Altran et l'Upssitech automatisent l'inspection des pylônes électriques par drone

Pour faciliter l'inspection des milliers de pylônes du réseau électrique français, la société d'ingénierie Altran a mobilisé les étudiants-ingénieurs de l'Upssitech de Toulouse. Objectif : développer un système automatisé par drone. Les premiers résultats, réalisés sur un démonstrateur, ont été présentés le 26 février.

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Altran et l'Upssitech automatisent l'inspection des pylônes électriques par drone
Les 20 étudiants ingénieurs de dernière année de la filière Systèmes Robotiques et Interactifs (SRI) de l’Upssitech et leur professeur Frédéric Lerasle, présentent leur projet NAAVI.

« Altran nous a approché avec un besoin très spécifique : développer un nouveau concept d'inspection automatisée des pylônes électriques par drone », explique Louis Dhellemmes, étudiant-ingénieur, en préambule de la toute première présentation des résultats du projet, le 26 février à Toulouse.

Baptisé NAAVI, pour Navigation Autonome Aérienne et Visio Inspection, ce projet a pour objectif d'automatiser des tâches d'inspection qui nécessitent actuellement des campagnes de prises de vues réalisées par hélicoptère et du contrôle visuel effectué sur site par des équipes d'opérateurs. Pas une mince affaire, quand on sait que le seul réseau électrique français totalise près de 100 000 km de lignes aériennes à haute et très haute tension. « Pour faciliter les opérations d'inspection, nous nous sommes orientés vers un drone associé à un système de captation, de traitement et d'analyse d'images », souligne Philip Loucopoulos, chef de projet chez Altran Sud-Ouest. A la clef : une réduction des risques encourus par les opérateurs et une réduction des coûts pour le gestionnaire du réseau.

Une mobilisation de 6 mois

Pour développer ce projet, Altran a choisi de s'adresser aux 20 étudiants ingénieurs de dernière année de la filière systèmes robotiques et interactifs (SRI) de l’Upssitech, l'école d'ingénieurs de l'UPS (Université Paul Sabatier), à Toulouse, dans le cadre d’un projet de grande envergure (PGE). Pendant 6 mois, toute la promotion s'est mobilisée autour du projet et s'est structurée en équipes, sur le mode «mini-entreprise » pour répondre au cahier des charges du client. « Ce dispositif pédagogique original permet de placer nos étudiants dans un contexte professionnel et de mobiliser leurs compétences sur le plan technologique, mais aussi en matière d'organisation et de gestion de projets », précise Frédéric Lerasle, professeur à l'UPS, chercheur au Laas-CNRS et responsable de la filière SRI.

La mission confiée aux étudiants était exigeante : il leur a fallu construire un système embarqué sur drone capable de reconnaître le type de pylône à traiter, d’effectuer une navigation tout autour pour en récolter des photos, de les analyser et de détecter les éventuels défauts. Les tests de faisabilité se révèlent aujourd'hui concluants.

Des essais sur un modèle réduit

Les élèves-ingénieurs ont dévoilé les résultats obtenus sur un premier démonstrateur : la faisabilité des opérations a été testée grâce à un modèle réduit de pylône, au 1/50ème. Le drone a quant à lui été remplacé dans le cadre de ce démonstrateur par un robot mobile Tiago, de la société espagnole Pal Robotics. Doté d'un système de navigation sophistiqué et d'un bras d'une portée d'1,80 mètre, il permet au système de reconnaissance de se déplacer librement autours du modèle réduit et de simuler ainsi la trajectoire du futur drone.

Pour la détection et la reconnaissance, l'équipe a proposé une solution globale embarquée associant un mini-ordinateur muni d'une carte graphique, une caméra stéréoscopique ZED - permettant d'apprécier la profondeur - et un lidar pour l'acquisition des images. L'ensemble permet d'effectuer les prises de vue en phase d'approche, ainsi qu'une reconnaissance du type de pylône pour établir une trajectoire adaptée d'inspection.

Les images seront ensuite récupérées et traitées grâce à des méthodes d'apprentissage automatique, avec l'utilisation du système de reconnaissance d'images YOLOv2. Pour leur mission, les étudiants-ingénieurs se sont concentrés sur la détection de trois types de défauts bien identifiés : la présence de nids d'oiseaux, la reconnaissance d'isolateurs défectueux et de points de rouille.

Vers d'autres applications

Reste maintenant à changer d'échelle. Le projet étudiant est arrivé à son terme, mais le groupe d'ingénierie ne compte pas en rester là. « Nous devons maintenant passer à la phase prototype avec drone, pour continuer à évaluer les performances des solutions et apporter de la robustesse à l'ensemble du système » précise Philip Loucopoulos.

Une bonne nouvelle pour l'Upssitech : 4 étudiants de sa filière SRI devraient être associés à cette prochaine étape, cette fois dans le cadre de leur stage de fin d'études. D'autant que d'autres applications sont déjà dans les tuyaux. « L'inspection de pylônes électriques n'est qu'un cas d'usage parmi d'autres, nous travaillons aussi sur de l'inspection d'aérostructures, de navires et de voies navigables », insiste Philip Loucopoulos, par ailleurs en charge du projet ARMADA (Advanced Reseach for Modern Aerial Drone Applications), un grand projet de recherche et développement conduit en interne chez Altran autour de l’évolution des drones et de leurs applications.

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