DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION

Le domaine technique de l’invention est celui des systèmes de prévention et d’intervention pour la lutte contre les incendies. Le domaine concerne notamment les équipements mobiles d’intervention pour la lutte contre les incendies.

ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION

Le document DE10201 6212645 propose un système d’intervention sur incendie qui combine un système d’alarme incendie comportant une unité centrale et une pluralité de détecteurs, à un drone. Le déclenchement d’un détecteur entraîne l’envoi d’une alerte à l’unité centrale qui envoie alors au drone un signal consigne comportant une zone d’intervention et un état d’incendie de référence. Le drone, en se déplaçant sur le lieu présumé de l’incendie, effectue des vérifications par ses moyens de détection avant de déclencher une action d’extinction. Le drone peut notamment comprendre un conteneur équipé d’une buse de dispersion pour libérer, sur le feu, un agent extincteur tel que de l’eau, de la mousse ou du gaz carbonique. On comprend qu’un tel drone permet d’éviter des déclenchements intempestifs de mesures anti-incendie.

RESUME DE L’INVENTION

La présente invention vise à améliorer encore le temps de réactivité des systèmes anti-incendie existants.

Cet objectif est atteint par un système de sécurisation d’une zone, le système de sécurisation comprenant une station centrale en liaison de communication avec des drones, chaque drone comprenant au moins une unité de localisation dans la zone et une unité de propulsion commandée par une unité de contrôle de trajectoire, caractérisé en ce que chaque drone comprend : - une unité de détection d’incendie comprenant au moins une caméra thermique,

- une unité d’intervention sur incendie comprenant au moins un conteneur retenant un gaz apte à se combiner à l’oxygène pour étouffer un feu, ce gaz étant libérable par une ouverture d’expulsion du conteneur sous l’action d’un déclencheur et

- un module de commande comprenant un module de balayage d’une partie de la zone, mémorisée par le drone, en fonction de laquelle une trajectoire de balayage de cette partie de la zone est calculée et transmise à l’unité de contrôle de trajectoire, le module de commande commandant le déclencheur de l’unité d’intervention lors d’une détection de feu par l’unité de détection d’incendie et le module de commande remontant, à la station centrale, en cas de détection de feu, une alerte incendie comprenant au moins information de localisation du drone fournie par l’unité de localisation.

Selon une particularité de l’invention, la station comprend un module de répartition des drones dans la zone surveillée, ce module de répartition réalisant l’envoi d’une initialisation ou d’une mise à jour en mémoire de chaque drone, de la partie de zone qui leur est attribuée.

Selon une autre particularité de l’invention, dans chaque drone, le module de commande comprend un module de gestion d’alertes réalisant une surveillance des alertes transmises par la station centrale, chaque alerte étant associée à une localisation d’intervention, le module de gestion des alertes calculant une trajectoire de progression vers la localisation, en fonction de la localisation d’intervention et en fonction de la localisation du drone, cette trajectoire étant transmise à l’unité de contrôle de trajectoire, la station centrale comprenant un module de gestion des alertes remontées et d’attribution de chaque alerte géo-localisée à un ou plusieurs drones venant en renfort du drone ayant émis l’alerte incendie.

Selon une autre particularité de l’invention, la station centrale est en liaison de communication avec des unités de détection d’incendie chacune associée à une localisation déterminée, ces unités de détection d’incendie pouvant remonter des alertes géo-localisée vers la station centrale. Selon une autre particularité de l’invention, le gaz apte à se combiner à l’oxygène pour étouffer le feu se combine de préférence avec les molécules d’oxygène chaudes, le résultat de la combinaison du gaz avec l’oxygène se présentant sous la forme d’un gaz inoffensif pour l’être humain, le gaz apte à se combiner à l’oxygène pour étouffer le feu étant stocké sous forme solide et sublimant au contact de l’air en favorisant son expulsion.

Selon une autre particularité de l’invention, dans chaque drone, l’unité de commande associe chaque activation de déclencheur de chaque conteneur à une temporisation de durée mémorisée correspondant à la durée d’action de chaque conteneur, l’unité de commande déclenchant au moins un deuxième déclencheur d’un deuxième conteneur dans le cas où l’unité de détection d’incendie envoie un signal représentatif d’un incendie détecté à la fin de la temporisation associée au conteneur précédemment déclenché.

Selon une autre particularité de l’invention, dans chaque drone, l’unité de commande mémorise le nombre de conteneurs disponibles, ce nombre étant décrémenté à chaque nouveau déclenchement et transmis à la station centrale.

Selon une autre particularité de l’invention, chaque drone extincteur comprend un module détecteur d’obstacles en communication avec l’unité de commande, le module détecteur d’obstacle calculant une nouvelle trajectoire en fonction de la trajectoire actuelle et en fonction d’un obstacle solide détecté ou en fonction d’un obstacle correspondant à un espace dans lequel la température dépasse un seuil maximal mémorisé.

Selon une autre particularité de l’invention, chaque drone comprend un anémomètre et un module de détermination de la force et de la direction du vent, l’unité de commande comportant par ailleurs un module de détermination de la position d’intervention à partir des données fournies par le module de détermination de la force et de la direction du vent.

Un autre objet de l’invention concerne un procédé de mise en oeuvre d’un système de sécurisation selon l’invention, caractérisé en ce qu’il comprend :

- une étape de balayage par chaque drone extincteur d’une partie de la zone surveillée ; - une étape de détection de la présence d’un incendie par l’unité de détection d’incendie d’un drone extincteur ;

- une étape d’intervention par le drone extincteur et de transmission de sa position à la station centrale.

Selon une autre particularité de l’invention, le procédé comprend :

- une étape de réception, par la station centrale, de l’alerte géo-localisée,

- une étape de sélection, par la station centrale, d’au moins un drone venant en renfort du drone ayant émis l’alerte

- une étape de transmission audit drone venant en renfort, de l’alerte géo- localisée,

- une étape de réception de l’alerte géo-localisée par le drone venant en renfort et de détermination d’une trajectoire de progression vers une localisation correspondant à l’alerte géo-localisée.

Selon une autre particularité de l’invention, chaque drone réalise l’envoi, à la station centrale, d’un message d’information représentative du nombre de conteneurs opérationnels, à chaque déclenchement d’un nouveau conteneur.

Selon une autre particularité de l’invention, le procédé comprend une étape d’initialisation ou de mise à jour, en mémoire de chaque drone, des données représentatives de leur partie de zone à balayer.

L’invention propose avantageusement un système automatisé de prévention et d’intervention pour la lutte contre les incendies. Le temps de réactivité est amélioré notamment du fait de la prise de décision par le drone, roulant ou volant, et le fait de diffuser un gaz se combinant aux atomes d’oxygène pour étouffer le feu. Les drones extincteurs peuvent par exemple diffuser tout le contenu d’une cartouche tenue par un bras et orientée vers le feu. Un drone volant peut également larguer une cartouche dans le feu ou à proximité de celui-ci.

Avantageusement le système anti-incendie selon la présente invention est capable d’intervenir sur des incendies n’ayant été détectés par l’unité centrale. Ainsi, si le détecteur le plus proche de l’incendie est déficient ou que la communication entre ce détecteur et l’unité centrale ou entre l’unité centrale et le drone est rompue, le drone pourra malgré tout intervenir sur la zone où s’est déclaré l’incendie.

Avantageusement encore, le système anti-incendie selon la présente invention permet d’améliorer l’efficacité et la réactivité du système central existant, même dans le cas par exemple où les détecteurs du système de surveillance centralisée ne seraient pas assez sensibles ou pas assez nombreux pour couvrir l’ensemble du site, évitant ainsi que certains incendies ne soient pas détectés ou qu’ils ne soient détectés qu’à un stade avancé.

De façon avantageuse, le système anti-incendie selon la présente invention permet une intervention à un stade précoce tout en assurant la sécurité des personnels.

Grâce à l’invention, un système d’alarme existant comportant des dispositifs de déclenchement d’alarme est couplé à une station centrale et à des drones extincteurs effectuant à la fois des opérations de prévention et des opérations d’intervention. En effet, chaque drone extincteur peut être affecté à une partie de la zone surveillée qu’il balaie régulièrement. Ainsi, si un feu survient pendant la phase de balayage du drone extincteur, celui-ci est déjà sur place et peut directement intervenir sur l’incendie, sans attendre d’instructions de la station centrale. Les drones extincteurs peuvent donc venir renforcer un système de détection et permettent de détecter des incendies même en cas de déficience des dispositifs de détection d’alarme. De plus les drones extincteurs peuvent également communiquer directement entre eux pour pallier aux limites du réseau de télécommunications. Le système de l’invention est donc un système à la fois préventif et réactif ce qui permet d’améliorer les temps d’intervention en comparaison des systèmes de l’art antérieur.

