrôler les chemins de vol et peut être utilisée pour analyser des images; des packages de gestion “de bout en bout” qui fournissent aux exploitants de parcs éoliens des rapports analytiques sophistiqués; et des bases de données qui stockent des informations sur les turbines et les pales par le fabricant pour automatiser les chemins de vol.
L’IA DEVIENT RÉELLE
Le rôle de l’IA continue de croître dans le domaine de l’inspection des turbines, en exécutant des fonctions telles que le guidage autonome des drones et les applications de gestion des données.
Jay Choi, cofondateur de la start-up Nearthlab basée à Séoul, en Corée du Sud, a visité la NASA lorsqu’il était jeune et rêvait de fabriquer des robots et des rovers pour voyager dans l’espace. Plus tard, alors qu’il travaillait comme ingénieur, il a réalisé les dangers de l’inspection des infrastructures. “C’est à ce moment-là que j’ai commencé à voir le potentiel des drones”, a-t-il déclaré par courrier électronique. Le nom Nearthlab est une combinaison de « proche”, “terre” et « laboratoire », représentant un recentrage de l’espace lointain vers des inspections plus proches du sol.
Nearthlab utilise l’IA pour sa plate-forme de gestion de données basée sur le cloud, Zoomable, et pour l’assistance flightpath. “Une fois que l’inspecteur appuie sur le bouton ”démarrer », le drone décolle et se dirige vers la turbine », a expliqué Choi. « Il reconnaît la forme et la position des lames et calcule le chemin optimal pour effectuer l’inspection. En utilisant la technologie d’évitement des collisions, le drone vole constamment le long de la lame, en maintenant une distance proche d’environ quelques mètres. Il collecte des données de localisation et de laser ainsi que des photos haute résolution et télécharge les informations sur Zoomable.”
Une inspection de turbine Nearthlab peut être effectuée en environ 15 minutes, contre une journée avec des méthodes conventionnelles. S’il y a des dommages à une lame, le logiciel peut identifier où et quelle est l’ampleur du défaut.
Alors que la société propose deux modèles de drones, le logiciel peut être utilisé avec d’autres drones. Nearth Wind Basic et Nearth Wind Pro de la société diffèrent en taille et en puissance de la caméra. Le modèle de base du Basic est le DJI M210 et une qualité photo de 20,8 mégapixels détecte les défauts à 1 millimètre; le modèle de base du Pro est le DJI M600, avec une qualité photo de 44,7 mégapixels détectant les défauts à 0,3 millimètre.
L’IA permet également à Nearthlab de réduire la taille et le poids de la charge utile, ainsi que de raccourcir le délai de livraison des rapports aux gestionnaires de parcs éoliens.
OFFRES DE DRONES À SERVICE COMPLET
Sulzer Schmid est l’équivalent en drone suisse d’un tour opérateur de conciergerie.
Ce type d’approche de service complet est la marque de fabrique de l’entreprise zurichoise. Son « itinéraire » fournit des services d’inspection de bout en bout de drones d’éoliennes, du pilotage du drone d’inspection à une analyse entièrement intégrée d’un parc éolien ou d’un parc d’éoliennes qui comprend des rapports d’activité de haut niveau et des outils d’analyse.
En cours de route, Sulzer Schmid utilise l’IA pour identifier les zones douteuses sur les aubes de turbine qui pourraient nécessiter une attention particulière, ce qui permet de gagner du temps pour déterminer un plan d’action.
” Nous disposons d’une plate-forme complète qui permet un flux de travail unique « , a déclaré Marc Hoffman, responsable des ventes et du marketing. Le système de l’entreprise, baptisé 3DX™, combine l’IA, des drones autonomes, des outils d’analyse d’images et une interface basée sur un navigateur. Le système est collaboratif et basé sur le cloud, ce qui permet à Sulzer Schmid et aux experts clients d’examiner les données visuelles.
Sulzer Schmid ne fabrique pas ses propres drones. “En mettant l’accent sur le logiciel de diagnostic accompagnant le package drone, nous avons réalisé très tôt qu’il ne payait pas”, a noté Hoffman. « Mais nous assemblons notre propre charge utile », a-t-il souligné. Cela comprend un système LiDAR, une caméra Sony DSR RX 100m5a et le cardan qui transporte la charge utile. » Nous développons également notre propre logiciel de vol.”
La saisie des données elle-même n’est qu’une très petite partie du système d’inspection, a-t-il souligné. “Une grande partie est la qualité des données et des métadonnées, qui comprend des annotations sur les images ainsi que des analyses complètes.
» Le fait que nous utilisions le LiDAR permet d’obtenir les données les plus précises. Nous pouvons déterminer les dégâts à plus ou moins 10-15 centimètres. Le LiDAR mesure la distance entre la racine et la pointe de la lame. Le logiciel superpose un nombre à l’image afin que le spectateur puisse savoir quel rayon est examiné. » Les annotations aident l’opérateur du parc éolien à suivre les dommages au fil du temps, même après la réparation des pales.
LES BOÎTES GRAPHIQUES PERMETTENT DE GAGNER DU TEMPS
De plus, l’IA identifie toute anomalie sur une lame et dessine une boîte graphique autour de celle-ci afin que l’expert en lame puisse zoomer sur l’image. Cela permet de gagner un temps considérable pour quelqu’un qui doit parcourir 300 à 400 images par turbine. “Maintenant, tout ce que l’expert a à faire est de passer d’anomalie en anomalie, de boîte en boîte, pour déterminer si une pale a besoin d’entretien ou même si la turbine doit être arrêtée immédiatement”, a déclaré Hoffman.
