Naviguer dans le Green Deal de l’UE

EUSPA, l’Agence européenne pour le Programme spatial, utilise des systèmes autonomes pour soutenir la durabilité.

Le “Green Deal” de l’Union européenne a fait de la durabilité une priorité absolue pour l’UE. L’amélioration des performances environnementales constitue désormais un pilier central, autour duquel sont orientées de plus en plus d’activités de l’Union, y compris la recherche et le développement technologiques impliquant des systèmes sans pilote.

L’Agence européenne pour le Programme spatial, EUSPA, gère les réseaux de navigation par satellite GNSS (Galileo et EGNOS) de l’UE et soutient la commercialisation de son programme d’observation de la Terre (Copernicus). À cette fin, il apporte également un soutien à des projets de recherche et développement et à la création d’entreprises. L’Agence s’intéresse particulièrement aux initiatives qui exploitent les services spatiaux de l’UE.

Le directeur exécutif de l’EUSPA, Rodrigo da Costa, a souligné l’importance de la durabilité dans ses efforts en cours. “ La durabilité est une priorité pour l’agence. Au niveau du programme et des projets que nous mettons en œuvre, nous avons de nombreux exemples concrets démontrant le soutien du Programme spatial de l’UE à la stratégie Green Deal. »Un certain nombre de ces exemples impliquent des systèmes sans pilote.

AGRICULTURE ET ÉNERGIE PROPRES

L’utilisation généralisée actuelle des herbicides entraîne évidemment un impact environnemental négatif important, tandis que la lutte manuelle contre les mauvaises herbes conventionnelle implique une main-d’œuvre destructrice et ses coûts associés. Dans certains cas, les travailleurs ne peuvent tout simplement pas être trouvés pour faire le travail.

L’EUSPA soutient des solutions dans le secteur agricole. ”Nous avons financé le projet GALIRUMI », a poursuivi da Costa. « Cette nouvelle solution fournit un robot pour la lutte contre les mauvaises herbes sans herbicide dans l’élevage laitier. » Coordonné par la société espagnole ACORDE Technologies, GALIRUMI commence par un système automatisé de détection des mauvaises herbes, pour lequel Galileo fournit une carte de position de haute précision et authentifiée. Un petit véhicule robotisé recherche et détruit ensuite les mauvaises herbes nuisibles avec un outil laser. Il existe également un système de robot de taille moyenne armé d’un outil d’électrocution, qui ne nécessite qu’un seul traitement par saison. Ce désherbage robotisé élimine l’exposition des travailleurs agricoles, des animaux et de l’écosystème au sens large aux herbicides, et il élimine un obstacle important pour les producteurs laitiers souhaitant passer à la production biologique.

Sur le front de l’énergie propre, EUSPA a financé le projet Easy PV. ”Il utilise des drones compatibles EGNOS / Galileo pour soutenir la maintenance des centrales photovoltaïques », a déclaré da Costa. Aujourd’hui, l’analyse thermographique est le moyen le plus efficace de détecter les cellules et modules PV défectueux, mais les inspections sont encore largement effectuées par des opérateurs humains avec des capteurs portables dans une procédure longue et coûteuse.

Au lieu de cela, la solution PV FACILE détecte les modules défectueux en utilisant deux modèles de drones, les TopView EPV-100 et TopView EPV-900, équipés de caméras thermiques Teledyne FLIR Tau 2. Les principales technologies habilitantes sont les algorithmes intégrés de vision par ordinateur du système EASY PV et le positionnement GNSS de haute précision.

POURQUOI L’AUTONOMIE ?

Les systèmes autonomes, en eux-mêmes, sont généralement plus respectueux de l’environnement que les méthodes de fonctionnement conventionnelles qu’ils remplacent. Une start-up soutenue par EUSPA, 10Lines, utilise des robots autonomes propres et efficaces pour fournir un marquage de surface précis des parkings. La société estonienne, fondée par Tarmo Prints et Janno Paas, a remporté le premier prix du concours MyGalileoSolution Track 2 organisé par l’EUSPA en 2021.