L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

Les figures ci-après sont présentées à titre d’exemples illustratifs et nullement limitatifs de l’invention :

- La figure 1 a montre une représentation schématique d’un exemple de système de l’invention ;

- La figure 1 b montre une représentation schématique d’un exemple de drone extincteur selon l’invention ;

- La figure 2 montre un exemple schématique de division en parties de zones de surveillance d’un site à protéger ;

- La figure 3 montre un ordinogramme d’un exemple de procédé selon l’invention ;

- La figure 4 montre un exemple de drone comprenant une unité de commande embarquée selon l’invention ;

- La figure 5 montre un exemple schématique d’unité de commande embarquée telle qu’illustrée à la figure 4;

- La figure 6 montre un exemple de mise en oeuvre d’une fonction de détection et d’évitement ;

- La figure 7 montre un exemple de mise en oeuvre d’une fonction d’atterrissage sécurisé ;

- La figure 8 montre un exemple de mise en oeuvre d’une fonction de suivi de surface;

- Les figures 9a et 9b montrent chacune un exemple de parcours d’un espace d’intérêt ;

- La figure 10 montre un exemple schématique d’un drone selon l’invention comprenant notamment une unité de commande embarquée et un module autopilote;

- La figure 1 1 montre en détail un exemple de séquencement du vol dans le cas de mise en œuvre d’une fonction d’atterrissage sécurisé ;

- La figure 12 montre un exemple schématique d’un système de drone selon l’invention ;

- La figure 13 illustre un exemple de plan de vol d’une mission programmée. DESCRIPTION DETAILLEE D’AU MOINS UN MODE DE REALISATION DE L’INVENTION

Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique.

Le système de sécurisation SY est à la fois un système préventif, c’est-à-dire de surveillance pour la détection de feux et un système réactif, c’est-à-dire d’intervention rapide sur des feux détectés.

L’objectif de l’intervention peut être d’éteindre le feu, en particulier s’il est précoce ou bien de contenir le feu avant l’arrivée de renforts, en particulier si le feu est étendu.

Le site à protéger peut être en intérieur, c’est-à-dire qu’il peut s’agir d’un bâtiment fermé comme une usine ou un entrepôt, ou en extérieur, c’est-à-dire qu’il peut s’agir d’un périmètre extérieur, comme un périmètre autour d’une usine. Le site peut également être mixte, c’est-à-dire comprendre au moins un bâtiment et un périmètre autour du ou des bâtiments.

Le système SY peut avantageusement compléter un système d’alarme incendie préexistant sur le site à protéger comportant au moins un dispositif de déclenchement d’alarme DA. Les dispositifs de déclenchement d’alarme DA peuvent être manuels, comme par exemple un bouton poussoir, ou bien encore automatiques, comme par exemple un détecteur de fumée ou un détecteur de chaleur.

Le système SY, illustré à la figure 1 a, comporte une station centrale SS connectée aux dispositifs de déclenchement d’alarme DA du système d’alarme incendie. La station centrale SS reçoit une alerte d’un dispositif de déclenchement DA quand celui-ci s’est déclenché. Sur la figure 1 a, la station centrale SS est connectée à plusieurs dispositifs de déclenchement d’alarme DA.

Le système SY de sécurisation comporte également des drones extincteurs

DR. Les drones extincteurs DR sont des véhicules sans pilote. Les drones extincteurs DR peuvent être des aéronefs ou des engins terrestres. Ces drones extincteurs peuvent donc être volants ou roulants ou présenter plusieurs modes de mobilités comprenant par exemple un mode volant et un mode roulant.

Grâce à leur autonomie, les drones extincteurs peuvent prendre des décisions sans recevoir de consignes d’un opérateur.

Les drones extincteurs DR, par exemple du type aéronef, comprennent une unité de commande UC.

On entend par « unité de commande » un dispositif de traitement des données comprenant par exemple un processeur ou d’autres organes de calcul et une ou plusieurs mémoires stockant par exemple des données de programmes, des pilotes, également désignés en anglais par drivers, ou des données représentatives de l’environnement en provenance d’un ou de plusieurs capteurs.

L’unité de commande UC réalise par exemple l’enregistrement et le traitement de données telles que des données de mission et des données issues de capteurs. Les données de mission correspondent à la mission assignée au drone. L’unité de commande adressant des commandes à l’autopilote de l’unité de contrôle permet notamment à l’unité de commande de modifiée sa mission en cours pour s’adapter à son environnement. . L’unité de commande UC réalise par exemple l’exécution de programmes pouvant faire appel à des sous-programmes pour réaliser des fonctions et sous-fonctions de traitement des données mémorisées.

Un module fonctionnel est par exemple composé d’une ou plusieurs fonctions ou sous-fonctions réalisées par un ou plusieurs programmes ou sous-programmes et exécuté par un plusieurs organes de calcul, les données d’exécution étant mémorisées de manière temporaire ou définitive. L’unité de commande UC comprend ainsi des modules pouvant réaliser des fonctions et pouvant communiquer entre eux de sorte à pouvoir coopérer.

Chaque drone extincteur DR est par exemple affecté à une partie ZS de la zone surveillée. Comme représenté à titre d’exemple à la figure 2, chaque partie de zone surveillée ZS comporte au moins un drone extincteur DR et au moins un dispositif de déclenchement d’alarme DA.

Sur la figure 2, la zone surveillée est découpé en cinq parties de zones de surveillance ZS1 , ZS2, ZS3, ZS4 et ZS5 de tailles variables. La partie de zone de surveillance ZS1 comporte ainsi deux drones extincteurs DR et un dispositif de déclenchement d’alarme DA, la partie zone de surveillance ZS2 comporte un drone extincteur DR et un dispositif de déclenchement d’alarme DA, la partie de zone de surveillance ZS3 comporte un drone extincteur DR et deux dispositifs de déclenchement d’alarme DA, la partie de zone de surveillance ZS4 comporte un drone extincteur DR et deux dispositifs de déclenchement d’alarme DA et la partie de zone de surveillance ZS5 comporte un drone extincteur DR et un dispositif de déclenchement d’alarme DA.

Le nombre de drones extincteurs DR et le nombre de dispositifs de déclenchement d’alarme DA dans une partie de zone de surveillance ZS donnée peut par exemple dépendre de la superficie de la partie de zone de surveillance ZS ou encore de la probabilité qu’un incendie se déclare dans cette partie ZS. En effet, une partie de zone de surveillance ZS comportant une unité de traitement de produits toxiques a une probabilité plus importante qu’un incendie se déclare qu’une partie zone de surveillance comportant un bâtiment administratif.

Sur la figure 2, les parties de zones de surveillance ZS couvrent l’ensemble de la zone surveillée correspondant au site à protéger. Cependant, il est possible que certaines zones du site à protéger ne soient intentionnellement pas couvertes, par exemple une zone sur laquelle se trouve un four ou une forge. On peut envisager également une mémorisation par chaque drone de zones géographiques correspondant à des zones pour lesquelles les seuils de détection d’incendie sont relevés.

On peut également envisager de réaliser une détection d’incendie en fonction des gradients de températures ou de la répartition des zones chaudes détectées, en comparaison des informations mémorisées correspondant à des localisations d’obstacles ou de fours.

Sur la figure 1 a, le système SY comporte trois drones extincteurs DR. Chaque drone extincteur DR est apte à communiquer avec la station centrale SS. Les drones peuvent également être aptes à communiquer directement les uns avec les autres.

Un réseau de télécommunications est par exemple un réseau maillé ou mesh network selon la terminologie anglo-saxonne. On entend par « réseau maillé » un réseau ayant une topologie dans laquelle tous les hôtes sont connectés pair à pair sans hiérarchie centrale.

Un réseau de télécommunications est par exemple un réseau de communication radiofréquence par exemple du type Bluetooth ou WiFi.

Plusieurs réseaux de télécommunication peuvent également se superposer.

Le réseau de télécommunications permet en particulier d’échanger des alertes ou des signaux de mise à jour ou d’initialisation entre la station centrale SS et les drones extincteurs DR. Ainsi la station centrale permet une centralisation de l’information et une coordination entre les drones.

La station centrale SS est ainsi configurée pour recevoir des signaux en provenance des drones extincteurs DR quand ceux-ci détectent un feu lors du balayage de leur partie de zone de surveillance ZS. La station centrale peut également recevoir des alertes, via un réseau filaire, en provenance des dispositifs de déclenchement d’alarme DA. Chaque alerte relative à une détection de feu ou départ de feu est associée à une donnée de localisation géographique.

Quand un signal provient d’un drone extincteur DR, celui-ci est par exemple associé à une position d’intervention PI qui est la position du feu que le drone extincteur DR a détecté. L’alerte est ainsi géo-localisée.

La position de l’alerte peut également correspondre à la position du drone. De façon avantageuse, l’autonomie des drones leur permet de détecter un feu ou un départ de feu à partir d’une localisation approximative. Les dispositifs de déclenchement d’alarme transmettent en effet généralement une position approximative, cette alerte géo-localisée pouvant être exploitée par un drone venant en renfort, l’alerte géo-localisée lui étant préalablement assignée par la station centrale.

Le drone disposant de module de détection d’incendie peut également fournir une localisation précise de l’incendie calculée par rapport à sa position courante.

Quand une alerte provient d’un dispositif de déclenchement d’alarme DA, la station centrale peut également lui associer une zone d’intervention, cette zone étant alors balayée par le drone à qui l’alerte est attribuée. Par exemple s’il s’agit d’un détecteur, ce dernier ne fait que détecter des conséquences du feu comme une hausse de la température ou la présence de fumée et s’il s’agit d’un bouton d’alarme. Une telle alarme ne fait qu’alerter de la présence d’un feu à proximité. L’alerte peut ainsi être associée à une zone d’intervention ZI. Cette zone d’intervention sera établie à proximité du dispositif de déclenchement d’alarme DA.

