Le drone BORÉAL peut voler beaucoup plus loin que la portée des communications UHF dont il est équipé. Solution ? Obtenez de nouvelles communications!
Sparfois, vous concevez un produit si bien qu’il dépasse les capacités de son réseau de support.
Ensuite, ce que vous devez faire est de repenser le réseau autour du produit à succès.
C’était le cas de BOREAL, un drone à voilure fixe capable de vols de longue distance extrêmes. Ces distances sont si longues, en fait, qu’elles dépassent largement la portée des technologies de radiofréquence renvoyant les données à l’équipe de surveillance et de contrôle en temps réel de l’UAV. Dans les missions d’enregistrement de vidéos en mer ou dans des zones désertiques isolées, la portée de 800 kilomètres de BOREAL dépasse largement la portée d’environ 100 kilomètres de signaux UHF (ultrahigh frequency) utilisés pour transmettre les séquences vidéo qu’elle filme. L’intégration de la communication par satellite dans le réseau de support de l’UAV transforme cette limitation en une réussite et offre de nouvelles opportunités en matière de renseignement, de reconnaissance et de surveillance (ISR), en particulier dans le domaine maritime.
Une application immédiate est la surveillance aérienne des bateaux de pêche dans les zones océaniques reculées, pour l’identification visuelle des numéros d’immatriculation des bateaux afin de contrôler le braconnage et d’autres activités illégales. BORÉAL est également très utile pour fournir des données de recherche essentielles, recueillies dans des zones océaniques sauvages et éloignées, à l’usage des climatologues et des prévisionnistes. De nombreuses applications dans le désert et la montagne — essentiellement là où il y a une absence d’infrastructure au sol – peuvent également être prévues.
La solution imaginée par BOREAL et son partenaire Atmosphere, dans le cadre d’un financement de projet par l’Agence Spatiale européenne (ESA), a consisté à connecter le drone et ses opérateurs via la technologie des ressources satellitaires et des communications par satellite (SATCOM).
Dans ce projet, l’équipe au sol, qui opère à portée du drone, est en mesure de recevoir la vidéo de la caméra et de renvoyer les commandes comme d’habitude, en utilisant l’antenne native de BOREAL UHF. A PAR SATELLITE le relais est installé au sol, dans la zone de mission du drone, pour en donner le contrôle à une équipe distante, située loin de la zone de mission. Cette équipe distante est capable d’envoyer des commandes à la caméra et reçoit la vidéo, en utilisant la connexion satellite et la liaison UHF. Il a ainsi été démontré que les missions ISR peuvent être exploitées au-delà des portées radio.
Un récepteur GNSS à bord du BOREAL est utilisé le long de la trajectoire de vol pour suivre et surveiller les opérations de vol et estampiller la mesure in situ avec l’heure et l’emplacement précis. BORÉAL est un système à voilure fixe qui peut parcourir 800 kilomètres, à une distance allant jusqu’à 250 kilomètres de la station terrestre BORÉALE. Il a une envergure de 4,2 m, mesure 1,7 m de longueur et a une masse maximale au décollage de 25 kilogrammes, offrant jusqu’à 7 kilos de charge utile. L’UAV BORÉAL est lancé à partir d’une catapulte et se pose sur le ventre, ce qui permet des opérations de décollage et d’atterrissage relativement courtes sur le terrain. L’une des caractéristiques les plus uniques du drone est qu’il peut s’adapter à n’importe quelle charge utile et est librement configurable pour n’importe quelle suite ou combinaison de capteurs. ” L’une des spécificités de notre drone est sa modularité, qui lui permet d’intégrer plusieurs types de charges utiles « , a déclaré le président de BORÉAL, Marc Pollina.
DÉMONSTRATION
Le projet expérimental se déroule en deux phases de faisabilité. La première, une phase de faisabilité technique qui s’est déroulée en mai 2021, a relayé le contrôle de la caméra sur un site distant avec des moyens SATCOM au sol. Cette démo a été menée avec succès, comme le montrent les photos accompagnant cet article. La deuxième phase sera menée en janvier 2022 pour évaluer deux technologies SATCOM à bord de l’UAV, à l’aide de deux systèmes satellitaires.