Avec le marquage de ligne conventionnel, les travailleurs ayant différents niveaux de compétence sont confrontés à des configurations de stationnement complexes qui varient d’un emploi à l’autre. Le système robotique autonome 10Lines, doté de capteurs avancés et de capacités Galileo, peut rayer les parkings avec une précision de 1 à 2 centimètres, sept fois plus rapide que les équipages conventionnels. 10 lignes nécessite moins de supervision, éliminant les phases de mesure et de pré-marquage fastidieuses et, surtout, économisant environ 1,9 tonne de CO2 émissions par robot et par an.

10 Lignes ont récemment signé un €700.000 traitent avec Tera Ventures, avec un co-investissement de Perot Jain, ce qui lui permettra de se développer en Europe et aux États-Unis et de se développer dans le marquage routier, aéroportuaire et portuaire.

TRAVAUX ROUTIERS

L’EUSPA a été particulièrement active dans la promotion de solutions plus autonomes et plus écologiques dans les secteurs des transports. ”Des programmes de mobilité intelligente et durable sont essentiels à la réalisation de la priorité du Green Deal européen », a déclaré Carmen Aguilera Rios, chef de section transport et développement opérationnel du marché à EUSPA. « À mesure que la demande de mobilité augmente, le besoin d’infrastructures et d’opérations de transport modernisées devient plus évident. Dans ce contexte, nous accompagnons l’industrie dans son développement de solutions de mobilité autonomes et durables. » Parmi les objectifs spécifiques de l’agence pour le transport routier figure l’augmentation de la capacité routière grâce à une distanciation optimale entre les véhicules connectés et autonomes. Une congestion réduite signifie une consommation de carburant optimisée et un gain de temps.

Plusieurs exemples de recherches financées par l’EUSPA à l’appui de systèmes de transport sans pilote et plus écologiques peuvent être cités. L’un d’eux est le projet ACCURATE, coordonné par l’Espagnol Vicomtech, qui est impliqué dans le développement d’un système de positionnement automobile de haute précision. La solution exploite la précision et l’intégrité des GNSS européens pour des fonctions de conduite automatisée complexes, visant à introduire ces technologies dans les pipelines de validation et de certification L4 et L5, en coopération avec l’équipementier automobile français VALEO.

”Nous développons une unité embarquée [OBU] de positionnement de haute précision proche de la production », a déclaré Oihana Otaegui Madurga, directrice des systèmes de transport intelligents et de l’ingénierie de Vicomtech. “Le système est basé sur une fusion de capteurs serrée et hétérogène et peut être intégré sur des plates-formes de conduite automatisées pour n’importe quel véhicule. »L’OBU utilisera la précision et l’intégrité multifréquences offertes par les services GNSS européens, en utilisant des signaux satellites E5a et E5b.

”Les GNSS différentiels seront utilisés ainsi que la fusion avec une unité de mesure inertielle [IMU] et d’autres capteurs de perception pour améliorer les capacités des systèmes de positionnement dans des conditions défavorables », a déclaré Otaegui Madurga. “ Pour une application critique pour la sécurité comme le transport routier, nous concevons en vue d’une certification conforme à la norme de sécurité fonctionnelle de l’industrie automobile, ISO 26262.”

LA NÉCESSITÉ D’AMÉLIORER

L’Union européenne est préoccupée par les chiffres du transport routier; un rapport 2019 du ministère fédéral allemand de la Coopération économique et du Développement a montré que le transport routier représentait 17,48% de tous les CO2 émissions par rapport à 2,4% pour le transport maritime et 2,55% pour l’aviation. Cela étant dit, l’industrie automobile et ses produits jouent un rôle essentiel dans la vie européenne et il n’y a aucune volonté de nuire ou de diaboliser les constructeurs automobiles. Après tout, l’industrie automobile représente environ 3% du PIB de l’UE et environ 7% de la production manufacturière totale de l’Union, ce qui en fait un important générateur de richesse en Europe. Et l’industrie fournit du travail à plus de 2 millions d’Européens, soutenant 10 millions d’emplois indirects supplémentaires, représentant 7% de l’ensemble des emplois manufacturiers européens. L’objectif clair de l’Union est donc de travailler avec le transport routier, et non contre lui, alors qu’elle s’efforce d’atteindre ses objectifs centraux de durabilité.

