La liste des utilisations des véhicules aériens sans pilote (UAV) ne cesse de s’allonger. Une grande partie de cette croissance est due au développement et au perfectionnement de nouvelles capacités et d’équipements précieux pour les drones. L’imagerie thermique, par exemple, est en plein essor.

Les drones qui utilisent des caméras thermiques pour détecter la chaleur, en plus des caméras vidéo classiques, sont utilisés dans une variété de scénarios. De la détection des incendies aux missions de recherche et de sauvetage en passant par l’inspection des réseaux électriques, le déploiement de drones thermiques pourrait être la réponse à une liste toujours plus longue de tâches importantes dans différents secteurs.

Les drones thermiques en action

Malgré la relative nouveauté de la technologie, il existe déjà de nombreux exemples de drones thermiques DJI en action, chacun d’entre eux pouvant inspirer davantage d’utilisateurs à se lancer dans cette technologie :

Les pompiers répondant à un incendie de forêt à Cleburn, au Texas, le 20 mars 2022, ont utilisé des drones thermiques pour évaluer la situation. Les drones thermiques pouvaient voir à travers les épais nuages de fumée et guider les équipes au sol pour qu’elles interviennent en toute sécurité sur les brasiers. Elles ont pu contenir les flambées et éloigner le feu des zones résidentielles, et ont maîtrisé l’incendie en quatre heures.
En 2020, d’énormes feux de forêt ont éclaté dans la zone d’exclusion de Tchernobyl, en Ukraine. Les drones thermiques ont permis aux pompiers de se diriger vers les brasiers malgré les épais panaches de fumée qui limitaient fortement leur visibilité.
Les drones se sont avérés cruciaux dans la recherche de personnes disparues lors des inondations dues à la mousson et des glissements de terrain au Vietnam. Les drones ont rempli un triple rôle : ils ont pris des photographies aériennes de haute qualité, utilisé des capteurs thermiques pour rechercher des signaux de chaleur et collecté des données de télémétrie pour établir des modèles 3D de la zone.
En Argentine, les raffineries de pétrole utilisent des drones à imagerie thermique pour suivre l’énergie relative générée dans différentes parties de l’infrastructure de leur usine. Cela permet aux inspecteurs d’obtenir une image claire de l’état des équipements sans obliger les travailleurs à s’approcher de zones potentiellement dangereuses.
Des drones thermiques ont fourni des images de reconnaissance aérienne lors d’une fuite de produits chimiques à Sarasota, en Floride. Les drones ont permis au personnel de localiser la source du problème dans un nuage d’ammoniac en expansion.
Les drones thermiques ont permis aux pompiers de Bentonville, en Arkansas, de suivre avec précision la température d’un réservoir contenant du difluoroéthane inflammable alors qu’une usine industrielle environnante était en feu. Les équipes ont ainsi pu refroidir stratégiquement le réservoir et l’empêcher d’exploser.
Les drones thermiques aident les agriculteurs à scanner les champs à la recherche de bébés cerfs, qui resteraient autrement cachés dans les hautes herbes. Les bébés cerfs sont mis en sécurité et les agriculteurs peuvent faucher leurs champs sans mettre en danger la vie des cerfs.
Ce ne sont là que quelques-unes des applications de la technologie des drones thermiques, et elles montrent à quel point il peut être important de disposer de la bonne charge utile pour le travail. Les drones équipés de systèmes d’imagerie thermique font déjà la différence, et les équipements continuent d’évoluer.

Imagerie thermique : comment fonctionne-t-elle ?

La chaleur, également connue sous le nom de rayonnement infrarouge (IR), est simplement la vibration des atomes. Les objets émettent des signaux thermiques en fonction de la quantité de mouvement de leurs atomes – plus le mouvement est important, plus l’objet est chaud. La thermographie est le processus qui consiste à étudier ces signatures thermiques et à mettre en pratique cette connaissance de l’imagerie thermique.

Les gens ressentent la chaleur mais ne voient pas les IR. Comment cela se fait-il ? Parce que ce rayonnement se produit à une longueur d’onde électromagnétique que l’œil ne peut pas percevoir. Les caméras thermiques sont conçues pour convertir les signaux infrarouges en quelque chose de visible pour les humains.

Les caméras thermiques utilisent des objectifs spécialisés qui captent les fréquences IR, ainsi que des capteurs thermiques et des processeurs d’images pour afficher les résultats sur un écran visuel. Lorsqu’une caméra infrarouge est montée sur un drone, elle est généralement placée sur un cardan, qui stabilise l’image et permet à l’objectif de tourner à 360 degrés.

Les caméras thermiques pour drones peuvent détecter la température de surface de nombreux objets, mais il existe des exceptions. Par exemple, les objets très polis, brillants et réfléchissants n’absorbent pas beaucoup de chaleur – ils ont une émissivité dite faible. Ils sont difficiles à détecter avec des caméras thermiques. Les objets à forte émissivité, comme le bois, le béton – et même les personnes – sont faciles à scanner.

Lecture et traitement des images thermiques

Une fois que les drones ont capturé des informations thermiques avec leurs caméras IR, ces données thermiques sont affichées sur un écran sous la forme d’une image conventionnelle que les opérateurs peuvent visualiser.