La zone d’intervention ZI est donc une partie de la zone correspondant au site à protéger. Cette zone d’intervention peut présenter une taille fonction du type de dispositifs de déclenchement d’alarme DA et de la répartition générale de l’ensemble des dispositifs de déclenchement d’alarme DA. Une zone d’intervention ZI peut présenter des parties de chevauchement avec les parties de zones assignées à d’autres drones. Les drones viennent ainsi renforcer ou compléter la surveillance anti-incendie d’un système comprenant des dispositifs de déclenchement d’alarme.

Lorsqu’un drone reçoit une alerte géo-localisée sous la forme d’une zone d’intervention, son module de commande va réaliser un balayage de cette zone d’intervention ZI afin de localiser précisément l’incendie ou le début d’incendie avant d’intervenir sur le feu.

Le drone peut également remonter une fausse alerte à la station centrale. Le drone peut également déterminer une position d’intervention, par exemple en fonction de la force et de la direction du vent, avant d’intervenir sur le feu.

La station centrale SS est également configurée pour traiter l’alerte ou le signal d’alarme et transmettre l’alerte ou le signal d’alarme à au moins un drone extincteur DR. Le traitement peut notamment consister en la sélection d’un ou de plusieurs drones extincteurs DR, en fonction par exemple de la position des drones extincteurs DR par rapport à la position d’intervention PI associée à l’alerte ou par rapport à la zone d’intervention ZI associée au signal d’alarme ou encore en fonction de la disponibilité des drones extincteurs DR. La transmission de l’alerte ou du signal d’alarme aux drones extincteurs DR leur permet notamment de déterminer une trajectoire pour se rendre sur la position d’intervention PI ou pour se rendre sur la zone d’intervention ZI et la balayer pour localiser l’incendie. Un balayage peut aussi être réalisé en se rendant à la position d’intervention. Un balayage peut également être réalisé autour de la position d’intervention. Un drone extincteur DR, illustré à la figure 1 b, comprend au moins un conteneur RA contenant un agent extincteur diffusable et au moins un déclencheur DE configuré pour, lorsqu’il est activé, effectuer une action sur la réserve d’agent diffusable RA.

La réserve d’agent extincteur diffusable RA se présente par exemple sous la forme d’une cartouche de forme cylindrique fermée par un bouchon. Le bouchon est par exemple apte à fondre à partir d’une certaine température.

L’agent extincteur diffusable peut être contenu dans la réserve d’agent extincteur RA sous forme solide, liquide ou gazeuse. Il peut être sous pression ou non. L’agent extincteur diffusable se présente par exemple sous la forme d’un gaz stocké à l’état solide et sublimant au contact de l’air. Le gaz expulsé se combine aux molécules de dioxygène de façon à étouffer le feu. Le gaz est de préférence un gaz attiré par les molécules de gaz chaudes. Le gaz est de préférence, d’un type qui n’engendre pas de dégâts matériels sur les éléments avec lesquels il entre en contact du fait que le résultat de la combinaison est très majoritairement sous forme gazeuse. De plus le gaz expulsé et le résultat de la combinaison avec le dioxygène n’est, de préférence, pas dangereux pour la santé de l’homme. Ainsi les drones ne se trouvent pas limités dans leurs interventions puisque même en cas de fausse alarme, la diffusion de l’agent extincteur n’entraîne aucune autre conséquence que la diminution des réserves d’agent extincteur diffusable RA du drone extincteur DR. Le drone extincteur DR est ainsi programmé pour intervenir de manière précoce dès qu’un incendie ou début d’incendie est détecté. Le drone gagne également en autonomie par rapport à la station centrale SS.

La cartouche utilisée comprend par exemple une réserve de volume déterminé dans laquelle est stocké un composé à l’état solide destiné à passer directement à l’état gazeux au contact de l’air. La sublimation permet de faciliter l’expulsion en un jet directionnel. Le temps d’expulsion jusqu’à épuisement de l’agent extincteur est par exemple compris entre 50s et 150s. Le poids de la cartouche est par exemple compris entre 300g et 450g. Un tel conteneur peut par exemple être embarqué dans un aéronef sans pilote. Un à vingt conteneurs sont par exemple embarqués par un aéronef. Pour les drones terrestres, le nombre de conteneurs peut encore être augmenté.

Pour la diffusion de l’agent extincteur, un conteneur est par exemple maintenu par un bras mobile du drone ou fixé au drone extincteur DR, son contenu étant ainsi libéré sur le feu en fonction du positionnement du drone. L’orifice d’expulsion est par exemple obturé par un opercule destiné à être détruit ou un autre type de bouchon destiné à être retiré pour l’expulsion de l’agent. L’opercule est par exemple destiné à être fondu sous l’effet d’une amorce.

Un conteneur peut également être largué directement sur le feu ou dans une zone à proximité. Le bouchon peut être retiré avant largage ou dans le cas par exemple d’un bouchon de cire, ce dernier peut fondre directement sous l’effet de la température. Chaque drone extincteur DR comprend au moins une unité de propulsion UP et une unité de contrôle de trajectoire UT configurée pour contrôler l’unité de propulsion UP de sorte à obtenir une trajectoire déterminée. L’unité de contrôle de trajectoire d’un drone volant comprend par exemple un module autopilote.

Chaque drone extincteur DR peut comprendre un détecteur d’obstacle. Ainsi un objet non répertorié dans une topologie mémorisée par le drone et se situant sur une trajectoire calculée du drone peut être évité.

De plus, l’unité de commande UC communique avec le module détecteur d’obstacle et peut déterminer une nouvelle trajectoire lorsqu’un obstacle est détecté sur la trajectoire en cours. L’unité de commande UC peut alors transmettre la nouvelle trajectoire ainsi déterminée à l’unité de contrôle de trajectoire UT afin d’adapter la trajectoire du drone extincteur DR à la présence de l’obstacle détecté. L’autonomie du drone est ainsi renforcée, la présence d’un obstacle étant prise en compte de manière automatique.

Chaque drone extincteur DR comprend également au moins une unité de détection d’incendie UD réalisant une détection d’un incendie ou d’un début d’incendie grâce par exemple à une caméra thermique ou d’autres types de capteurs thermiques ou encore un détecteur de fumée.

Dans le cas où un drone extincteur DR se rend sur une zone d’intervention ZI, c’est-à-dire sans connaître la localisation précise du feu, l’un des aspects à prendre en compte est le risque de voir le drone extincteur DR exposé à de trop fortes chaleurs du fait d’une trajectoire trop proche des flammes. Afin d’éviter une dégradation qui résulterait d’une telle exposition, l’unité de commande UC peut être configurée pour déterminer une nouvelle trajectoire lorsque un espace présentant une température trop élevée est détecté. Cet espace présente par exemple une température moyenne supérieure à un seuil critique mémorisé. On s’assure ainsi que le drone extincteur DR reste à une distance suffisante du feu ce qui évite de l’endommager. L’unité de commande UC peut également réaliser une acquisition vidéo et/ou thermique retransmise à la station centrale pour vérification par un opérateur humain.

Chaque drone extincteur DR comporte au moins une unité de localisation UL telle que par exemple un module GPS. Chaque drone peut également mémoriser des données de topologie de la zone à surveiller ou d’une partie de la zone à surveillée qui lui est attribuée.

L’unité de commande UC de chaque drone extincteur DR comprend un module de balayage de la partie de zone MB. On entend par « balayage d’une zone » l’action de parcourir cette zone. Ce module de balayage de la partie de zone MB est configuré pour déterminer une trajectoire de balayage de façon à couvrir l’ensemble de cette partie de zone par la caméra thermique. La trajectoire de balayage est transmise à l’unité de contrôle de trajectoire UT. Le drone extincteur DR suit alors la trajectoire de balayage qui lui permet de couvrir l’ensemble de sa partie de zone de surveillance ZS pour pouvoir y détecter, le cas échéant, un feu ou un départ de feu à l’aide de son unité de détection d'incendie UD.

L’unité de commande UC de chaque drone extincteur DR comprend également un module de communication MA avec la station centrale MA. Ce module de communication réalise l’envoi d’au moins un signal représentatif d’une alerte et comprenant une localisation. Cette localisation est par exemple la position du drone ou la position de l’incendie détecté calculée par le module d’intervention à partir de la position du drone.

Ainsi, un drone extincteur DR génère automatiquement un signal pour signaler la présence d’un incendie détecté lors du balayage de sa partie de zone de surveillance. Un drone envoyé sur zone en renfort va ainsi confirmer la position de l’incendie ou du départ d’incendie ou fournir une information supplémentaire sur une étendue de l’incendie non connue initialement.

L’unité de commande UC de chaque drone extincteur DR comprend un module de gestion d’alertes MG émise par la station centrale SS. Ce module de gestion d’alertes MG réalise la réception d’une alerte associée à une localisation ou à une zone d’intervention ZI. Le module de gestion d’alerte génère alors une nouvelle trajectoire pour une progression vers le feu détecté. Le drone peut réaliser un balayage pour détecter l’incendie ou le début d’incendie, tout le long de la nouvelle trajectoire du drone ou à proximité de la localisation indiquée, comme par exemple dans la zone d’intervention.

