Manuel pour l’inspection des toits avec des drones

Aux États-Unis, l’augmentation du nombre de grands bâtiments commerciaux est considérable. Cela a profusément augmenté la demande d’inspections sûres et efficaces des toits.

En effet, chaque toit est unique et a de multiples besoins d’inspection. Les fuites et les trous peuvent coûter des milliers de dollars et causer d’autres problèmes dans un bâtiment. En outre, la plupart des grands bâtiments commerciaux sont équipés de systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation ainsi que de panneaux solaires, qui nécessitent tous des inspections de routine.

L’essor des drones au cours de la dernière décennie a changé la façon dont nous inspectons les toits. Par exemple, les artisans n’ont plus besoin d’aller chercher des échelles et – littéralement – de quitter le sol. Au cours d’un simple vol de drone, ils recueillent des informations précieuses qui peuvent être facilement transmises aux parties prenantes et aux décideurs.

Dans cet article, nous passons en revue les étapes à suivre lors de l’utilisation de drones pour une inspection de toiture.

Collecte de données

COMMENT COMPRENDRE LES ACTIFS ?

Les toits sont de toutes formes et de toutes tailles, qu’ils soient résidentiels ou commerciaux. Lors de l’inspection des toits, il est important de prendre en compte la taille du projet afin de comprendre comment approcher au mieux le site.

Le premier facteur à prendre en compte est la taille du toit. Sur les petits toits, des détails supplémentaires peuvent être saisis en quelques minutes (ou même quelques secondes). Pour les grandes toitures commerciales, un temps de fuite plus long peut être nécessaire.

En outre, la hauteur du bâtiment est un facteur important lors de la planification d’une mission. Un vol rapide jusqu’au sommet du bâtiment peut vous donner une idée de sa hauteur. Cela vous aidera à mieux planifier votre mission.

Un dernier point est l’environnement du bâtiment. Après tout, nous voulons toujours voler en toute sécurité. Si vous inspectez le toit d’un bâtiment et qu’il y a un parking à côté, veillez à respecter les directives relatives au vol au-dessus des personnes. Lors de la planification d’une mission, il est également préférable de s’assurer que la ligne de vol verte ne dépasse pas trop le périmètre du bâtiment, si c’est un facteur à prendre en compte.

Pour ce type de mission, le Mavic 3 Enterprise utilise l’O3 Enterprise Transmission pour une connexion stable avec le drone. Avec le Omnidirectional Obstacle Avoidance et l’APAS 5.0, elle assure la sécurité du drone lorsqu’il vole dans des environnements restreints. Ensemble, ils garantissent que le drone rentre chez lui en toute sécurité une fois la mission terminée.

DÉFINIR L’OBJECTIF DE LA MISSION

Sur un toit, il peut y avoir différents éléments à inspecter. Chacun d’entre eux nécessite une source de données différente (visuelle, thermique, etc.) ou des exigences différentes en matière de précision/résolution.

Les éléments les plus importants à inspecter sur un toit sont les suivants:

• Détection de fissures ou de fuites
  Pour les détections de fuites, essayez de ne pas voler immédiatement après la pluie. Attendez au moins 24 heures à une semaine après la pluie pour vous faire une idée de l’écoulement ou de la fuite. L’analyse thermique sera également difficile à réaliser si le vol a lieu trop tôt après une pluie. Surtout si de l’eau stagnante cache un problème.
• Inspections des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation
• Inspections des panneaux solaires
• Inspections des systèmes d’échappement
• Besoins de mesures

Dans les situations où vous avez besoin d’un capteur thermique (inspection de panneaux solaires, détection de fuites, inspection HVAC, etc.), le vol doit souvent être effectué juste après le coucher du soleil. De cette façon, vous évitez le stress thermique dû à la lumière directe du soleil, même si le toit ou les panneaux solaires sont souvent encore chauds pendant la journée. Par ailleurs, il est presque impossible de trouver des fissures dans un toit avec un capteur visuel au crépuscule. Il est donc préférable de survoler le même toit deux fois : une fois avant et une fois après le coucher du soleil.

Il est également important d’estimer la taille du bâtiment. Prenez le temps de survoler la surface. Le Mavic 3 Enterprise – avec le module RTK – a une autonomie de vol d’environ 42 minutes. Cela permet d’effectuer des missions de grande envergure. Planifiez vos missions en conséquence.  

Un autre aspect qu’il est préférable de garder à l’esprit est la précision des données pour votre inspection des toits. Il est souvent difficile de mesurer les cibles avec une station de base sur le toit. Cependant, avec le Mavic 3 Enterprise et  le module RTK  , vous pouvez mesurer avec précision jusqu’au niveau du centimètre sans avoir besoin de points de contrôle au sol. Cependant, des points de contrôle sont toujours nécessaires pour valider la précision. Dans les inspections de toitures, la précision n’est souvent pas primordiale car beaucoup de ces applications sont orientées vers l’inspection. Mais si les données doivent être alignées avec d’autres données sur un chantier de construction, le RTK est une excellente option. Grâce aux technologies RTK, PPK et Cloud PPK, vous bénéficiez d’un haut niveau de précision pour vos projets.  