”La conduite automatisée jouera un rôle important dans la décarbonisation et la durabilité du transport routier », a déclaré Otaegui Madurga. « L’industrie automobile a un énorme défi à relever pour réduire son impact environnemental. Les progrès du transport routier automatisé, ainsi que du transport routier électrique, ont un impact positif direct sur le CO2 émissions et autres impacts environnementaux grâce à une meilleure utilisation des infrastructures et à une conduite plus efficace.”

Otaegui Madurga a vu des perspectives positives pour des systèmes de positionnement hybrides multisensoriels améliorés pour des fonctions de conduite automatisées et sûres, y compris dans des scénarios urbains. “Les études de marché actuelles indiquent que la prochaine grande tendance dans l’industrie du transport routier sera les véhicules autonomes”, a-t-elle déclaré. “L’industrie automobile souffre d’une énorme transformation dans sa voie vers l’automatisation. Les véhicules sont de plus en plus équipés de systèmes d’aide à la conduite et de niveaux d’automatisation plus élevés. En Europe, nous voulons être un leader mondial des systèmes de mobilité entièrement automatisés et connectés. Le système ACCURATE sera mis à l’essai en Europe, mais nous pensons qu’il a la capacité d’être exporté dans le monde entier.

”La conduite autonome n’est pas seulement un objectif farfelu, mais la prochaine grande étape de l’innovation », a-t-elle ajouté. « Même si des progrès significatifs ont été réalisés, il reste encore du chemin à parcourir. Les véhicules entièrement automatisés doivent pouvoir interagir avec l’environnement, être conscients de leur emplacement, sentir le contexte et être capables de conduire dans la même variété et l’imprévisibilité des circonstances que les conducteurs humains gèrent actuellement, pour lesquelles un positionnement précis est la clé.”

COMME SUR LA ROUTE, DONC EN MER

L’EUSPA s’attend et se prépare à une accélération du déploiement des systèmes de transport par voie navigable sans pilote. ”Des navires de surface autonomes maritimes [de MASSE] sont en cours de développement et ouvriront de nouvelles opportunités commerciales pour soutenir les défis de la numérisation et de la durabilité de l’UE », a déclaré Aguilera Rios. “Les données spatiales de l’UE seront des facilitateurs, en facilitant un positionnement fiable et robuste et des observations harmonisées de la zone de navigation et de l’environnement, tous nécessaires à des opérations autonomes sûres et écologiques.”

Un projet maritime exemplaire financé par l’EUSPA est « Prepare Ships ». Cette initiative, dirigée par les Instituts de recherche suédois (RISE), explore l’utilisation des données combinées de Galileo et de Copernicus pour optimiser les itinéraires des navires et éviter les collisions.

”Le système de positionnement précis que nous développons va bien au-delà de l’état de l’art », a déclaré Joakim Lundman, chef de projet senior chez RISE. “Nous travaillons sur une solution logicielle RTK améliorée qui exploite les caractéristiques distinctives des signaux Galileo tout en les combinant avec d’autres technologies de positionnement et de capteurs. D’un point de vue opérationnel, ce ne sont pas les différents systèmes qui sont uniques.”

Essentiellement, Galileo fournit le positionnement tandis que les données de Copernicus fournissent des informations sur les variables marines telles que les marées, les courants et les conditions de vent. Tout cela est plié dans un modèle unique et complet de l’environnement d’exploitation. ”Bien que nous travaillions avec de nouvelles technologies et des fonctionnalités améliorées, nous nous appuyons essentiellement sur des technologies existantes et éprouvées », a déclaré Lundman. “L’innovation réside plutôt dans la combinaison d’un positionnement amélioré via le GNSS européen et le NRTK avec l’apprentissage automatique, pour créer un prédicteur dynamique en temps réel pour les navires.

