Expérimentation de drone pour la réalisation de travaux TST en HTA

21/10/2017
Auteurs : Thibaut Wagner
Publication REE REE 2017-4 Dossier ICOLIM
OAI : oai:www.see.asso.fr:1301:2017-4:20632
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Expérimentation de drone pour la réalisation de travaux TST en HTA

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ICOLIM DOSSIER 2 82 ZREE N°4/2017 Expérimentation de drone pour la réalisation de travaux TST en HTA Thibaut Wagner ENEDIS France - Thibaut.wagner@enedis.fr Utilisation d’un drone pour l’examen des ouvrages préalable au Travail sous Tension : enjeux et risques Contexte réglementaire des TST HTA La pratique des TST HTA en France est réglementée par les Conditions d’Exécution du Travail [1], qui imposent un dis- positif d’inspection préalable des ouvrages en deux temps : s ,ORS DE LA PRÏPARATION DU TRAVAIL LE PRÏPARATEUR INSPECTE l’ouvrage siège du travail ainsi que les portées et les sup- ports adjacents à l’aide de jumelles depuis le sol. s ,EJOURDESTRAVAUX SOUSLARESPONSABILITÏDUCHARGÏDETRA- vaux, cette inspection est reproduite, puis complétée par un examen approfondi réalisé par les opérateurs à l’aide d’un MIROIRlXÏAUBOUTDUNEPERCHEISOLANTEMANIPULÏEDEPUIS LEBACDUNENGINÏLÏVATEUROULEHAUTDUSUPPORTlGURE  Ce second examen peut également être réalisé à l’œil nu depuis un engin élévateur à bras isolant. #EPROCESSUSDEXAMENVISEÌASSURERAUCHARGÏDETRAVAUX que l’ouvrage résistera aux efforts mécaniques exercés lors du travail sous tension, c’est-à-dire qu’il ne présente pas de « points douteux ». La notion de point douteux est encadrée par les Conditions d’Exécution du Travail, et complétée par des Instructions Particulières sous la responsabilité des employeurs et sur recommandation du Comité des Travaux sous Tension. ,ESCHARGÏSDETRAVAUXETLESPRÏPARATEURSDISPOSENTAINSI s $ERÒGLESPERMETTANTDEQUALIlERUNCONDUCTEURDÏTÏRIORÏ comme point douteux ou non en fonction de sa section et de sa nature s $UNELISTEDÏTAILLÏEDEMATÏRIELSIDENTIlÏSCOMMESUSCEP- tibles d’être défectueux s $ELEURPROPREJUGEMENTETEXPÏRIENCENOTIONiDACCES- soires inadaptés ou mise en œuvre de manière incorrecte » ;= ÏTAT DUSURE DES OUVRAGES PARTICULARITÏS HISTORIQUES locales,… ,ESRETOURSDEXPÏRIENCEVIENNENTENRICHIRLACOMPLÏTUDE DELEXAMENDESOUVRAGES!INSILEXAMENAUMIROIRHISTORIQUE- ment pratiqué sur l’ouvrage siège du travail est devenu dans Figure 1 : Exemple d’utilisation du miroir [2]. Pour éviter tout risque de rupture mécanique de la ligne HTA lors d’une opération de maintenance en travail sous tension, les Conditions d’Exécution du Travail (CET) imposent des inspections visuelles de la ligne, lors de la visite effectuée pour la préparation du travail et lors du démarrage du chantier. Cette inspection est habituellement menée sur une zone délimitée par les poteaux adjacents à la zone de travail, depuis le sol, en utilisant des jumelles et avec des perches équipées de miroirs grossissants. Cette inspection demande un temps important, du fait de l’obligation d’installer des moyens d’ascension, pour un résultat qui ne garantit pas la détection de tous les risques de défaillance mécanique. Le développement des drones dotés de capacités de visualisation offre l’opportunité d’améliorer cette inspection