VÉRIFIER LES RÉGLAGES DU CAPTEUR

Il y a plusieurs facteurs à prendre en compte lorsque vous choisissez les paramètres de votre caméra/capteur. Le réglage automatique est généralement suffisant pour collecter de bonnes données. Mais si vous cherchez des conseils pour le réglage du capteur visuel, voici nos recommandations.

• Vitesse d’obturation de 1/1000 ou plus pendant un vol de jour. Lors des vols de nuit, le flou de mouvement sera toujours un facteur important. Essayez de régler la vitesse d’obturation le plus rapidement possible, tant que vous pouvez encore voir clairement le toit.
• Utilisez la sensibilité ISO pour compenser la vitesse d’obturation. Pendant la journée, il est préférable de maintenir la sensibilité ISO sur “Auto”, mais pendant les vols de nuit, vous pouvez l’utiliser pour rendre l’image plus “lumineuse” si vous avez besoin d’une vitesse d’obturation plus rapide.
• Format de l’image : JPG
• Format de l’image : 4:3
• Obturateur mécanique : ON
• Capteurs à enregistrer (avec enregistrement thermique) : TOUS

Vous effectuez une inspection thermique ? Dans ce cas, nous vous conseillons de régler la palette de couleurs sur Rouge fer. Sinon, il y a une grande différence de couleur entre les températures dans l’image de la caméra.

Nous recommandons également de prendre le temps de faire un survol rapide du toit au début. Cela peut vous aider à trouver les meilleurs réglages de l’appareil photo avant même le vol. Un toit peut être beaucoup plus lumineux que vous ne le pensez. Si vous réglez manuellement les paramètres de la caméra pendant le premier point de passage, les images sont souvent “gonflées”.

PLANIFIEZ VOTRE VOL

La méthode la plus courante pour inspecter un toit consiste à collecter un nombre suffisant de photos qui se chevauchent. C’est ainsi que vous créez une carte haute résolution et un modèle 3D du toit. Lorsque vous volez avec le Mavic 3 Enterprise, vous pouvez le faire à l’aide de l’application DJI Pilot 2.

Lorsque vous planifiez des missions, il est préférable de choisir l’option ” Mission de cartographie “. Nous vous donnons ci-dessous quelques paramètres que nous recommandons spécifiquement pour les inspections de toits:

• Utilisez les paramètres de chevauchement par défaut de 70 % de chevauchement frontal et de 80 % de chevauchement frontal. Cela devrait suffire pour obtenir une reconstruction de haute qualité du modèle 3D pour le capteur visuel. Vous avez besoin d’une protection thermique ? Dans ce cas, nous recommandons un recouvrement latéral et frontal de 80 %.
• Lorsque vous choisissez une altitude, vous devez utiliser à la fois l’altitude de la route de vol et le point de décollage de la surface cible. L’altitude de vol optimale au-dessus d’un toit pour les bâtiments résidentiels est de 25 à 50 pieds au-dessus du toit. Pour les grands bâtiments commerciaux, cette résolution n’est pas toujours possible. Une altitude de 50 à 100 pieds au-dessus du toit devrait suffire. En programmant un vol rapide pour vérifier la hauteur du bâtiment, vous pouvez ensuite définir l’altitude de la mission. Par exemple, si vous vérifiez la hauteur d’un toit résidentiel et que le toit mesure 25 pieds, définissez la zone cible à 25 pieds et l’altitude de la mission à 50-75 pieds. Si vous vérifiez la hauteur d’un toit de 15 mètres à usage commercial, réglez la surface cible au point de décollage sur 15 mètres et l’altitude de la route de vol sur 100-150 mètres.
• En utilisant le curseur Target Surface to Takeoff Point, vous obtiendrez toujours les paramètres de chevauchement corrects. Même lorsque le drone est lancé depuis le sol. Le capteur 4/3″ du Mavic 3 Enterprise vous permet de capturer des détails incroyables avec une large gamme dynamique.

L’objectif de votre mission est la reconstruction en 3D ? Dans ce cas, la série Mavic 3 Enterprise vous permet d’utiliser la fonction Smart Oblique. Cette fonction vous permet de prendre le contrôle du cardan pendant le vol pour capturer automatiquement des images obliques au lieu d’un simple NADIR.

IMPORTANT : Vous devez inspecter des panneaux solaires sur un toit chauffé ? Dans ce cas, la Smart Oblique n’est pas recommandée pour des mesures précises de la température.