L’unité de commande UC de chaque drone extincteur DR comprend un module de gestion des communications MS. Ce module de communication MS réalise la réception d’un signal d’alerte associé à une position d’intervention PI émise par la station centrale SS ou par un autre drone extincteur DR.

Le module de gestion des alertes détermine alors une nouvelle trajectoire pour une progression vers une position d’intervention PI. Cette nouvelle trajectoire est transmise à l’unité de contrôle de trajectoire UT.

L’unité de commande UC comporte également un module de détermination de la position d’intervention MP à partir des mesures de l’unité de détection d’incendie UD. Quand le drone extincteur DR balaie sa partie de zone de surveillance ZS ou sa zone d’intervention ZI et que son unité de détection d’incendie UD détecte un incendie, le module de détermination de la position d’intervention MP évalue la position d’intervention PI en fonction de la position détectée de l’incendie. Une position d’intervention est déterminée grâce à l’ensemble des paramètres caractérisant un feu en plus des données d’environnement relatives au vent ou au relief.

Chaque drone extincteur DR comprend une caméra thermique et une unité d’acquisition d’une ou plusieurs images. L’unité de détermination de la position d’intervention MP peut actualiser la position d’intervention calculée en fonction des images thermiques successivement générées par la caméra thermique. L’évolution du feu est ainsi prise en compte. L’unité de commande UC de chaque drone extincteur DR comprend également un module d’intervention Ml déclenchant la libération de l’agent extincteur du conteneur en cas de détection d’incendie ou de début d’incendie.

Pour drone extincteur DR de type aéronef, la position d’intervention peut être calculée au-dessus du feu ou départ de feu. Un conteneur est par exemple largué au-dessus du feu. L’orifice d’expulsion de l’agent peut être détruit avant le largage ou le conteneur peut être largué directement dans le feu, par exemple dans le cas d’un orifice d’expulsion obturé par un bouchon de cire.

La trajectoire jusqu’à la position de largage est par exemple calculée en fonction d’une altitude minimale de sécurité. L’unité de propulsion UP comprend par exemple une ou plusieurs voilures tournantes de sorte à autoriser le vol stationnaire. De manière plus générale, les trajectoires peuvent être définies plus librement et donc adaptées à chaque situation d’intervention.

Le conteneur peut également être maintenu par un drone dans la direction de l’incendie, à une distance déterminée de l’incendie.

Ainsi, l’application de l’agent extincteur se fait au plus près du feu et permet une action efficace.

Durant l’activation du déclencheur, l’unité de calcul de la position d’intervention peut générer une trajectoire d’intervention telle qu’une trajectoire circulaire autour de la position du feu ou départ de feu.

Chaque drone extincteur DR comprend, de préférence, une pluralité de conteneurs d’agent extincteur diffusable RA. Le module d’intervention Ml peut activer les déclencheurs DE associés aux réserves d’agent extincteur diffusable RA de manière simultanée ou de manière successive. Cela permet notamment d’adapter la diffusion de l’agent extincteur à l’évolution de l’incendie.

Il est également important de prendre en compte les informations concernant les conditions météorologiques pour générer une position d’intervention PI et en particulier la vitesse et la direction du vent. En effet, négliger ces paramètres peut entraîner la dispersion de l’agent extincteur à côté de l’incendie, l’agent extincteur étant emporté par le vent. Afin de prendre en compte ce risque chaque drone extincteur DR peut comprendre un anémomètre. Le module de détermination de la position d’intervention détermine une position d’intervention à partir de la position de l’incendie et de direction et de la vitesse du vent. Ainsi, la présence de vent est prise en compte dans la diffusion de l’agent extincteur.

Il peut être également utile qu’un opérateur puisse suivre, depuis la station centrale SS, l’intervention du ou des drones extincteurs DR afin notamment d’évaluer l’incendie ayant déclenché l’alerte. Pour cela, chaque drone extincteur DR comprend par exemple une caméra et une unité d’acquisition vidéo réalisant une acquisition et une retransmission d’un flux vidéo vers la station centrale SS.

Le procédé tel que représenté à la figure 3 va maintenant être décrit.

Le drone réalise une étape E1 de balayage. Chaque drone extincteur DR réalise un balayage de la partie de zone de surveillance ZS qui lui est attribuée et stockée en mémoire.

L’étape de balayage est par exemple suivie d’une étape E2 d’intervention sur un feu ou un départ de feu déclenchée par une détection de la présence d’un feu ou départ de feu par l’unité de détection d’incendie UD du drone extincteur DR. Le drone extincteur DR intervient alors directement sur le feu, sans avoir reçu d’alerte ou de signal en provenance de la station centrale SS ou d’un autre drone extincteur DR.

L’étape E1 de balayage peut également être suivie d’une sous-étape E1 1 de réception par la station centrale SS d’une alerte associée à une zone d’intervention ZI, en provenance d’un dispositif de déclenchement d’alarme DA.

Après cette réception, la station centrale exécute une sous-étape suivante E12 de traitement et de transmission de l’alerte au drone extincteur DR. La station centrale réalise une sélection du drone. La station centrale vérifie par exemple des conditions de proximité du drone en comparaison des autres drones, par rapport à la localisation de l’alerte. La station centrale vérifie également les informations mémorisées sur les capacités du drone et notamment ses réserves en agent extincteur. L’alerte est ensuite transmise au drone.

Le drone exécute ensuite une sous-étape E13 de réception de l’alerte et de détermination d’une trajectoire pour une progression vers la zone d’intervention ZI. Après détermination de la nouvelle trajectoire, le drone exécute une sous- étape E14 de transmission de la trajectoire à l’unité de contrôle de trajectoire UT. Le drone effectue ainsi un balayage jusqu’à la localisation indiquée ou jusqu’à la zone d’intervention indiquée.

Cette sous-étape est alors suivie de l’étape E2 d’intervention lorsque le feu ou départ de feu est détecté par le drone.

L’étape E1 de balayage peut également être suivie d’une sous-étape E1 1 1 de réception par le drone extincteur DR d’un signal associé à une position d’intervention PI et de détermination d’une trajectoire pour une progression vers la position d’intervention PI par le module de gestion des alertes. L’alerte est transmise par la station centrale SS.

On pourrait également envisager une alerte géo-localisée émise par un drone directement en communication avec un autre drone.

Lors d’une sous-étape suivante E121 le drone exécute une transmission de la trajectoire à l’unité de contrôle de trajectoire UT. Le drone réalise alors un balayage jusqu’à la localisation de l’alerte.

Le drone exécute ensuite l’étape d’intervention E2 sur le feu ou départ de feu. Le drone est par exemple disposé sur une aire à côté du feu et pulvérise l’agent sur le feu. Le drone envoie également sa localisation en même temps qu’une information de détection de feu ou de départ de feu, à la station centrale. Avantageusement, la position transmise par le drone est actualisée et fournit des informations supplémentaires sur l’étendue du feu ou sa progression. Dans le cas d’une alerte associé à une zone d’intervention, la position du drone renseigne également de façon plus précise la station centrale sur la localisation du feu. Dans une étape suivante E3, la station centrale effectue une étape de mise à jour des parties de zone de surveillance attribuées à chacun des drones. Les drones non réquisitionnés par une alerte sont par exemple réparties sur une zone restante à surveillée. Chaque drone en mode de balayage réinitialise sa trajectoire en fonction de la nouvelle partie de zone mémorisée. Cette nouvelle trajectoire peut être calculée en fonction des données acquises par chaque drone extincteur DR concernant son environnement, par exemple au moyen du détecteur d’obstacle, du capteur de fumée ou de la caméra thermique.

Le procédé peut comprendre également une étape E4 d’évaluation, par l’unité de commande UC du drone extincteur DR, de la présence d’un feu à la fin d’une temporisation correspondant à la durée d’action du conteneur. Le drone peut ainsi activer un autre conteneur pour continuer son intervention sur le feu si une présente ce feu est détectée. Un ou plusieurs conteneurs d’agent extincteur peut être déclenchés simultanément à chaque intervention.

Les drones extincteurs DR se présentent par exemple sous la forme d’aéronefs sans pilote, comme représenté à la figure 4. Chaque drone comprend une unité de commande UC. L’unité de commande UC comprend par exemple une unité UM de mémorisation et de traitement des données et un ou plusieurs capteurs d’environnement CE.

L’unité de commande UC est installée sur une plateforme volante P100 comprenant un système de contrôle de vol SV. Ce système de contrôle comprend notamment un module autopilote AP. On entend par plateforme volante l’ensemble comprenant notamment la structure porteuse, les propulseurs et le système de contrôle du vol capable d’assurer la stabilité de l’aéronef sans pilote pendant le vol et l’exécution des commandes de vol.

Le système de contrôle du vol comprend en outre un module autopilote permettant l’exécution des commandes de vol reçues. Ces commandes peuvent porter, par exemple, sur l’exécution d’un déplacement, d’une rotation ou d’une trajectoire à l’intérieur de l’espace de vol prévu par la mission. La plateforme volante P100 est par exemple du type à voilure tournante ou à voilure fixe. Comme représenté sur la figure 4 la plateforme volante peut se présenter sous la forme d’un hexacoptère. Cet hexacoptère est ici issu d’un drone du commerce dont le module de commande radiofréquence est par exemple conservé à titre de mesure de sécurité, même si une reprise des commandes en mode manuel par l’opérateur, ne permettrait d’effectuer que des manoeuvres approximatives en comparaison des séquences de commande pouvant être effectuées par l’unité de commande UC.