Le premier est un système géostationnaire, la constellation Inmarsat de quatre satellites de télécommunications offrant une couverture mondiale. Chaque satellite supporte 89 faisceaux, ce qui donne une couverture totale d’environ un tiers de la surface de la Terre par satellite. En outre, six faisceaux orientables sont disponibles par satellite, qui peuvent être déplacés pour fournir une capacité plus élevée à des emplacements sélectionnés.
Le deuxième système mis en évidence est la constellation Iridium Next composée de 66 satellites actifs sur des orbites polaires proches. En 2022, une campagne dans le domaine maritime se déroulera sur une période de plusieurs jours ou semaines.
PARTENARIAT AVEC LE CNES
BORÉAL et la plateforme CESARS de l’équipe du CNES se sont associés pour démontrer la capacité de piloter la caméra vidéo du drone ISR à partir d’un site distant de la zone opérationnelle, via une communication par satellite.
Situé au siège du CNES à Toulouse, CESARS est le centre d’assistance et d’expertise pour les usages des télécommunications par satellite. Son rôle est d’accompagner les entreprises et les entités publiques souhaitant découvrir et tester des équipements de télécommunications par satellite. CESARS est l’un des maillons du programme Connect By du CNES, qui propose une gamme de services aux entreprises : expertise technique (accès aux données, brevets, technologies spatiales, navigation, observation de la Terre et télécommunications), financement, formation et même compteurs d’incubation.
Pour mener à bien sa mission, le centre CESARS dispose de plusieurs moyens techniques : un laboratoire équipé d’un parc d’équipements commerciaux prêts à l’emploi (outils de métrologie, PAR SATELLITE terminaux avec abonnements associés), des véhicules équipés d’un banc d’essai pour mesurer les performances des antennes mobiles, et un accès autonome à la bande passante sur un satellite, permettant une grande flexibilité pour les démonstrations. Ce service est gratuit.
BORÉAL et les CÉSARS collaborent à plusieurs niveaux, y compris le soutien matériel:
Cela inclut le prêt de plusieurs équipements, tels que l’antenne Aviator UAV 200 pour la liaison directe Bord-sol, l’antenne Explorer 8100 GX pour établir un relais sol-sol entre une opération à distance de terrain et le centre de commande, et une antenne DEKA 65 pour une liaison gérée de bout en bout sur un satellite partiellement exploité par le CNES. L’équipement d’encodage et de décodage vidéo, etc., est également disponible auprès des CÉSARS, et la clé de la réalisation de ces démos. L’autre support comprend des services de conseil en intelligence technologique, abonnements, tarification, implémentation et préparation d’architectures de test, etc.
Lors de la première démonstration en mai, BOREAL et le CNES se sont réunis sur un site d’essai exploité par l’ONERA, le laboratoire aérospatial français. Le CNES a fourni une antenne Explorer 8100 GX à utiliser avec la constellation Inmarsat.
Globalement, la connexion par satellite, que ce soit via Inmarsat ou Iridium ouvre plusieurs nouvelles perspectives pour BORÉAL:
* devenir un acteur majeur du secteur maritime, englobant la surveillance du trafic et la détection de la pêche illégale
* de nouvelles opportunités pour répondre aux besoins du marché en actionnant des caméras à distance, dans des zones autrement inaccessibles
* permettre la téléopération à distance à des coûts d’exploitation réduits: avec moins de personnes nécessaires sur le site de déploiement, leurs actions se limitant uniquement au décollage et à l’atterrissage, tandis que les résultats du SATCOM peuvent être dirigés n’importe où dans le monde
* augmenter les capacités de surveillance vidéo à longue portée en supprimant les limites de portée UHF sur la vidéo en temps réel, pour être limitées uniquement par la portée de 800 kilomètres de l’UAV
* accès à des zones extrêmement étendues et éloignées, à une distance plus proche que celle que peuvent atteindre les satellites et à un coût beaucoup plus bas que les avions de surveillance
