Le marché des drones : jalons et débouchés (2ème partie)

29/08/2017
Publication REE REE 2006-7
OAI : oai:www.see.asso.fr:1301:2006-7:19702
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Le marché des drones : jalons et débouchés (2ème partie)

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r L'articl -9 i n vit é)> Le marché des drones : jalons et débouchés L'article invité > Le marché des drones : jalons et débouchés < 2èmepartie basede donnéesradar fournies au pilote selon 3 niveaux de fonctions d'anti-abordage en vol) et commencent à mettre en place dans le cadre de l'ATM des dispositifs d'aide à la séparationdesavions comme l'ADS-B " (équi- pement de localisation par satellites et diffusion de sa position par l'avion porteur à tout autre ADS-B environ- nant). L'objectif global devra respecter, dans le cas d'une collision avec un avion de transport, la valeur standardde 10-'/heurede vol. L'avènement de l'ATM à l'horizon 2015, qui automa- tise la réponse des aéronefs en termes de trajectoires requisespar le contrôle aérien, devrait permettre une inté- gration aisée des drones dans la circulation aérienne générale et le contrôle des espacements. Les mini drones et les drones miniatures échappent à la plus grande partie de la réglementation dans la mesure où ils sont légers (moins de 25 kg) et volent en dessous des altitudes autoriséespour les trafics militaires (100 m) et civils (150 m). 2.3. Formation Il n'y a pas aujourd'hui de formation reconnue adap- tée aux drones. Il convient donc d'envisager une forma- tion de basecommune pour les opérateursde drones. Cette formation pourrait être voisine de celle d'un contrôleur aérien qui, dans la pratique journalière, a un rôle similaire (surveillance de l'espace aérien et envoi d'ordres de haut niveau au pilote par liaison hertzienne), mais avec, pour les opérateurs de drones, un niveau de responsabilité spécifique. Elle serait suivie de deux autres formations : . la formation à l'appareil, . la formation à la mission. 2.4. Responsabilitécivile et pénale de l'opérateur On notera que, sansêtre réellement le pilote du drone, l'un des opérateurs en assume les responsabilités de « commandant de bord ». Le règlement de la circulation aérienne (RCA et RCAM) souligne que, pour les aéro- nefs sans pilote, les responsabilités de commandant de bord sont assuréespar la personne qui met en oeuvrele système. De ce fait, celle-ci endossel'éventuelle respon- sabilité civile et pénale des accidents, ce qui renforce l'importance de la qualité de sa formation et impose le formalisme de la qualification. En conclusion, aujourd'hui seul le déploiement de dronesde petite taille est possible, celui de tous les autres ne le sera qu'à la sortie d'une réglementation (attendue vers 2010), à l'exception des drones militaires volant dansdes espacességrégés.De nombreux acteurs, en par- ticulier les sociétésde services,envisagentl'utilisation de plates-formes optionnellement pilotées pour satisfaire les besoins tactiques mixtes (utilisation en espace ségrégés ou non, selon zone et affectation militaire ou civile) en attendant. 3. Autres points techniques à fort impact opérationnel 3.1. Décollage - atterrissageautomatique La capacité de décoller et atterrir automatiquement multiplie par 2 à 3 la disponibilité opérationnelle desdro- nes (par exemple le Hunter B par rapport au Hunter his- torique passede 100jours à 300 jours d'emploi possible dans nos zones climatiques). Cette automatisation du pilotage diminue le taux d'accidents dans cesphasescri- tiques et permet desvols par tout temps et de nuit. En son absence,cesphases sont faites par un pilotage à vue type aéromodélisme, le pilote ne disposepas des informations temps réel, d'attitude et deposition en approche,suffisan- tes et il réagit souvent trop tard en présencede perturba- tions irréulières. 