car : s ,ESOUTILSMODERNESPERMETTENTDEPARTAGERLESIMAGESENTREPLUSIEURSOPÏRATEURSDEPUISLESOL VOIREAVECDESEXPERTSDIS- tants, et ainsi d’avoir une meilleure analyse des risques. s ,EGAINDETEMPSAPPORTÏPARLUTILISATIONDUDRONEPASDEMOYENDASCENSIONÌINSTALLER PERMETÌLOPÏRATEURDECONSACRER plus de temps à l’inspection. s 'RÊCEAUDRONE ILNYAPLUSBESOINDAPPORTERSURLETERRAINDESÏQUIPEMENTSPOUVANTENDOMMAGERLAVÏGÏTATIONETLESCULTURES Cet article présente les choix techniques effectués par ENEDIS pour le développement d’un drone économique, respectant les normes et les réglementations les plus exigeantes, de façon à garantir la sécurité des biens et des personnes. Un prototype est en expérimentation depuis septembre 2016. RÉSUMÉ MOTS CLÉS : travaux sous tension, drone REE N°4/2017 Z 83 Expérimentation de drone pour la réalisation de travaux TST en HTA certains cas obligatoire sur les supports adjacents suite à des ruptures de conducteurs au cours de travaux sous tension. Les Conditions d’Exécution du Travail intègrent cette évolution de- puis octobre 2014, avec un contrôle obligatoire des supports adjacents lorsque ceux-ci sont équipés de connecteurs dits « à volet » et pour les sections de conducteurs inférieures ou ÏGALESÌ MM¶DANSLECASGÏNÏRALHORSCONDUCTEURSEN CUIVRE ,AlGUREMONTREUNEXEMPLEDEDÏTÏRIORATIONDUN conducteur sous ce type de connecteur. L’enjeu majeur de la maîtrise des risques pour les opéra- teurs travaillant sous tension entraîne donc des procédures d’examen des ouvrages de plus en plus exigeantes et de plus ENPLUSCHRONOPHAGES $E PLUS LA DÏCOUVERTE DUN POINT DOUTEUX LE JOUR DE l’intervention impose la réparation ou le renforcement de ce dernier avant de réaliser l’intervention prévue, et donc UN ALLONGEMENT NON PLANIlÏ DU CHANTIER QUI ENTRAÔNE DES contraintes d’organisation de l’activité et des coûts supplé- mentaires. Enjeux et risques de l’examen des ouvrages : intérêt du drone ,E PARAGRAPHE PRÏCÏDENT PERMET DIDENTIlER LES ENJEUX liés à l’examen des ouvrages préalables aux Travaux sous Tension : s -AÔTRISEDESRISQUESLIÏSÌLASÏCURITÏDESOPÏRATEURSETDES tiers pendant les opérations sous tension s -AÔTRISEDESCOßTSPARLAPRÏVISIONAUPLUSJUSTEDESMOYENS MISEN“UVRELEJOURDUCHANTIER L’atteinte de ces deux objectifs requiert une qualité élevée ETLEXHAUSTIVITÏDELEXAMEN,ESPRATIQUESACTUELLESREPOSENT SURLESFACTEURSHUMAINSSUIVANTS s#ONlANCEENTREPRÏPARATEURETCHARGÏDETRAVAUX s #ONlANCEENTRECHARGÏDETRAVAUXETOPÏRATEURRÏALISANTLA VISITEAUMIROIR s #OMPÏTENCES INDIVIDUELLES  CHAQUE OPÏRATEUR SOUS TEN- sion doit être capable de faire preuve d’une connaissance suffisante des règles, de capacité d’observation et d’analyse GARANTISSANTLEXHAUSTIVITÏDELEXAMENPOURLECOMPTEDE l’ensemble de l’équipe. $ÒSLORSLESCHARGÏSDETRAVAUX RESPONSABLESDELINTÏGRITÏ PHYSIQUEDELEURÏQUIPEETDELARÏALISATIONDUCHANTIERDANS le temps imparti, sont régulièrement amenés à s’interroger sur la qualité du travail du préparateur et l’absence de sur- PRISEÌLARRIVÏESURLECHANTIERAINSIQUESURLESCOMPÏTENCES DESOPÏRATEURSQUIVIENNENTDACHEVERLEURFORMATIONETQUI n’ont parfois jamais vu de points douteux sur un réseau réel à l’aide d’un miroir. L’utilisation d’une caméra embarquée sur un drone semble lever ces doutes et répond tout à fait à l’enjeu de l’amélioration de l’examen des