L’unité de mémorisation et de traitement des données UM est un dispositif de calcul comprenant notamment un processeur et une mémoire reliés par des bus de communication, d’adressage et de contrôle, ainsi que des interfaces et lignes de communication en liaison avec le système de contrôle de vol SV de la plateforme volante et en particulier avec son autopilote. Les moyens pour établir cette liaison de données entre l’unité de commande et le système de contrôle de vol peuvent se présenter par exemple sous la forme d’une liaison via un port USB.

Le module autopilote AP est capable de gérer les commandes de vol de la plateforme volante. Le module autopilote est par exemple capable d’exécuter des instructions directes telles que se déplacer d’un premier point de coordonnées GPS déterminées à un deuxième point de coordonnées GPS déterminée ou parcourir une trajectoire donnée ou encore maintenir la plateforme volante en vol stationnaire au-dessus d’un point donné. L’autopilote peut également être configuré pour exécuter des instructions telles que avance, recule ou déplace à droite ou déplace à gauche, à une vitesse déterminée. L’autopilote peut également être configuré pour exécuter des instructions telles que déplacement vers le haut ou vers le bas, à une vitesse déterminée ou encore rotation vers la droite ou la gauche.

Le système de contrôle du vol SV peut également comprendre :

- un émetteur/récepteur radiofréquence, comme décrit plus haut pour une reprise des commandes directement par l’opérateur à titre de sécurité,

- un module GPS permettant notamment l’exécution de commande de vol comprenant des trajectoires entre des coordonnées géographiques déterminées, - une unité inertielle également désignée par IMU (« Inertial Mass Unit », en anglais) et

- une caméra.

L’émetteur récepteur permet par exemple une reprise de commande directe par l’opérateur à titre de sécurité, mais ne s’avère cependant pas absolument nécessaire, même si en pratique, cet organe émetteur récepteur radiofréquence sera conservé à titre de sécurité supplémentaire ou dans un état désactivé.

Un capteur d’environnement est par exemple un capteur de type télémètre, à savoir un capteur capable de mesurer une ou plusieurs distances entre le drone D et un ou plusieurs objets de son environnement. Des exemples de capteur d’environnement de type télémètre sont un LIDAR, un RADAR ou tout autre capteur de type « range Finder » selon la terminologie anglaise.

On entend par capteur d’environnement un capteur générant des données représentatives de son environnement, comme par exemple, un capteur capable de mesurer une ou plusieurs distances entre le drone et un objet de l’environnement du drone, un capteur de réception des signaux sonores ou des signaux électromagnétiques numériques ou analogiques, un capteur de réception de signaux lumineux. Un télémètre peut par exemple mesurer les distances selon une ligne de points selon un angle de vision du capteur. L’angle de vision peut être disposé par exemple sous le drone ou devant le drone. Le télémètre peut également prendre des mesures dans différents champs de vision tout autour du drone. Le télémètre est par exemple du type « range finder » tel qu’un LIDAR.

Avantageusement, l’unité de commande UC est en mesure d’exploiter les données issues du capteur d’environnement pour modifier la commande du drone D en transmettant des commandes modifiées au le système de contrôle de vol SV et en particulier en donnant des commandes de vol modifiées au module autopilote AP, sans nécessaire intervention d’un opérateur agissant depuis une station centrale. La station centrale pour les aéronefs sans pilote est également désignée par station au sol. De plus, les décisions prises par l’unité de commande UC sur la base des données environnementales fournies par le ou les capteurs d’environnement CE permettent une adaptabilité à différents types de mission. L’unité de commande programmée spécifiquement à une mission peut par exemple exécuter la mission malgré certaines données incomplètes, telles que données cartographiques partiellement connues.

Des exemples de missions sont par exemple, l’exploration d’une zone sinistrée comprenant la recherche de terminaux mobiles, avec par exemple en cas de détection, une phase d’approche pour établir une liaison de communication de qualité suffisante, puis une phase stationnaire d’engagement d’un échange de données avec le ou les terminaux mobiles détectés. L’échange de données comprend par exemple la transmission d’information ou des questions et l’attente d’une réponse ou d’un accusé de réception. Le capteur de recherche et de communication avec les terminaux mobiles est par exemple utilisé en collaboration avec un télémètre détectant les obstacles tout autour du drone afin de stopper un vol de recherche ou un vol d’approche en cas de détection d’obstacle. Un feu détecté à proximité d’un terminal mobile sera par exemple traité en priorité.

Un autre exemple de mission comprend par exemple un atterrissage en zone inconnue ou mal définie, comme décrit plus en détails par la suite. L’atterrissage peut être nécessaire pour intervenir sur un feu.

Un autre exemple de mission comprend par exemple la dépose d’une charge, telle qu’un réserve d’agent extincteur, en une zone géographique inconnue ou mal définie. Une telle charge peut être également une charge utile comprenant elle- même un ou plusieurs capteurs et des moyens de communication déployés sur le terrain.

Architecture de l’unité de commande UC

La figure 5 représente de façon schématique un exemple d’architecture de l’unité de commande embarquée UC. L’unité de commande embarquée UC comprend par exemple son capteur d’environnement CE générant des données représentatives de l’environnement du drone stockées en mémoire de l’unité de mémorisation et traitement des données UM. La collecte des données est ici gérée par un module de collecte des données TC. L’unité de mémorisation et traitement des données UM peut également transmettre des données de paramétrage à destination du capteur d’environnement CE.

L’unité de mémorisation et de traitement des données UM, qui comprend par exemple un processeur et une mémoire, permet l’exécution de programmes pouvant faire appel à des sous-programmes pour réaliser des fonctions et sous- fonction de traitement des données mémorisées. Un module fonctionnel est ainsi composé d’une ou plusieurs fonctions ou sous-fonctions réalisées par un ou plusieurs programmes ou sous-programmes.

Le calculateur exécute notamment des programmes mémorisés permettant la transmission de séquences de commandes de vol au module autopilote AP. Le module SF05 qui réalise la fonction de driver de l’autopilote, permet la transmission de séquences de commande interprétables par l’autopilote.

Parmi les différents modules illustrés de manière non limitative à la figure 5, on trouve :

- Des modules SF04 et SF08 respectivement de réception et d’émission de données via la liaison de communication avec la station centrale S ;

- Un module S&A d’évitement d’obstacle pour la réalisation d’une fonction de type détection d’obstacle et évitement de ce dernier, également désignée en anglais par « Sense and Avoid » ;

- Un module SL d’atterrissage pour la réalisation d’un atterrissage sécurisé également désignée en anglais par « Safe Landing » ;

- Un module FS de suivi de surface pour la réalisation d’une fonction de positionnement à distance d’une surface et de maintien de cette distance lors de déplacements du drone, également désignée en anglais par « Follow a surface » ;

- Le module SF05 driver de communication avec le système de contrôle de vol SV de la plateforme et en particulier avec le module autopilote AP.

- Le module TC de collectes des données et notamment les données issues du capteur d’environnement ou encore des données issues du système de contrôle du vol SV de la plateforme volante telles que les données de positionnement, fournies par l’IMU et par le GPS, - Le module EX d’exécution d’une mission programmée mémorisée.

Les modules schématisés à la figure 5 peuvent être des modules électroniques physiquement connectés dans l’unité de commande UM ou peuvent être des programmes ou sous-programmes installés en mémoire de l’unité de commande UC.

Les modules SF04 et SF08 de communication avec une station centrale permet d’établir une liaison de données avec la station centrale. En effet l’accomplissement d’une mission par un drone nécessite généralement un retour d’information de la part du drone, comme par exemple lorsque la mission nécessite une exploration. La station centrale S peut également transmettre des paramètres pour modifier la mission, notamment en fonction des données générées par le capteur d’environnement.

Le module S&A d’évitement d’obstacle permet d’éviter les obstacles inconnus se trouvant sur la trajectoire initialement programmée ou survenant inopinément sur cette trajectoire tels que des objets en mouvement. Un exemple de mise en oeuvre du module d’évitement d’obstacle sera décrit plus en détails par la suite.

Avantageusement un drone présentant des fonctions complexes d’adaptabilité à un environnement partiellement inconnu ou d’adaptabilité à un environnement en évolution peut aisément être mis en oeuvre.

Le module SL d’atterrissage permet notamment la modification, la découverte, l’évaluation ou la sélection de l’endroit d’atterrissage, par l’unité de commande. Un lieu d’atterrissage initialement prévu n’est par exemple plus accessible ou le lieu précis de l’atterrissage peut ne pas être déterminé à l’avance. Un exemple de mise en oeuvre du module d’atterrissage sera décrit plus en détails par la suite.

Le module FS de suivi de surface permet par exemple de faciliter l’inspection d’un bâtiment, sans connaître précisément la disposition de ce bâtiment. Le module de suivi de surface peut également être utilisé pour inspecter un autre objet d’intérêt ou pour réaliser une phase d’approche. Un exemple de mise en oeuvre du module de suivi de surface sera décrit plus en détails par la suite.