Les logiciels d’imagerie thermique permettent aux utilisateurs de modifier la palette de couleurs utilisée pour représenter la chaleur de la scène. Chaque affichage est utile pour extraire différents détails de l’image, et ces options comprennent :

Blanc chaud : les objets plus chauds apparaissent plus clairs, et les zones plus froides sont plus sombres.
Noir chaud : l’inverse du blanc chaud, les objets plus chauds apparaissant plus sombres.
Arc-en-ciel : la température correspond à des nuances, les couleurs chaudes représentant la chaleur.
Bien entendu, ces trois options ne sont qu’un début. Les caméras thermiques plus avancées offrent une plus grande variété de vues – la Zenmuse H20T propose 12 palettes de couleurs distinctes.

Le type de caméra thermique utilisé détermine également le format dans lequel les images sont capturées et stockées. Alors que les options moins chères capturent les images sous forme de simples fichiers d’image, les solutions avancées incluent des données thermographiques et des mesures de température, ainsi que des balises GPS. Les données thermographiques peuvent être inspectées plus en détail avec l’outil d’analyse thermique DJI, Pix4d ou un autre logiciel.

Entretien de votre caméra thermique et comment la protéger contre les dommages
Avant de commencer à utiliser votre drone thermique, il est important de connaître certaines façons courantes dont les capteurs thermiques s’endommagent et comment les prévenir. Bien que les produits DJI soient connus pour leur excellente qualité de fabrication et leur durabilité, les capteurs thermiques sont, par nature, des instruments très précis et finement réglés qui nécessitent une attention et une prudence lors de leur utilisation. Une utilisation inappropriée peut entraîner des dommages permanents aux capteurs thermiques, laissant des erreurs dans les données collectées.

Voici quelques exemples d’images thermiques prises avec des M30T dont les capteurs thermiques ont été endommagés par une exposition directe à la lumière du soleil :

Pour éviter que cela n’arrive au capteur de votre drone thermique, n’exposez PAS les lentilles de la caméra thermique à de fortes sources d’énergie telles que le soleil, la lave ou un faisceau laser. Sinon, le capteur de la caméra pourrait être brûlé, ce qui entraînerait des dommages permanents.

Des mesures thermiques précises

Même les caméras thermiques les plus efficaces sont confrontées à un certain nombre de facteurs environnementaux qui rendent difficile la mesure précise de la température de surface. Il s’agit notamment des conditions atmosphériques – chaleur excessive, humidité, nuages, pluie ou chutes de neige peuvent nuire à la précision des caméras thermiques. Les caméras thermiques ont également des difficultés avec le verre, car le verre réfléchissant peut retenir la chaleur du soleil, du sol ou d’un autre objet.

Le revêtement d’un objet peut également affecter la capacité d’un drone thermique à prendre des mesures de température. La corrosion ou une nouvelle couche de peinture peuvent modifier la mesure de la température relative d’un objet. La position relative du soleil peut également faire en sorte que des objets de même matériau aient un aspect différent sur une caméra thermique.

Nauwkeurige thermische metingen verrichten

Zelfs zeer effectieve thermische camera’s hebben te maken met een aantal omgevingsfactoren die het moeilijk maken om de oppervlaktetemperatuur nauwkeurig te meten. Hiertoe behoren atmosferische omstandigheden – te veel warmte, vochtigheid, wolken, regen of sneeuwval kunnen de nauwkeurigheid van thermische camera’s belemmeren. Thermische camera’s hebben ook moeite met glas, omdat het reflecterende glas warmte kan opvangen van de zon, de grond of een ander object.

De coating van een object kan ook van invloed zijn op het vermogen van een thermische drone om temperatuurmetingen te doen. Corrosie of een nieuwe verflaag kunnen de relatieve temperatuurmeting van een object veranderen. Ook de relatieve positie van de zon kan ervoor zorgen dat voorwerpen van hetzelfde materiaal er anders uitzien op een thermische camera.

Nauwkeurige thermische metingen verrichten

Zelfs zeer effectieve thermische camera’s hebben te maken met een aantal omgevingsfactoren die het moeilijk maken om de oppervlaktetemperatuur nauwkeurig te meten. Hiertoe behoren atmosferische omstandigheden – te veel warmte, vochtigheid, wolken, regen of sneeuwval kunnen de nauwkeurigheid van thermische camera’s belemmeren. Thermische camera’s hebben ook moeite met glas, omdat het reflecterende glas warmte kan opvangen van de zon, de grond of een ander object.

De coating van een object kan ook van invloed zijn op het vermogen van een thermische drone om temperatuurmetingen te doen. Corrosie of een nieuwe verflaag kunnen de relatieve temperatuurmeting van een object veranderen. Ook de relatieve positie van de zon kan ervoor zorgen dat voorwerpen van hetzelfde materiaal er anders uitzien op een thermische camera.

Pour utiliser efficacement une caméra thermique, il faut tenir compte des facteurs suivants :

Les conditions atmosphériques
La présence de fumée, de poussière et de débris
L’émissivité
Transparence
Réflexion
Le moment de la journée
Angle d’observation
Peinture sur un objet
Distance de la cible
Quantité d’énergie thermique
Rugosité ou douceur de la surface

En gardant ces caractéristiques à l’esprit, il est possible de se faire une idée précise des propriétés thermiques d’un objet ou d’un paysage.

Contactez votre distributeur professionnel de drones MELDRONE CommV pour vous aider à choisir le bon drone et la bonne caméra pour votre entreprise ou votre domaine d’application.

info@meldrone.be +32475/50.38.51