Depuis ses débuts en 2016, Sulzer Schmid a réalisé plus de 15 000 inspections et opère dans plus de 30 pays. Il construit une base de données d’informations spécifiques aux turbines, et cette année, son ensemble de capteurs a évolué pour produire des images à plus haute résolution.
”L’avantage de l’IA est que nous sommes plus rapides que quiconque sur le marché », a déclaré Hoffman. « Nous garantissons cinq jours de l’inspection au rapport. Le client reçoit une inspection entièrement annotée et n’a qu’à valider notre travail.”
BASE DE DONNÉES SUR LES TURBINES, RÉPONSE RAPIDE
Une autre entreprise tirant parti de l’IA et fournissant des outils d’analyse est DroneBase, située à Santa Monica, en Californie. Il a également créé une base de données puissante sur les caractéristiques des éoliennes et des parcs éoliens. Et, a noté Joel LeBlanc, directeur général de DroneBase, ses efforts contribuent à réduire les coûts énergétiques.
DroneBase effectue généralement des inspections de routine, mais est appelé en cas d’événements catastrophiques ou de conditions météorologiques extrêmes. « Les inspections des éoliennes se déroulent dans les délais prévus — et parfois elles se produisent si quelque chose ne va pas. De toute façon, cela permet d’économiser du temps et de l’argent si l’inspection commence par une certaine connaissance de l’opération particulière.
» DroneBase possède l’un des plus grands catalogues de modèles de turbines de l’industrie de l’imagerie aérienne intelligente ”, a poursuivi LeBlanc. « Le catalogue comprend tous les principaux fabricants et est mis à jour quotidiennement. La base de données nous permet de créer un parcours de vol personnalisé pour les drones autonomes et contribue à la capacité de notre moteur d’IA à reconnaître, classer et évaluer les dommages. Il permet aux drones de faire évoluer leurs bases techniques pour améliorer la répétabilité et la fiabilité des charges utiles et le processus de capture des données.
» Nous sommes en mesure d’aider nos clients à identifier les risques, tels que l’intégrité dégradée des pales, ce qui signifie qu’elles ne captent pas efficacement le vent ou qu’elles doivent être arrêtées. Il permet également à la direction du parc éolien de planifier les réparations telles que le type de matériel nécessaire et la main-d’œuvre nécessaire.”
La plate-forme DroneBase fournit des rapports avec des icônes colorées représentant les turbines individuelles et la gravité des dommages. Le client peut cliquer sur une icône ou sélectionner une turbine dans une liste pour accéder aux détails d’inspection et à l’analyse de cette turbine. ” Nous avons créé la catégorie » Ingénierie aérienne intelligente » « , a noté LeBlanc.
“Notre système est compatible avec la plupart des drones basés sur DJI ainsi qu’avec tout ce qui utilise un contrôleur Pixhawk”, a déclaré LeBlanc. L’entreprise travaille avec un réseau de partenaires opérateurs et spécifie généralement la résolution de la caméra et d’autres exigences. Ils prêteront ou loueront du matériel aux opérateurs s’ils en ont besoin.
” Nous contrôlons la trajectoire de vol, la vitesse d’obturation, la distance par rapport à la pale et pouvons piloter automatiquement les trois pales à quatre passages par pale « , a déclaré LeBlanc.
L’évolution continue de DroneBase implique l’optimisation du système de guidage autoflight et une meilleure résolution des capteurs pour améliorer la capacité d’injecter des jeux de données haute résolution dans l’analyse. “ Nous avons doublé le nombre de turbines que nous pouvons inspecter en une journée au cours des deux dernières années ”, a ajouté M. LeBlanc.
QUELLE EST LA HAUTEUR DU VENT?
Connaître les caractéristiques du vent à différentes hauteurs peut être une information précieuse pour les utilisateurs de drones, en particulier si des capacités telles que la livraison de colis deviennent plus courantes dans des zones plus denses.
C’est la pensée de Vaisala, un leader mondial des mesures météorologiques, environnementales et industrielles dont le siège est à Vantaa, en Finlande. « Alors que notre monde est confronté à des défis sociétaux et environnementaux urgents, ” déclare l’entreprise, “il est plus important que jamais de fonder les décisions sur des données précises et fiables. “
”Nous sommes impliqués sur différents marchés, la météo étant le dénominateur commun », a déclaré Tapio Haarlaa, responsable de la stratégie aéronautique et du développement commercial chez Vaisala. » Le vent est un défi. »Haarlaa voit un besoin d’informations météorologiques plus détaillées et de données plus précises et hyperlocales.
Via sa filiale de Saclay, en France, Le fournisseur de LiDAR Leosphere, Vaisala propose WindCube — un appareil qui envoie un faisceau LiDAR vertical et est capable de renvoyer des informations sur la vitesse du vent à différentes altitudes. WindCube mesure simultanément le profil complet du vent à 20 hauteurs différentes, en maintenant la disponibilité et la précision des données constantes à toutes les altitudes. Conçu pour être utilisé sur des “terrains complexes”, WindCube peut collecter des données sur terre ou en mer, et la société propose différentes versions du système, par exemple pour ces terrains variables. Dans un endroit plein de montagnes ou de nombreux bâtiments de grande hauteur, il peut falloir plus d’un WindCube pour regarder dans toute la région.
Jusqu’à présent, la technologie de Haarla n’est pas aussi largement utilisée dans l’écosystème des drones que sur le marché de l’énergie pour la construction de parcs éoliens. Mais il s’attend à ce que le marché des drones se développe. “Avant de construire un parc éolien, vous devez porter des jugements.”