Avantageusement, ces fonctions apportent une autonomie supplémentaire au drone en lui permettant de réagir à de nombreuses situations. Ainsi un drone perdant sa liaison de communication sera par exemple en mesure de continuer sa mission ou de l’arrêter de façon sûre par un atterrissage sécurisé. Les fonctions peuvent être exécutées seules ou en combinaison.

Des missions complexes peuvent ainsi être réalisées par le drone qui présente une autonomie décisionnelle accrue. La complexité des missions peut résulter par exemple d’incertitudes sur les données cartographiques de l’environnement dans lequel le drone évolue ou sur les données relatives à des cibles à détecter ou des zones à inspecter.

Module d’évitement d’obstacle

Un exemple de fonction de détection et d’évitement est illustré à la figure 6. Le capteur d’environnement peut par exemple se présenter sous la forme d’un capteur de type LIDAR installé sur la plateforme volante avec son angle de vision vers l’avant, les données générées par ce capteur étant utilisées pour la détection d’obstacles se trouvant devant le drone.

Le module de détection et d’évitement S&A fait par exemple appel à plusieurs sous-modules. Le module de détection et d’évitement S&A peut ainsi associer, grâce au module de collecte des données TC, une information temporelle ou « timestamp » (selon la terminologie anglaise) mémorisée avec chaque donnée acquise par le capteur d’environnement CE. De façon similaire, le module de détection et d’évitement S&A associe, grâce au module de collecte des données TC, une information temporelle à chaque donnée de positionnement fournie par le module autopilote AP. Les données de positionnement associées comprennent par exemple les données générées par l’IMU et les données générées par le GPS. L’IMU génère notamment des données d’inclinaison en tangage et en roulis. Le GPS génère notamment des données de longitude, latitude et altitude.

Le module TC de collecte des données comprend par exemple un sous- module SF01 d’écriture en mémoire des données datées issues du capteur d’environnement et du système de contrôle de vol.

Les données datées mémorisées provenant du capteur d’environnement sont ensuite fusionnées, par un sous-module SF02 de fusion, avec les données datées de positionnement provenant du système de contrôle de vol. Les données de positionnement comprennent notamment l’inclinaison fournie par l’unité inertielle IMU.

Les métadonnées ainsi obtenues sont ensuite mises en forme grâce au sous- module de correction SF03, traitant les données représentatives de l’environnement en fonction des informations de positionnement de la plateforme volante, de sorte à obtenir une information plus précise. La correction consiste par exemple à prendre en compte les inclinaisons en tangage et en roulis du drone par rapport à l’horizontale, par exemple pour éliminer des zones d’obstacles correspondant en fait à un sol plat horizontal se situant sous le drone mais détectées du fait de l’inclinaison.

L’information corrigée fait par exemple apparaître la présence d’une surface suffisamment proche du drone, devant ce dernier, pour être considérée comme un obstacle. Le seuil de détection appliqué par module de détection et d’évitement S&A est par exemple réglé en fonction de la vitesse d’avance du drone.

Avantageusement, le sous-module de correction SF03 permet une interprétation des données recueillies pour évaluer si les objets détectés constituent de véritables obstacles. Ainsi un objet détecté se trouvant en dehors de la trajectoire suivie par le drone n’est pas pris en compte et ne déclenche pas d’action d’évitement.

Le module de détection et d’évitement S&A déclenche, lors de la détection d’obstacle, une action d’évitement. L’action d’évitement comprend par exemple un arrêt et une mise en vol stationnaire du drone. L’action d’évitement peut également comprendre une modification des séquences de commande de vol transmises à l’autopilote se traduisant notamment par un changement de direction pour réaliser un contournement de l’obstacle.

Le module de détection et d’évitement S&A est par exemple toujours actif et effectue périodiquement, à une fréquence déterminée, des vérifications des distances corrigées détectées par rapport à un seuil de détection.

En cas de détection d’obstacle, le module de détection et d’évitement S&A peut également déclencher l’activation d’un sous-module de cartographie SF06 classant en mémoire les informations corrigées ayant déclenché la détection d’obstacle. L’ensemble de ces informations d’obstacles détectés associées à des positions géographiques du drone peut ensuite être exploité, ces données étant représentatives d’une cartographie des obstacles. En déclenchant des actions de contournement le drone constitue alors une cartographie des obstacles de plus en plus riche où les zones d’obstacles sont calculées par le drone lui-même. Le module de détection et d’évitement S&A comprend par exemple un sous-module SF09 de sélection d’une action parmi plusieurs actions d’évitement déterminées.

La décision prise par le sous-module SF09 de sélection de l’action d’évitement peut résulter par exemple en :

- Une activation d’un sous-module de calcul d’une nouvelle trajectoire SF07 comprenant comme paramètre d’entrée notamment les données de cartographie des obstacles et transmission d’une nouvelle séquence de commandes de vol ;

- Un arrêt d’urgence et une stabilisation en vol stationnaire, par exemple pour un drone du type aéronef à voilure tournante ;

- Une réduction de la vitesse ;

- Un retour en position sécurisé ;

- L’envoi d’une demande d’instructions à la station centrale.

La détermination d’une nouvelle trajectoire, entraîne par exemple la transmission de la nouvelle séquence de commandes de vol au module driver SF05 afin d’être transmises au module autopilote AP. Le module driver SF05 réalise alors un formatage des commandes adressées à l’autopilote.

Avantageusement, en changeant simplement le module driver SF05 il est aisé de mettre en oeuvre la fonction de détection et évitement d’obstacles, ou une autre fonction, pour une autre plateforme. Une telle autre plateforme volante provient par exemple d’un drone du commerce.

Si la décision prise par le sous-module SF09 de sélection d’une action d’évitement est d’arrêter le vol et de mettre la plateforme en vol stationnaire, cette instruction est par exemple transmise au module autopilote AP, via le module driver SF05.

Si la décision prise par le sous-module SF09 de sélection d’une action d’évitement est de demander des instructions à la station centrale, la requête de demande d’instructions est par exemple envoyée au module SF08 d’émission vers la station centrale.

A la réception du message de la station centrale, un sous-module SF04 de réception réalise par exemple la réception et l’adressage des instructions dans l’unité de commande embarquée.

Le sous-module SF09 de sélection de l’action d’évitement peut aussi déclencher plusieurs actions simultanément ou séquentiellement.

Là encore, l’unité de commande UC et son module d’évitement d’obstacle S&A permettent d’apporter une autonomie accrue au drone.

Le module S&A d’évitement d’obstacle peut également appeler le sous- module SF08 pour le traitement et l’envoi de données, telles que des données issues du capteur d’environnement CE, vers la station centrale.

L’unité de traitement et de mémorisation embarquée comprend un émetteur récepteur radio 70 en liaison de communication avec la station centrale.

Module d’atterrissage

Un exemple de mise en oeuvre du module d’atterrissage SL est illustré à la figure 7. Sa finalité est par exemple d’effectuer, grâce à capteur d’environnement CE tel qu’un LIDAR disposé avec son champ de vision verticalement sous le drone, un balayage de la zone de destination du drone D et une recherche d’un point acceptable pour l’atterrissage. Le drone atterrit par exemple au plus près du feu pour intervenir sur ce dernier.

Le module d’atterrissage SL comprend par exemple le module TC de collecte des données comprenant lui-même, comme décrit précédemment :

- le sous-module SF01 de d’écriture en mémoire des données datées issues du capteur d’environnement et du système de contrôle de vol,

- le sous-module SF02 de fusion, avec les données datées de positionnement provenant par exemple du système de contrôle de vol,

- le sous-module de correction SF03, traitant les données représentatives de l’environnement en fonction des informations de positionnement de la plateforme volante.

Le module SL d’atterrissage peut comprendre également le sous-module SF06 de cartographie. Les données représentatives d’une cartographie des obstacles peuvent être utilisées mais également enrichies par des données représentatives d’obstacles détectés au sol. Plusieurs types d’obstacles sont par exemple mémorisés lors de l’activation du sous-module SF06 de cartographie en fonction du type et de la configuration du ou des capteurs d’environnement. Un espace présentant une température moyenne supérieure à une température critique mémorisée, sera par exemple considéré comme un obstacle en même temps qu’une cible dont il convient de se rapprocher au maximum.

La carte mise à jour par le sous-module de cartographie SF06 est utilisée par le sous-module SF10 de sélection d’une zone d’atterrissage du drone D. La sélection du point ou de la zone d’atterrissage est faite sur la base de critères préalablement déterminés, tels que la nécessité d’avoir une pente relativement faible, une surface plane d’étendue déterminée de la zone ou encore l’absence d’obstacles mobiles. La carte d’obstacle fait par exemple apparaître une zone fixe étendue pour laquelle le sous-module SF10 de sélection d’une zone d’atterrissage a calculé une pente et une inclinaison sous les seuils acceptables mémorisés. Le sous-module SF10 de sélection d’une zone d’atterrissage mémorise alors les données représentatives du positionnement géographique de cette zone d’atterrissage validée.

Le sous-module SF07 de calcule de trajectoire peut alors être activé par le module SL d’atterrissage pour déterminer la trajectoire jusqu’à la zone d’atterrissage validée mémorisée.