ouvrages tout en apportant des gains considérables par rapport aux pratiques actuelles. Amélioration de la Prévention et sécurité s Qualité de l’examen des ouvrages : le partage et l’enregis- trement d’image permet de valider collectivement la qualité DELEXAMENDELOUVRAGE$EPLUSLATECHNOLOGIEACTUELLE PERMETUNETRANSMISSIONENDIRECTEENHAUTEDÏlNITIONET SURUNCHAMPLARGE CEQUICONSTITUEUNENETTEAMÏLIORATION PARRAPPORTÌLOBSERVATIONSURUNMIROIR$AUTRESAPPORTS TECHNOLOGIQUESPEUVENTÏGALEMENTÐTREENVISAGÏSCAMÏRA THERMIQUEETTRAITEMENTDIMAGEDAIDEÌLADÏCISIONNOTAM- ment. Enfin, les supports adjacents bénéficieront d’un exa- men approfondi systématique, et plus seulement réservé à des cas particuliers. Figure 2 : Conducteur cuivre détérioré sous un connecteur de type C. Figure 3 : Exemple d’image transmise au télépilote. ICOLIM DOSSIER 2 84 ZREE N°4/2017 s Professionnalisation des équipes : l’enregistrement sys- tématique des examens d’ouvrage permet de constituer une base de données permettant de former les interve- nants sur le mode de la simulation. s Réduction des risques liés aux travaux en hauteur : l’uti- lisation d’un drone évite l’ascension des supports adjacents DANSLESCASOáCELAESTAUJOURDHUINÏCESSAIRE Amélioration de la performance s Qualité de la préparation du travail : l’utilisation d’un drone dès la préparation permet un examen approfondi qui NESTAUJOURDHUIRÏALISÏQUELEJOURDELINTERVENTION ALORS qu’une équipe complète s’est déjà déplacée. La détection de points douteux en amont permet d’ajuster les moyens nécessaires en temps et en nombre au plus juste. s Gain de temps :,EXAMENDELOUVRAGEREQUIERTAUJOURDHUI le déplacement à pied vers les portées adjacentes, voire d’un engin pour y réaliser une visite au miroir. Les équipes doivent de plus attendre une Autorisation de Travail Sous Tension, permettant l’accès au réseau, avant d’entreprendre une visite miroir. L’utilisation du drone permet de réaliser l’examen complet de l’ouvrage, sans accès au réseau et en quelques minutes, pendant que le reste de l’équipe prépare par exemple le matériel. Amélioration de la satisfaction des clients L’utilisation d’un drone évite le passage à pied ou à l’aide d’engins générant souvent des dégâts dans des terrains pu- blics ou privés. Le coût des remises en état des terrains ou des cultures est donc réduit. $E PLUS LUTILISATION DE TECHNOLOGIES DE POINTE UTILISANT une source d’énergie peu carbonée répond aux enjeux socié- TAUXDAUJOURDHUI Risques L’utilisation d’un drone requiert des qualifications et des connaissances nouvelles pour les équipes pratiquant les Travaux Sous Tension. Cette pratique comporte donc un cer- tains nombre de risques qu’il convient de maîtriser. s Sécurité des utilisateurs et des tiers : les drones utilisent DESHÏLICESTOURNANTÌPLUSIEURSMILLIERSDETOURSPARMINUTE INDUISANTUNRISQUEDECOUPUREIMPORTANT,ACHUTEDUN objet en vol, ou la collision avec des biens est également un risque à prendre en compte. Ce risque impacte également l’avifaune. s Respect de la Réglementation : LE MARCHÏ DU DRONE est en plein essor, et la réglementation est en adaptation constante. En France, la réglementation différencie 4 scéna- rios de vol. L’utilisation dans le cadre des TST HTA se limite à l’utilisation du scénario 1 : enveloppe de