3.2. Back-officeinterface équipe - machine Un systèmede drone est géré au sol par une équipe de plusieurs personnesqui doivent secoordonner de manière efficace face au flux temporel d'informations et d'évène- ments du fait que le vecteur continue à voler. Par ailleurs, la complexité desprocéduresaérienneset de mise en oeuvredes charges utiles peut encourager un soutien de l'équipe par une supervision automatisée des enchaînements (procédures, solutions de sauvegarde, etc.). Il s'agit de la notion de « workflow temps réel » qui vient aussi faciliter et réduire la durée de la phase d'ap- prentissage de la prise en main des systèmespar les opé- rateurs, lesquels ont moins à mémoriser les procédures, souvent complexes. Ceci s'accompagne d'une réduction des risques d'origine humaine, aujourd'hui à la source de la majorité des crashes, même en opération militaire (comparé à l'attrition due au camp adverse). 3.3. Plug and Play Les systèmesde drones présententdes exigences pro- chesde celles dessystèmesd'information : adaptabilité à la variété des missions, d'une part, et adaptabilité aux technologies disponibles, d'autre part. Il est donc essen- 3 4 ATM"Air TrafficManagement". ADS-B"AutomaticDependentSurveillanceBroadcast". RCA/RCAMRèglementdelaCirculationAérienne/Règlementde laCirculationAérienneMilitaire. REE No 8 Septembre2006 > L'article invité > Le marché des drones : jalons et débouchés < 2ème partie tiel de construire des systèmes capables des évolutions voulues ou subies. En particulier, la pérennité du système doit être préservée face à l'obsolescence des composants électroniques et des logiciels. Les axes identifiés de façon à diminuer la sensibilité à ce phénomène sont : . l'isolement des développements informatiques en couches - base matérielle, middleware (outils cou- vrant les fonctions de service), logiciels fonctionnels et de configuration - autorisant des remises à jour indépendantes, . la modélisation générique des composants, . la modularité des architectures. Seule une architecture ouverte, non -propriétaire', per- met une conception modulaire, qui facilite l'évolutivité du système, mais également le partage des activités de développement en coopération (ou multi partenaires) et d'intégration et l'utilisation de modules existants sur « étagère » (particulièrement des modules logiciels). 4. Coûts patrimoniaux des systèmes Une évaluation des coûts moyens d'acquisition des systèmes complets - avec charges utiles, station (s) sol de contrôle et dépouillement, moyens de transmissions dans les deux sens - est proposée dans le tableau 1 ci-dessous selon des hypothèses hautes et basses : e pour les drones de petite taille, le volume est direc- tement dépendant du prix de base, . pour les drones tactiques, le prix moyen est fonction de la proportion de drones à voilure tournante plus couteux, . pour les gros porteurs de longue endurance, le besoin estimé en volume est peu sensible au prix, en revanche la richesse de l'équipement en traitement et charges utiles influe fortement sur l'assiette de coût. Dans tous les cas, le choix d'une plate-forme existante - aéromodèles, planeurs motorisés (planeur sur lequel un moteur léger a été ajouté) ou ULMs rigides de voyage (catégorie d'avion dispensée de certification sous réserve de capacité d'atterrissage à très faible vitesse et de limita- tions en masse) et avions d'affaires, respectivement - est susceptible d'introduire des réductions importantes de coûts d'acquisition et de maintenance. La très large plage de vitesse des ULMs hypersustentés intervient à la baissex sur le prix des charges utiles électro-optiques. Le tableau 1 propose une estimation du besoin à terme (une vingtaine d'années) en nombre de vecteurs aériens déployés en Europe, ce qui permet de proposer une esti- mation grossière