Les séquences de commande de vol jusqu’à la zone d’atterrissage validée, générées par le sous-module SF07 de calcul de trajectoire, sont ensuite fournies au sous-module SF05 de formatage des commandes, les séquences de commande de vol formatées étant ensuite transmises à l’autopilote AP.

Dans le cas où le sous-module SF10 de sélection d’une zone d’atterrissage ne peut pas déterminer une zone valide pour un atterrissage sécurisé, le drone peut effectuer une action d’exploration, comprenant l’enrichissement des données de cartographie des obstacles.

Un sous module SF1 1 d’atterrissage en sécurité peut aussi être activé simultanément. Le sous-module SF1 1 d’atterrissage en sécurité déclenche, au cours de la perte d’altitude, en fonction des données fournies par le module TC de collecte des données, une évaluation de la zone d’atterrissage, la précision de cette évaluation s’accroissant au fur-et-à-mesure que le drone perd de l’altitude. Le sous- module SF1 1 d’atterrissage en sécurité peut également comprendre une fonction d’arrêt d’urgence provoquant, par exemple, l’arrêt du drone en vol stationnaire. Le sous-module SF1 1 d’atterrissage en sécurité peut notamment invalider la zone d’atterrissage pour déclencher la recherche d’une nouvelle zone d’atterrissage.

Module de suivi de surface

Un exemple de mise en œuvre du module de suivi de surface FS est illustré à la figure 8. Sa finalité est par exemple d’effectuer, grâce à capteur d’environnement CE tel qu’un LIDAR disposé avec son champ de vision frontalement ou latéralement par rapport au drone, un suivi à hauteur et à distance d’une zone sensiblement verticale à parcourir. La zone ainsi parcourue est par exemple simultanément analysée par un autre capteur d’analyse ou par une caméra de la plateforme volante. Les données analysées ainsi récoltées sont par exemple associées aux données d’environnement détectées ou aux données de positionnement générées par la plateforme volante. Un bâtiment pourra ainsi être analysé de façon rapide et précise. Il est ainsi possible d’inspecter la surface d’un objet dont la disposition, notamment sa surface extérieure et son orientation, n’est pas connue à l’avance. On pourrait également envisager le suivi d’une surface sur un objet mobile.

Le module FS de suivi de surface comprend par exemple le module TC de collecte des données comprenant lui-même, comme décrit précédemment :

- le sous-module SF01 de d’écriture en mémoire des données datées issues du capteur d’environnement et du système de contrôle de vol,

- le sous-module SF02 de fusion, avec les données datées de positionnement provenant par exemple du système de contrôle de vol,

- le sous-module de correction SF03, traitant les données représentatives de l’environnement en fonction des informations de positionnement de la plateforme volante.

A partir des données représentatives d’une distance entre le drone et la surface inspectée, fournies par le module TC de collecte des données, un sous- module SF12 de contrôle de la distance entre le drone D et la surface d’intérêt génère des commandes de vol pour d’une part maintenir constante cette distance et d’autre part parcourir une zone déterminée mémorisée. La distance constante par rapport à l’obstacle est maintenue à un seuil de tolérance près, stocké en mémoire. Des commandes de rapprochement ou d’éloignement, selon la direction de prise des mesures sont générées pour se maintenir à la distance souhaitée. Par ailleurs la zone à inspecter peut être parcourue selon un schéma de parcours linéaire, un schéma de parcours dans deux dimensions tel que représenté à la figure 9a ou un schéma de parcours dans trois dimensions tel que représenté à la figure 9b.

Le parcours en deux dimensions est par exemple déterminé par un point d'entrée B95, un point de sortie E97, une hauteur d'inspection H99, un pas d'inspection S96 et une largeur d'inspection D98 mémorisés.

Le parcours en trois dimensions est par exemple déterminé par un point d'entrée B92, un point de sortie E93, une hauteur d'inspection H94, une largeur d'inspection W91 , une profondeur d'inspection L90 et un pas d'inspection S89 mémorisés.

Le sous-module SF12 est ainsi adapté pour générer des commandes de vol, de sorte à maintenir une distance sensiblement constante entre le drone D et la surface à inspecter tout en parcourant cette surface. L’adaptation de la mission est alors réalisée en permanence.

Les commandes de vol ainsi déterminées sont fournies au sous-module SF05 driver de formatage qui les traite et les transmet sous forme exécutable au module autopilote AP.

Le module FS de suivi de surface appelle par exemple le sous-module SF08 de mise en forme des données destinées à la station centrale. Ce module SF08 transfert par exemple :

- des données d’analyse de la surface générée par un capteur d’analyse,

- des données de positionnement générées par le GPS ou l’IMU

- des données fournies par une caméra thermique de la plateforme volante (P100)

- des données fournies par le module TC de collecte des données générées par le ou les capteurs d’environnement. Avantageusement, le module FS d’inspection de surface facilite la mise en oeuvre d’un examen de surface. L’examen de surface est d’autant plus efficace qu’il s’appuie sur une adaptabilité accrue du drone à son environnement.

Avantageusement encore, certains modules évolués font appel à des mêmes sous-modules, ce qui facilite la mise en oeuvre de l’unité de commande et facilite une exécution en parallèle de plusieurs modules.

La figure 10 montre un exemple de drone D comprenant différentes composantes matérielles.

L’unité de commande embarqué UC comprend un capteur d’environnement CE et une unité de mémorisation et de traitement des données UM. L’unité de commande embarquée UC comprend également un module d’alimentation en énergie E.

Le drone D comprend une plateforme volante P100 comprenant un autopilote et commandée par l’unité de commande. La plateforme volante P100 comprenant un système de contrôle du vol SV, en communication avec l’unité de commande, et une structure de support P ainsi qu’une unité de propulsion. L’unité de propulsion comprend par exemple des moteurs d’entraînement de plusieurs hélices.

La plateforme volante P peut être à voilure tournante ou à voilure fixe. La plateforme volante comprend également un module d’alimentation en énergie.

En plus du module autopilote AP, la plateforme volante P100 comprend des instruments de vol C tels qu’un GPS, un IMU (« Inertial Mass Unit ») ou une caméra, telle qu’une caméra thermique.

La plateforme volante P100 est ainsi à même d’exécuter des commandes de vol qui lui sont données.

Le système de contrôle du vol SV peut comprendre également un module de communication radiofréquences pour communiquer avec une station centrale, notamment pour permettre, par sécurité, de reprendre les commandes depuis la station centrale, comme expliqué précédemment.

Parmi le ou les capteurs d’environnement on trouve par exemple :

- télémètre ou de type « rangefinder » mesurant une ou plusieurs distances entre le drone D et un objet présent dans l’environnement du drone D, voire plusieurs télémètres couvrant plusieurs les zones autour du drone, - un capteur optique présentant des caractéristiques spécifiques à une mission, voire plusieurs de ces capteurs couvrant plusieurs zones autour du drone,

- un détecteur thermique ou infrarouge, voire plusieurs de ces détecteurs couvrant plusieurs zones autour du drone.

La plateforme volante P100 comprend également un système de transport d’une charge permettant le largage d’une cartouche d’agent extincteur ou le déploiement in situ d’une charge utile telle qu’un instrument de mesure en liaison de communication avec la station centrale.

Un drone D peut ainsi largueur des charges utiles en différents endroits. Encore une fois ce type de mission complexe peut être mise en oeuvre sur la base de moyens techniques, humains et financiers raisonnables.

La figure 1 1 illustre un exemple de séquencement du vol du drone D dans le cas d’une fonction d’atterrissage. Comme il apparaît sur à la figure 1 1 le séquencement du vol réalisé par l’unité de commande UM confère au drone une autonomie importante.

Plus particulièrement la figure 1 1 illustre les relations entre les fonctions mises en oeuvre par l’unité de commande UC et les phases de vol de la plateforme volante P100. Parmi les phases de vol on trouve :

- « Transit » : déplacement du drone D selon une trajectoire prédéterminée ;

- « Approach » : le drone se rapproche de sa destination ;

- « Still Fligth » : vol stationnaire en attendant que des instructions soient données au module autopilote AP.

A l’approche de la zone d’atterrissage, l’unité de commande UC peut par exemple effectuer une analyse de la zone d’atterrissage pour déterminer un point adapté à l’atterrissage du drone D. L’analyse peut par exemple être un balayage du sol effectué à l’aide du capteur d’environnement.

Si l’unité de commande UC identifie un point qui satisfait les critères pour un atterrissage en sécurité, l’unité de commande UC donne des instructions au module autopilote AP pour engager une procédure d’atterrissage également désignée par « Landing ». Pendant cette phase d’atterrissage, l’unité de commande UC peut en outre activer le module d’évitement d’obstacle de sorte à détecter des obstacles imprévus pouvant s’interposer devant dans la zone d’atterrissage. En cas de détection d’un tel obstacle, l’unité de commande UC peut alors prendre la décision d’interrompre la procédure d’atterrissage et de rentrer à la station de base ou de chercher une autre zone d’atterrissage.