vol limitée à 200m DELONGUEURETMDEHAUTEUR AVECAPPAREILCONSTAM- MENTDANSLECHAMPDEVISIONDUTÏLÏPILOTE,UTILISATIONDE ce scénario requiert par ailleurs une qualification spécifique du télépilote, ainsi que la déclaration de l’appareil et des activités pratiquées aux autorités. s Image : les incidents impliquant de manière avérée ou HYPOTHÏTIQUE DES DRONES CONNAISSENT UN RETENTISSEMENT médiatique très large. Ces risques sont d’autant plus importants qu’un opérateur DERÏSEAUQUIFERAITLECHOIXDUTILISERCETTETECHNOLOGIEPOUR- rait rapidement devenir l’un des plus grands opérateurs de drones de son territoire. Choix et adaptation d’une technologie ,ETERMEDRONECOUVREUNETRÒSLARGEGAMMEDETECHNO- logies : voilure fixe, voilure mobile, de quelques centaines de gramme à plusieurs dizaines de kilogrammes,... ,E CHOIX DUNE TECHNOLOGIE ADAPTÏE Ì DES ÏQUIPES DE TECHNICIENS DONT LE MÏTIER PRINCIPAL EST LEXPLOITATION DES réseaux de distribution est donc essentiel. En plus de la maî- TRISE DES TROIS RISQUES IDENTIlÏS DANS LE PARAGRAPHE PRÏCÏ- dent, il convient d’ajouter les exigences suivantes : s 2OBUSTESSEMÏCANIQUEDELAPPAREILETDUPOSTEDEPILOTAGE suffisante pour une utilisation dans les conditions difficiles DECHANTIER s %RGONOMIEFACILITÏDEPRISEENMAINETDEPILOTAGE LISIBILITÏ DELIMAGETRANSMISEAUTÏLÏPILOTE s !IDEAUPILOTAGEVERROUILLAGEDESENVELOPPESDEVOL DISPO- SITIFDÏVITEMENTDOBSTACLE ARRÐTDURGENCE s 1UALITÏDELIMAGETRANSMISEAUPOSTEDEPILOTAGE ,E TYPE DE VOL NÏCESSAIRE VOL STATIONNAIRE DISTANCE LIMITÏE PERMETDESORIENTERSURUNETECHNOLOGIETRÒSRÏPAN- due de type quadricoptère, offrant une autonomie d’une vingtaine de minutes et résistant aux intempéries ordinaires VENTDEÌKMH ETÏQUIPÏDUNECAMÏRA($AVEC TRANSMISSIONSURUNETABLETTETACTILE3ILEMARCHÏOFFREUN LARGECHOIXDAPPAREILSDECETYPE AUCUNNERÏPONDTOUTÌ FAITAUXEXIGENCESlXÏES,EPARTENARIATENTRE%NEDISET#- $RONEVISEÌCOMBLERCEVIDE ENADAPTANTDESAPPAREILSEXIS- tants afin de produire un prototype adéquat, dont voici les caractéristiques : s Carénage de l’appareil : la confection d’une structure en fibre de carbone, enveloppée d’un filet permet de suppri- mer le risque de coupure et d’améliorer considérablement la robustesse de l’appareil. Ce carénage permet également DERENDRELAPPAREILÏTANCHE)LAFAITLOBJETDUNDÏPÙTDE BREVET#ETTETECHNOLOGIEALINCONVÏNIENTDALOURDIRLEDRONE et de diminuer son rendement, ce qui doit être compensé REE N°4/2017 Z 85 Expérimentation de drone pour la réalisation de travaux TST en HTA PARUNSURDIMENSIONNEMENTDESMOTEURS,ARECHERCHEDE performance n’étant pas un critère prédominant, cette solu- tion est tout à fait adaptée. s Ergonomie du poste de pilotage : Un joystick sur 3 axes ETÏQUIPÏDEBOUTONSMONTÏEETDESCENTE PERMETDE piloter à une main et de manière très intuitive. Cette fonc- tionnalité a également fait l’objet d’un dépôt de brevet. Le poste de pilotage, d’aspect similaire à une télécommande de grue, avec clé de démarrage et bouton poussoir d’arrêt d’urgence, est équipé d’un second joystick identique, per- mettant de commander l’orientation de la caméra, mais éga- lement d’inverser les commandes pour adapter le poste aux DROITIERSCOMMEAUXGAUCHERS5NEATTENTIONPARTICULIÒREEST également portée au confort et à la posture du télépilote. La TÏLÏCOMMANDEESTPARAILLEURSÏGALEMENTÏTANCHE