de flux annuel de chiffre d'affaire (CA), sachant qu'en réalité, les contrats d'acquisition se feront par paquets aux niveaux nationaux ou européens. L'évaluation est ramenée par vecteur - indicateur propor- tionnel à la surface au sol à traiter - et non par système, car chaque constructeur peut choisir le nombre de vec- teurs qu'il met dans un système. Le taux d'attrition est pris au sens large, il se rapporte Hypothèses aveccharges utiles Référencéparvecteur,horizon à 20 - 30ans Prixobjectif Prixobjectif institutionnels institutionnels 'riches''durs' 7000MAV 4000 7000 900 tactiqueopportuniste donthélicoptèreet MALE- 4000000 1500000 550 MALE+ etgrosporteur -50 000 000 25-0-00-000 65LE- Uolume Uolume cas cas 'riches''durs' 90000 30000 500 50 A étaler sur 10 ans, à partirdel'ouverture dumarché,enG&Euro; Gisement Gisement Taux cas cas d'attrition'riches''durs' 1,5 1,2 1,05 1,98 6,16 4,713 1,155 2,1 1,813 Tableau 1. Estitnation des besoins futurs en nonibre de vecteurs aériens. au pourcentage rendu inutilisable chaque année et donc à remplacer. Les chiffres ne comportent pas les frais de maintenance et de services. Ces hypothèses conduisent à un flux moyen de CA de 1 GCpar an pour ce domaine à l'horizon 2020. Les estimations sont proposées sous réserve d'arrivée d'une réglementation dans les délais espérés (ouverture des marchés 2010 pour MAV (mini et micro) - 2015 pour gros porteurs - 2020 pour tactiques). 6 7 Sanslimitation liéeà desdroitsdepropriétéde façonà permettredesmisesenconcurrenceréellessurleséquipementstoutenimposantl'utilisa- tion decesstandards. ULM "Ultra Light Motorized". La vitessela plusbassepermetdesprisesdevued'excellentesqualitésavecdu matérielmoinscheret de la mêmemanièrela vitessela plusélevée accroîtla précisionde l'antennesynthétiquedu SARà coûtréduit. MAV "Micro Aerial Vehicle" ; pour simplifier, lesauteursont réunisouscevocablela populationdesmini et desmicro,alorsq'en fait lesMAV nefont référencequ'auxdronestrèsminiaturisésdansla littérature. REE No 8 Septembre2006 > L'art ici e t sji n vit é) > Le marché des drones : jalons et débouchés < 2ème partie 1 2 3 4 5 Niveaux d'interopérabilité Capacité de recevoir en temps diff éré, via les C31/C41, les informations d'un drone Réception des donn ées en temps réel Gestion du vol par le service de mise en oeuvre et télécommande de la charge utile d'un système avec la station sol du client Gestion trajectoire et charge utile bascul ée sur la station sol du client Récupération en mode d égrad é par le client Tableau2. Les concepts d'opérabilité. 11 er 1 Il , ;1111, , 11 -1, : standards d'interopérabilit' Images temps différé -, " Image temps réel Charge utile - prestataire ignoreZD Plate-forme - service inter-coalisés Achat patrimonial Tableait 3. Les achats de service. 5. nteropérabi) ité - Mode d'acquisition Les américains sont les premiers à avoir introduit les concepts d'interopérabilité pour les drones selon un stan- dard développé par l'OTAN, cf. tableau 2. A titre d'exemple avec un système régi sous le niveau 3 une société de service peut mettre en vol et contrôler la trajectoire de l'aéronef selon la demande préprogrammée du client, les données de charge utiles étant traitées direc- tement par le client sans que son prestataire ait besoin d'en connaître. Dans le cas où l'aéronef doit pouvoir être contrôlé par le client pour effectuer une trajectoire d'op- portunité (chasse d'un trafiquant en mer), le niveau 4 est préférable. Il en découle les différentes options d'achat de servi- ces, cf. tableau 3 6. Conclusions Les projections de marché des drones prévoient unee part de marché civil importante en synergie avec l'emploi par les militaires, à l'exception du secteur des UCAV (drones de combat). Les gros porteurs ne pourront être mis en service de manière efficace et rentable que si