Network Rail veut une armée de drones longue distance – et des essais sont en cours

Network Rail teste pour la première fois des drones à longue portée capables de voler au-delà de la ligne de mire de l’opérateur, et prévoit de constituer une flotte pour soutenir les opérations sur les 20 000 miles de voies ferrées du Royaume-Uni. Les véhicules aériens visent à accélérer la surveillance des intrus et des défauts d’infrastructure, tout en faisant partie de la première tentative du Royaume-Uni de développer un « système de navigation et de sécurité assuré par des drones ».

Le gestionnaire des chemins de fer britanniques s’est associé à deux entreprises de drones – Drone Major Limited et Dronecloud – pour lancer des essais d’opérations aériennes « au-delà de la ligne de visée visuelle » (BVLOS) sur les chemins de fer. Un essai à Birmingham vise à utiliser des drones BVLOS pour les interventions en cas d’incident et la surveillance générale de l’infrastructure sur le réseau de la ville, tandis que l’autre essai à Wolverhampton et sur le Severn Valley Railway porte sur un système appelé « Digital Tethering », qui devrait permettre d’utiliser des drones dans des zones où la couverture GPS est insuffisante.

L’utilisation de véhicules aériens BVLOS – essentiellement des drones qui n’ont pas besoin d’être surveillés en permanence par quelqu’un sur le terrain – représente une avancée majeure pour Network Rail, car ils disposent de la technologie nécessaire pour couvrir beaucoup plus de kilomètres de voies que leurs équivalents en visibilité directe. Le responsable des chemins de fer estime que cela lui permettra de combler le vide entre ses drones standard et son hélicoptère, plus coûteux et plus encombrant, ce dernier étant apparemment particulièrement adapté aux opérations le long des voies isolées dans les Highlands écossais.

Le potentiel est énorme », déclare Network Rail

« Le potentiel de ces projets pour rendre les chemins de fer plus fiables et plus sûrs est énorme », a déclaré Dominic Mottram, responsable du programme de Network Rail pour la stratégie nationale en matière de drones. Nous exploitons l’un des chemins de fer les plus sûrs au monde, mais c’est aussi l’un des plus fréquentés. Les informations fournies par les drones permettront à nos collègues de concentrer leur expertise en matière d’entretien du chemin de fer là où elle est nécessaire, sans les exposer au risque du « chemin de fer en direct ».

Les retards dus aux intrusions ferroviaires étant devenus l’une des principales causes de perturbation des chemins de ferbritanniques (plus de 1,5 million de minutes l’année dernière, selon Network Rail), la société a ajouté que ces drones offraient « une rapidité de réaction qui change la donne ». De même, la possibilité d’inspecter les voies ferrées en toute sécurité depuis le ciel signifie que les agents de maintenance peuvent être dirigés vers des défauts potentiels beaucoup plus rapidement, au lieu d’être obligés de parcourir des kilomètres le long des voies ferrées pour les trouver. Toutefois, les véhicules BVLOS doivent encore être approuvés, la sécurité de l’espace aérien, la fiabilité de la technologie et la prudence réglementaire restant des questions potentielles pour les autorités aéronautiques britanniques.

Des drones pour répondre aux incidents

À Birmingham, le centre d’exploitation ferroviaire de Network Rail dispose désormais d’un centre d’exploitation de drones, mis en place par la principale plateforme britannique Dronecloud. Destiné à fournir une couverture aérienne du réseau autour de la ville des Midlands pour les interventions en cas d’incident et la surveillance des infrastructures, il a été créé en partenariat avec l’opérateur de drones RUAS et les fabricants Velos Motors et Evolve.

L’autorité britannique de l’aviation civile a déjà autorisé les drones à couvrir une zone de 10 km dans la région, et le service est utilisé dans la vie réelle ; l’année dernière, le système a été utilisé pour intervenir lors d’un incident à Birmingham New Street, ce qui a apparemment permis d’éviter des heures de perturbation. Cependant, techniquement, il ne s’agit pas encore d’une opération BVLOS.

Alors que le système en est encore à sa phase d’essai, les drones doivent être surveillés visuellement par des observateurs placés le long de leur trajectoire de vol – ce qui en fait une opération à visibilité directe – même si les véhicules sont télécommandés à partir d’un point de contrôle central. En effet, la réglementation actuelle n’autorise pas encore les drones BVLOS entièrement autonomes.