Si par exemple durant une phase de recherche d’une zone d’atterrissage, aucun point adapté n’est détecté, l’unité de commande peut déclencher une recherche par balayage du sol. L’unité de commande peut également déclencher un retour à la station de base ou à son point de décollage, après un nombre déterminé de tentatives infructueuses de recherches de zones d’atterrissage. Un mode d’attente d’instructions de la station de base peut également être déclenché par l’envoi à la station de base d’une requête déterminée.

L’unité de commande UC peut également déclencher un atterrissage d’urgence en mode dégradé, par exemple si le niveau de la batterie Batt du drone est trop faible. Dans ce mode dégradé, la zone d’atterrissage peut être sélectionnée, par exemple en fonction de l’inclinaison et de la planéité, mais selon des seuils de tolérance plus grande ou selon le critère des moindres maux.

Le système S de drone comprenant le drone D et la station centrale est également adapté à de nombreuses missions du fait de l’autonomie importante du drone. La mission peut par exemple être poursuivie malgré une interruption temporaire de liaison de données avec la station centrale. Le drone est notamment à même de déclencher des actions pour rétablir cette liaison de données. La mission peut également comprendre des zones partiellement connues à explorer avec un retour d’information à la station centrale.

La figure 12 illustre un exemple de système de drone S comprenant :

- Des éléments destinés au sol 81 ;

- Le drone D ;

- Des moyens de transmission des données 80 ;

- Des outils d’alimentation en énergie 79.

Les éléments 81 destinés au sol comprennent essentiellement une station centrale B. La station centrale B peut comprendre des moyens d’alimentation, des moyens de traitement et mémorisation des données, des moyens de communication avec le drone.

La station de base B permet de récupérer les informations envoyées par le drone D, y compris d’éventuelles requêtes d’instructions si l’unité de commande UC ne peut pas prendre une décision. Un opérateur au sol peut par exemple utiliser la station de base B pour envoyer des paramétrages au drone D.

Le drone D comprend l’unité de commande UC et la plateforme volante P100.

La plateforme volante comprend :

- Un module d’alimentation en énergie E comprenant une batterie Batt et un module de distribution de puissance PdM ;

- Un système de contrôle du vol SV comprenant un module Radio de communication radiofréquences, un module GPS, une unité inertielle IMU, un module autopilote AP, une caméra FLC telle qu’une caméra thermique;

- Une plateforme volante P comprenant une structure mécanique de support Str et des moyens de propulsion Prop.

L’unité de commande UC comprend :

- L’unité de mémorisation et de traitement UM des données de mission et des données issues du capteur d’environnement CE ;

- Un ou plusieurs capteurs d’environnement CE selon la mission

- Un module de transport de charge C,

- Un module Radio de communication radiofréquences, « ground / onboard communication ».

La caméra FLC peut être comprise dans l’unité de commande embarquée UC ou dans l’unité de contrôle du vol SV.

L’unité de commande UC comprend ainsi des modules lui permettant à la fois de s’interfacer avec la plateforme volante P100 et d’interpréter les données acquises notamment par son ou ses capteurs d’environnement CE.

Le système de drone S permet par exemple de mener à terme de façon autonome des missions complexes, sans nécessiter d’intervention de l’opérateur au sol. Les moyens 80 de communication des données comprennent une liaison communication L établie entre une interface de communication au sol GL et une interface de communication en vol AL. Dans la présente description, cette interface de communication en vol est comprise dans l’unité de commande embarquée, sauf indication contraire.

Les outils d’alimentation en énergie 79 comprennent notamment les batteries de la station centrale B. L’unité de commande embarquée est par exemple alimentée en énergie par la batterie de la plateforme volante.

La figure 13 représente un exemple de plan de vol mémorisé pour une mission déterminée. Ce plan de vol est par exemple mémorisé initialement par l’unité de commande embarquée. Le plan de vol comprend par exemple un point de décollage P50, un point d’atterrissage P51 et différents points de passage tels que P49 et P48. Chaque point comprend sa latitude, sa longitude et son altitude. La hauteur est calculée par rapport à un référentiel cartographique. Le profil du vol 47 à différentes hauteurs est également mémorisé. La carte est par exemple présentée en arrière- plan sur la station centrale, lors de l’affichage du plan de vol.

Exemples de cas d’usage

Mission de type intervention sur incendie

Lors des missions du type intervention sur incendie, l’environnement réel est généralement modifié et une éventuelle cartographie de la région utilisée se trouve alors obsolète. Le drone dispose des fonctions lui permettant de s’adapter à la situation en prenant en compte par exemple des paramètres environnementaux pour l’exécution de sa mission.

Le drone S peut en outre être paramétré lors du vol, de manière simple, par exemple en lui signifiant une zone à surveiller. L’opérateur identifie par exemple une zone à risque et transmet au drone les coordonnées de cette zone d’intérêt. L’opérateur communique avec le drone depuis la station centrale en liaison de communication avec le drone. Ce simple paramètre permet au drone d’adapter sa mission en temps réel. L’adaptation est en effet basée en grande partie sur les capteurs d’environnement.

Durant le vol, le drone D détecte en effet son environnement, à l’aide d’un capteur d’environnement, par exemple une caméra thermique, un télémètre laser ou un détecteur infrarouge, ou à l’aide d’un capteur dédié à la détection des terminaux mobiles communicant par radio comme par exemple en WiFi, Bluetooth, GSM, LTE.

L’environnement détecté peut se trouver sous le drone, au-dessus du drone, devant, derrière ou sur les côtés. Les détections effectuées par le drone sont par exemple mémorisées et mises en forme en étant associées à une position géographique correspondante avant d’être transmises à la station centrale. L’opérateur aura par exemple la possibilité d’établir une communication avec les téléphones cellulaires détectés pour demander des informations directement aux personnes sur place.

Le drone revient par exemple à son point de départ une fois la zone de surveillance entièrement couverte.

Les fonctions exécutées par le drone seront par exemple :

- La détection de feux ou départs de feux et le repérage de leur position,

- L’exploitation de données de repérage pour présenter une carte de visualisation des positions des feux ou départs de feux, cette carte pouvant être utilisée ultérieurement par les personnes intervenant au sol,

- Détecter les obstacles et leur nature, comme par exemple les éboulements, les zones d’incendie ou les zones inondées.

Mission de type déploiement d’une charge

Un autre exemple de cas d’usage concerne par exemple le déploiement d’une charge ou l’activation d’une cartouche.

Il apparaît ici que le drone S peut prendre en compte son environnement réel pour accomplir sa mission sans nécessiter un repérage préalable de haute précision. C’est le drone lui-même qui acquiert les données sur le champ des opérations afin de se poser, par exemple sur le toit d’un immeuble.

Le drone S permet un déploiement efficace de façon simplifiée en atterrissant dans une zone inconnue ou connue approximativement. Le déploiement efficace d’une charge ou l’activation d’une cartouche d’agent extincteur nécessite en effet un repérage précis de l’environnement et de la zone d’atterrissage. Le drone D lorsqu’il arrive à proximité d’une localisation de feu, va par exemple détecter et trouver une zone d’atterrissage avec un niveau de sécurité suffisant.

Après l’atterrissage, le drone D active par exemple la charge transportée telle qu’une ou plusieurs cartouches d’agent extincteur.

On peut ensuite prévoir un vol du drone jusqu’à son point de décollage ou jusqu’à un autre point prévu pour son atterrissage.

Détection de gaz toxique

Un autre exemple concerne la détection par le drone D de gaz toxiques formant par exemple un nuage. Certaines usines ont en effet un besoin de détection de nuages toxiques pouvant se former à partir de leur site d’implantation. Le système de drone permet de réaliser simplement et à moindre coût ce type de mission. Ce type de détection de nuage toxique peut être réalisé de façon préventive ou en cas d’accident sur le site.

Le drone D comprend par exemple en mémoire une zone de surveillance où un nuage toxique est susceptible d’être présent. Ces données représentatives d’une zone d’exploration géographique peuvent être programmées en même temps que la mission ou actualisées en temps réel par la station centrale, via une liaison de communication AL établie avec le drone. L’opérateur peut confirmer l’exécution de la mission après accusé réception d’une mise à jour des données d’exploration géographique.

Le drone utilise par exemple un ou plusieurs détecteurs CE durant son vol pour évaluer son environnement. Le ou les capteurs d’environnement CE utilisés sont par exemple des capteurs optiques exploités pour détecter de la fumée opaque ou une couleur spécifique à un nuage toxique voire des sondes de détection de composant chimiques et notamment des gaz toxiques. Une telle sonde sera par exemple maintenue à distance du drone pour limiter les perturbations aérodynamiques générées par le drone. Lors de la détection des éléments recherchés, les données représentatives de l’environnement sont par exemple stockées en mémoire, en correspondance avec des données de positionnement. Les données de positionnement du drone comprennent par exemple la latitude, la longitude et l’altitude ainsi que les inclinaisons du drone. La mémorisation des données d’environnement n’intervient ainsi que pour les zones d’intérêt. L’unité de commande peut également ralentir son allure, voire faire de courtes pauses, pour un examen plus précis de son environnement, avant de reprendre une allure plus rapide hors des zones remarquables.

Si un feu est détecté par le drone, ce dernier intervient alors sur le feu.

La détection d’un nuage de fumée ou d’une source de chaleur peut également constituer la détection d’un obstacle pris en compte par le drone réalisant alors une manoeuvre d’évitement.