les services utilisateurs civils fédèrent leurs besoins. Les ministères civils préfèreront le plus souvent avoir recours à des prestataires de service pour la mise en oeuvre du vecteur et sa maintenance, se réservant l'usage confiden- tiel des charges utiles et de leurs données. L'ouverture des marchés des drones des deux catégo- ries supérieures est subordonnée à la levée de verrous réglementaires. Seuls les drones de faible taille à usage individuel ou semi-individuel peuvent être déployés dés REE No 8 Septembre2006 r L'articl -9 i n v ! t e > Le marché des drones : jalons et débouchés < 2ème partie maintenant sous réserve qu'ils cadrent avec les exigences de performances et de coût des utilisateurs. e 5 Catherine Fargeon, ingénieur SupAéro, docteur-hgënieur en Automatique et Systèmes, ingénieur au ministère de la défense (responsablestratégie technique à l'international et coordonnateur nationalde CapTechauprès de IAED2005-2006,directeur pour la Francedu programme de R&T avionsde combat pilotésou non à 6 nations 2003-2004,responsabledu domaine technique des drones 1998-2002),experttechniqueauprèsdes institutions civiles,notam- ment de la Commission Européenneancienprofesseurde grandes écoles d'ingénieurs (ENSTA,SUPELEC, EMSST) et enseignant ponctuel d'université (Villetaneusel. François Lefaudeux est ingénieur général de l'armement en deuxième sectlon. II a été adjoint au délégué général pour l'arme- ment, inspecteurdes constructionsnavaleset inspecteur de ! a délé- gation généralepour l'armement. II a termlné sa carrière active au conseil généralde l'armement, centre de réflexion à la disposition du ministre de la défense Ilcontinueà travaillerpour cet organisme comme co-présidentavec Catherine Fargeond'une étude sur les applicationsde sécuritédes drones à l'échelle européenne. FrançoisLefaudeuxestaussi membrede l'académiedes technologies. Annexe Tout l'espace est-il contrôlé ? Non, l'espace aérien n'est qu'en partie contrôlé. Il est divisé au niveau national en 5 régions de responsabilité, une pour chaque CRNA, ce sont les FIR Marseille, Bordeaux, Brest, Paris et Reims. La FIR va de la surface (SFC) au FL 195 (i.e 19500ft). Au-dessus on trouve l'espace supérieur : l'UIR (du FL 195 à illimité). Dans cet espace aérien, seules des portions d'espace sont contrôlées. Il s'agit notamment de : LTA (FL 115 à 195), de classe D UTA (FL 195 à 660), de classe A IFR : Instrument flight rules : règles de vol aux instru- ments permettant au pilote, avec l'aide de ses instruments et du contrôle aérien, de : . maintenir l'avion dans la configuration de vol (attitude, vitesse) . suivre une trajectoire imposée par les organismes de cir- culation aérienne (séparation d'avec le relief, les obsta- cles et les autres avions) . respecter la réglementation et les procédures VFR : Visual flight rules : règles du vol à vue respectant certaines conditions de visibilité et de distance horizon- tale et verticale par rapport aux nuages ; on parle aussi de conditions VMC (Visual Meteorological Conditions) par opposition avec vol IFR AMSL : above mean sea level : altitude relative au niveau moyen des mers Autres espaces contrôlés communs : CTR : zone à la verticale de certains terrains. Le plus souvent de classe D ou E TMA : zone plus importante contrôlée pour protéger les trajectoires de départ et d'arrivée des vols contrôlés. Supervise souvent une CTR et débouche sur le réseau d'AWY AWY : Voie aérienne de l'espace inférieur. Garantit à celui qui l'emprunte le bénéficie du service de contrôle, si c'est bien sûr un vol contrôlé Glossaire CRNA FIR UIR LTA UTA EAC EANC CTR TMA AWY VMC Centre en Route de la Navigation Aérienne Flight Information Region Upper Information Region Lovver Traffic Area UpperTraffic Area Espace Aérien Contrôlé l'inverse... Control Region TerMinal Area Airway (voie