Cela signifie que l’installation n’est pas encore extensible, car le déploiement d’observateurs tous les 10 kilomètres n’est pas viable pour un réseau national de drones couvrant 20 000 miles de voies ferrées. Mais si l’approbation de la CAA est accordée – Network Rail affirme que cela pourrait se produire dans le courant de l’année – le système serait autorisé à exploiter de véritables drones BVLOS, et pourrait éventuellement étendre le programme à tout le pays, ou au moins à d’autres régions du Royaume-Uni.

Network Rail teste le « Digital Tethering » pour les drones

Entre-temps, à Wolverhampton et sur le chemin de fer privé Severn Valley Railway, Network Rail et la société britannique Drone Major Ltd. testent un système appelé Digital Tethering pour permettre l’exploitation de drones BVLOS dans des zones où la couverture GPS et GNSS est médiocre. Ces essais marquent la première mise en œuvre du « système de navigation et de sécurité assuré par les drones » du Royaume-Uni, conçu spécifiquement pour l’environnement ferroviaire. Ce système permet aux drones de voler le long des lignes de chemin de fer dans un « couloir de sécurité » défini, en transmettant des données visuelles en temps réel aux opérateurs pour la détection et la surveillance des intrus et autres dangers.

Au cœur du projet se trouve le concept de « Digital Tethering », qui permet aux drones de fonctionner de manière autonome avec un haut niveau de précision, même lorsque les signaux satellites sont peu fiables ou indisponibles. Le système combine la perception artificielle avec des balises au sol pour fournir un positionnement précis en temps réel. Les drones peuvent ainsi naviguer en toute sécurité dans des environnements ferroviaires complexes, tels que les tranchées et les tunnels, sans dépendre du GPS. Le comportement de vol plus sûr fourni par le Digital Tethering signifie apparemment moins de risques pour les personnes au sol, ce qui permet une solution BVLOS évolutive pour la surveillance des infrastructures.

Drone Major Ltd. affirme que le projet pilote a déjà montré un fort potentiel pour renforcer la sécurité et l’efficacité sur les 20 000 miles du domaine de Network Rail. Les intrusions, dont le nombre a dépassé les 18 500 l’année dernière, sont actuellement détectées manuellement, ce qui peut entraîner des retards importants et des risques pour la sécurité. En remplaçant la surveillance manuelle par des drones automatisés, Network Rail souhaite réduire les délais d’intervention et améliorer la sécurité du personnel au bord des voies, en jetant les bases d’un réseau de drones pleinement opérationnel. L’objectif général est de réduire les 1,9 milliard de livres (2,274 milliards d’euros) dépensés chaque année pour la surveillance et l’entretien des infrastructures, tout en s’attaquant plus efficacement à des problèmes tels que les animaux sur les voies, les arbres tombés et les incendies en bord de voie.

Quelles sont les chances que les projets pilotes soient étendus ?

Il reste à voir si Network Rail recevra l’autorisation de déployer des drones BVLOS à plus grande échelle, en particulier pour le dernier projet. Si la CAA s’est montrée disposée à soutenir l’innovation dans l’utilisation des drones, en particulier dans des environnements contrôlés et à faible risque comme les corridors ferroviaires ruraux, la sécurité de l’espace aérien et la fiabilité du système restent des obstacles majeurs. Les régulateurs devront avoir l’assurance que les drones autonomes peuvent opérer en toute sécurité à côté du trafic aérien existant, éviter les collisions et garder le contrôle dans des environnements où les signaux GPS peuvent être faibles ou indisponibles.

Des secteurs tels que l’énergie et la logistique ont déjà rencontré des goulets d’étranglement réglementaires similaires. Les compagnies d’électricité qui testent des drones BVLOS pour inspecter des pylônes éloignés ont souvent dû se contenter d’exemptions temporaires ou d’essais en milieu confiné. Pour le secteur ferroviaire, le défi posé par des systèmes tels que le Digital Tethering sera de prouver non seulement que les drones peuvent fonctionner avec un GPS rare, mais aussi qu’ils peuvent le faire de manière cohérente et sûre à proximité des personnes, des trains et des infrastructures critiques.

Même si les autorisations initiales sont accordées, la transition vers des opérations de routine de drones BVLOS à grande échelle sera probablement progressive. Les autorités de réglementation voudront disposer de nombreuses données réelles, en particulier dans les zones à forte densité d’infrastructures ou à faible visibilité – exactement le type d’environnement dans lequel le Digital Tethering est testé. En définitive, le rythme de déploiement pourrait dépendre moins de la technologie que de la rapidité avec laquelle les régulateurs et les communautés pourront lui faire confiance.

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