”Les différents éléments échangent des données, y compris des mouvements et des intentions dans un futur proche, en pleine conscience des conditions dans les environs », a expliqué Lundman. Tout cela est affiché sous la forme d’une carte maritime électronique, qui peut être partagée avec d’autres navires et installations au sol. ”Les navires connectés et les centres de contrôle interagissent les uns avec les autres, avec un flux continu de données provenant de capteurs à la fois à bord et à terre », a expliqué Lundman. “Ils peuvent alors planifier des traversées plus économes en énergie, optimisant les itinéraires et les vitesses », ce qui signifie une réduction des émissions de CO2 et les polluants atmosphériques. “En partageant leurs plans, d’autres peuvent ajuster leurs propres mouvements et, dans l’ensemble, le risque de collisions et d’échouages est considérablement réduit, évitant ainsi des pertes en vies humaines et des rejets de polluants dans la mer.

”Nous savons que des systèmes semi-autonomes sont déjà à l’étude », a déclaré Lundman, « et nous rencontrons de plus en plus de systèmes sans pilote et exploités depuis le rivage. Des systèmes entièrement autonomes constituent la prochaine étape de ce développement, que ce soit pour les opérations locales avec des cargaisons à faible teneur telles que les décharges qui nécessitent des allers-retours continus à un rythme soutenu, ou des services de navette de passagers sur nos voies navigables urbaines, ou pour le transport maritime en haute mer à travers le Pacifique.”

Alors que les opérateurs continuent d’intégrer des GNSS avancés et d’autres capacités de positionnement en combinaison avec des technologies d’observation de la Terre et basées sur des capteurs, Lundman voit une nouvelle génération de navires intelligents prendre forme: “Préparer les navires peut déjà combler le fossé lorsque les navires autonomes interagissent avec les navires habités, assurant un échange d’informations sécurisé et fiable. Il s’agira d’un système intégré dans les navires marchands pour fournir un passage de navire résilient et sûr dans un scénario de chenal complexe, avec un sous-système d’aide à la décision de navigation capable d’interagir avec d’autres navires compatibles VDES [Système d’échange de données VHF].”

EN L’AIR

Aucune discussion sur la mobilité sans pilote ne serait complète sans un regard sur les frais généraux. ”Les nouveaux programmes de mobilité aérienne urbaine [UAM] tirent parti du potentiel inexploité du ciel urbain pour répondre aux besoins de transport des personnes et des marchandises », a déclaré Aguilera Rios. « La livraison de colis par UAS / RPAS peut aider à réduire la congestion dans les villes et à relier les zones rurales et éloignées.”

Aguilera Rios a cité ABzero, lauréat du concours myGalileoDrone organisé par EUSPA en 2020-2021. Cette start-up basée en Italie a développé des dispositifs médicaux innovants, dont le système NAUTILUS pour le transport de charges utiles médicales à l’aide de drones automatiques.

Le concept de base du NAUTILUS est la Capsule intelligente, un compartiment de transport conçu pour une résistance maximale et un poids minimal tout en respectant les normes légales de maintien en température et d’étanchéité, tout en limitant l’agitation. Le système convient au transport de substances délicates et périssables telles que le sang et les composants sanguins, les organes et les médicaments sensibles aux variations de température, y compris les vaccins. NAUTILUS peut s’interfacer avec une large gamme de systèmes de drones disponibles.

La capsule intelligente est contrôlée via une interface logicielle propriétaire intuitive. Le personnel médical place simplement les articles à transporter dans le compartiment à température contrôlée et entre le code de destination / destinataire. NAUTILUS démarre automatiquement et emprunte l’itinéraire prédéfini le plus pratique. Le système peut transporter une charge utile de 10 kilogrammes et réduit les délais de livraison de 50% sur de courtes distances (jusqu’à 10 kilomètres) et de 80% sur des distances moyennes (jusqu’à 40 kilomètres). Le coût du service est nettement inférieur à celui de la livraison conventionnelle et, tout naturellement, le processus est plus propre et plus durable.