aérienne de l'espace inférieur) VFR Meteorological Conditions Classes d'espace (présentation succincte) En 1992, !'OACi a uniformisé l'appellation des différents espaces aériens (contrôlés ou non), répartis en différentes classes qui cor- respondent à différents niveaux de service rendu ainsi qu'à diffé- rentes conditions de respect des conditions VMC (autorisant le vol VFR) Par ordre de service décroissant, ces classes d'espace sont A, B, C, D, E, F et G. Espaces contrôlés A : VFR interdit B : · Espacements assurés : IFR/IFR VFR/VFR et VFR/IFR . Conditions VMC. hors des nuages et 5 km de visibi- lité horizontale (8 km au dessus du FL 100) . Contact radio et clairance : obligatoires · VFR Spécial : la visibilité en vol doit au moins être égale à la plus élevée de ces 2 valeurs : 1500 mètres (avions), 800 mètres (hélicos) ou distance parcourue en 30 sec de vol C :'Espacements assurés :) FR/ ! FR et VFR/IFR . Information de trafic : VFRNFR . Conditions VMC. 300 m verticalement et 1500 m horizontalement/nuages et 5 km de visibilité horizon- tale (8 km au dessus du FL 100) . Contact radio et clairance : obligatoires a Vitesse : 250 kts maxi sous le FL 100 a VFR Spécial : la visibilité en vol doit au moins être égale à la plus élevée de ces 2 valeurs : 1500 mètres (avions), 800 mètres (hélicos) ou distance parcourue en 30 sec de vol REE N 8 Septembre2006 D Espacements assurés IFR/IFR et VFR spécial/IFR . Information de trafic : VFR/VFR et IFRNFR . Conditions VMC : 300 m verticalement et 1500 m horizontalement/nuages et 5 km de visibilité horizon- tale (8 km au dessus du FL 100 . Contact radio et clairance : obligatotres *Vitesse : 250 kts maxi sous le FL 100 . VFR Spécial. la visibilité en vol doit au moins être égale à la plus élevée de ces 2 valeurs : 1500 mètres (avions), 800 mètres (hélicos) ou distance parcourue en 30 sec de vol Espacements assurés : IFR/IFR etVFR spéciai/iFR · Information de trafic : VFR spécial/VFR spécial Conditions VMC : 300 m verticalement et 1500 m horizontalement/nuages et 5 km de visibilité horizon- tale (8 km au dessus du FL 100 . Contact radio et clairance : pas exigés sauf VFR spécial . Vitesse. 250 kts maxi sous le FL 100 e VFR Spécia doit au moins êtreVFR Spécial : la visibilité en vol doit au moins être égale à la plus élevée de ces 2 valeurs : 1500 mètres (avions), 800 mètres (hélicos) ou distance parcourue en 30 sec de vol Espaces non contrôlés F : (dit « à service consultatif ») . Espacements assurés : aucun . Information de trafic : non . Conditions VMC. 300 m verticalement et 1500 m hori- zontalement/nuages et 5 km de visibilité horizontale (8 km au dessus du FL 100). Sous la surface « S ». hors des nuages, en vue du sol, la visibilité en vol doit au moins être égale à la plus élevée de ces 2 valeurs : 1500 mètres (avions), 800 mètres (hélicos) ou distance parcourue en 30 sec de vol . Contact radio pas exigé, pas de clairance . Vitesse. 250 kts maxi sous le FL 100 G : Identique que classe F, sauf qu'il n'y a pas forcément d'organisme consultatif (d'Info de vol) Remarques 1) Surface « S » : le plus élevé des deux niveaux suivants : 3000 pieds AMSL ou 1000 pieds ASFC 2) VFR spécial : quand les conditions météo sont peu clémentes, il existe tout de même un minimum à respecter afin de pou- voir évoluer en VFR dans un EAC, ce sont les conditions « VFR spécial » 3) Seules les classes A, D, E et G sont présentes en France 4) La classe E est une aberration puisqu'elle permet à n'importe quel VFR d'y croiser sans contact radio des IFR contrôlés. Dès lors comment garantir la sécurité, le principe du « voir et évi- ter » étant seul garant de l'anti-abordage pour un IFR auquel le contrôle délivrera des infos de trafic... sur les seuls VFR ayant eu la bonne idée de contacter ou ayant un transpondeur en marche ! REE NO 8 Septembre2006