s Sécurité des biens et des tiers : l’appareil est équipé de dispositifs d’évitement d’obstacle sur toutes ses faces, avec distance paramétrable, pour éviter notamment d’entrer en contact avec des pièces sous tension. Il dispose ainsi d’un PARECHOCVIRTUELSURTOUTESASURFACE s Facilité d’utilisation et de stockage : L’appareil est stocké DANS UNE MALLETTE INTÏGRANT DES BATTERIES DE RECHANGE QUI PEUT ÐTRE DIRECTEMENT BRANCHÏE Ì UNE ALIMENTATION basse tension classique, sur le site ou sur une alimentation AUXILIAIREDEVÏHICULE s Respect de la réglementation : l’interface de pilotage, contenue sur une tablette tactile intégrée à la télécom- mande, permet de verrouiller l’enveloppe de vol avant DÏCOLLAGE PAR EXEMPLE  CYLINDRE DE M DE RAYON ET DEMDEHAUTEUR %LLEPERMETÏGALEMENTDINTÏGRERLES cartes aériennes afin d’interdire le survol des zones non autorisées. Le bouton d’arrêt d’urgence permet également DEFAIREVOLONTAIREMENTCHUTERLAPPAREILENCASDEDÏFAIL- LANCETECHNIQUE Perspectives Axes de recherche à poursuivre ,A TECHNOLOGIE EMBARQUÏE PAR CE PROTOTYPE PEUT ÐTRE ENRICHIE ENAJOUTANTUNECAMÏRATHERMIQUEQUIPERMETTRAIT DEDÏTECTERDESPOINTSCHAUDS SOUVENTSIGNESDEFAIBLESSE mécanique sur les ouvrages aériens, ou en travaillant sur un traitement d’image automatisé, qui permettrait par exemple de détecter des points douteux de manière automatique. Ensuite, le prototype développé peut avoir une application beaucoup plus large que celle des travaux sous tension : pré- PARATIONDINTERVENTIONSHORSTENSION AIDEÌLAVISITEPRÏVENTIVE DESLIGNESETRECHERCHEDEDÏFAUT0OURCEDERNIERPOINT UNTRA- vail sur sa robustesse face aux aléas climatiques reste à mener. Viabilité technico-économique $ANSLÏTATACTUELDUPROJET ENCOREAUSTADEDELARECHERCHE LA VIABILITÏ TECHNICO
ÏCONOMIQUE DUNE GÏNÏRALISATION Ì l’ensemble des équipes de travaux sous tension est difficile à évaluer. Par ailleurs, les gains apportés en termes de préven- TIONETSÏCURITÏNESONTPASCHIFFRABLES 5NEAPPROCHEEMPIRIQUEGROSSIÒREPERMETDÏVALUERLEGAIN en terme de performance à 5 kFPARAN AVECLHYPOTHÒSEDE MINUTESGAGNÏESSURENVIRONDESCHANTIERS Concernant les coûts, 3 facteurs sont à évaluer : s ,EPRIXDUNAPPAREILENPHASEINDUSTRIELLEESTÏVALUÏÌENVI- ron 15 kF s ,AFORMATIONDUNTÏLÏPILOTE DANSLÏTATACTUELDESORIENTA- tions prises par la réglementation française, est évaluée à 3 SEMAINESÌTEMPSPLEIN s ,ECOßTDESASSURANCES ENÏVOLUTIONÏGALEMENT Conclusion ,ES PERSPECTIVES TECHNOLOGIQUES OFFERTES PAR LES DRONES PERMETTENT AUX 4RAVAUX 3OUS 4ENSION MÏTHODE DE TRAVAIL de pointe, d’évoluer vers une maîtrise des risques toujours PLUS EXIGEANTE SANS COMPLEXIlER OUTRE MESURE LE CHAMP des compétences de ses équipes. Les ordres de grandeur de coût semblent de plus justifiés au regard des enjeux. Enfin les équipes pratiquant les travaux sous tension en moyenne tension constituent une communauté restreinte au sein des gestionnaires de réseau et ont toujours été associés à l’évo- LUTIONDESTECHNIQUESDETRAVAIL#ESÏQUIPESSONTDONCUNE porte d’entrée intéressante pour moderniser l’exploitation des réseaux électriques. Bibliographie [1] Conditions d’Exécution du Travail en HTA, RTE-SERECT. [2] Fiche Technique HTA n°662, RTE-SERECT. [3] Instruction Permanente de Sécurité IPS-2.2-AER-000 v1, Enedis. Figure 4 : Prototype avec carénage.