D’autres aspects à prendre en compte sont le temps de vol et la vitesse. Le Mavic 3 Enterprise utilise un obturateur mécanique 4/3″ qui permet un enregistrement rapide tout en maintenant la précision de l’image et une distorsion minimale. Avec une durée d’enregistrement de 0,7 seconde, le drone peut cartographier beaucoup plus rapidement que les versions précédentes. La vitesse de vol n’est pas très importante pour le Mavic 3E. Cependant, l’objectif est-il une inspection thermique ? Et vous l’effectuez avec le  M3T ? Dans ce cas, essayez de limiter la vitesse maximale à moins de 4,4 m/s (10 mph) afin de minimiser le flou de l’image et les lectures d’image incorrectes du capteur thermique.

Lorsque l’on planifie la direction du vol et que l’on capture uniquement des images visuelles, il est recommandé de voler dans la direction la plus efficace. Ainsi, pour les inspections thermiques des panneaux solaires sur les toits, il est recommandé de voler parallèlement aux panneaux. Vous obtiendrez ainsi les meilleurs résultats lors du traitement des données.  

CAPTUREZ VOS DONNÉES

Maintenant que vous comprenez le bâtiment, que vous avez déterminé l’étendue du projet et que vous avez préparé votre mission de cartographie, vous devez être prêt à capturer l’emplacement.

• Assurez-vous que vous pouvez toujours maintenir une ligne de vue avec votre drone. Cela peut s’avérer difficile lors de la capture de toits.
• Surveillez de près le plan de vol du drone et la caméra FPV pour vous assurer que vous ne survolez pas des personnes.
• Votre mission est-elle terminée ? Le drone reviendra ou restera sur place. Cela dépend des paramètres de fin de mission.

INSPECTION MANUELLE

Une fois votre mission automatisée est terminée, vous pouvez (en option) capturer des données supplémentaires sur le site. Grâce à la capture manuelle, vous disposez de nombreuses fonctionnalités pour vous aider à tirer le meilleur parti de votre inspection manuelle. Le Mavic 3 Enterprise et le Mavic 3 Thermal utilisent tous deux un capteur téléobjectif hybride 56x. En utilisant la molette de droite, vous réglez le niveau de zoom du capteur.

Pour mieux comprendre votre cible lors de cette inspection manuelle avec le Mavic 3T, DJI propose la vue Side by Side. En cliquant sur le bouton SBS à l’écran, vous pouvez choisir d’afficher les deux vues en même temps. Et voir à la fois le zoom et la caméra thermique côte à côte.

Vous utilisez le capteur de zoom de la M3T ? Dans ce cas, nous vous recommandons également d’utiliser la fonction Link Zoom. De cette façon, le zoom et le capteur thermique restent verrouillés au même niveau de zoom.

Traiter les données

ENSEMBLES DE DONNÉES THERMIQUES ET VISUELLES

Une fois que vous avez capturé l’emplacement, il est temps de convertir les données en une orthomosaïque 2D et un modèle 3D de haute qualité. DJI Terra facilite la création d’excellents jeux de données.

Les étapes rapides du traitement des données avec DJI Terra sont les suivantes :

• Importez des photos/dossiers dans DJI Terra.
  Traitez-vous des ensembles de données visuelles et thermiques ? Si c’est le cas, il est recommandé de traiter les ensembles de données séparément.
• Sélectionnez les types de sortie souhaités (carte 2D, modèle 3D) et les extensions de fichier (TIFF, Obj, etc.) et définissez le système de coordonnées (si vous utilisez un service NTRIP).
• Effectuez l’aérotriangulation.

En option, vous pouvez modifier les limites de la reconstruction à ce stade. Cela permet d’accélérer les temps de traitement et la taille des données de sortie en se concentrant uniquement sur l’objet à assembler.

• Facultatif : importer les données des points de contrôle au sol et sélectionner le code EPSG approprié pour la région.
• Effectuez les étapes de reconstruction pour la carte 2D et le modèle 3D.

Notez que DJI Terra ne garantit pas une sortie d’assemblage radiométrique, mais seulement les images brutes.

Lorsque vous avez terminé, vous pouvez consulter le rapport de précision pour comprendre la précision de la carte. Vos données sont maintenant prêtes à être visualisées et exportées.

AFFICHAGE DES DONNÉES

DJI Terra dispose d’un certain nombre de fonctionnalités qui vous permettent de visualiser et d’analyser vos données. Grâce aux outils d’annotation, vous mesurez les fissures et les fuites. Vous pouvez ensuite utiliser la souris pour naviguer dans le modèle 3D. Et pour une visualisation prolongée, DJI Terra dispose même d’un outil permettant de mettre le modèle 3D en orbite indéfiniment.

Examinons les résultats typiques d’une inspection de toiture.

Lorsque l’on recherche des fuites, des fissures et des irrégularités thermiques, il est courant d’analyser une orthomosaïque 2D plutôt qu’un modèle 3D. Ce dernier permet de mettre l’endroit en perspective. Mais souvent, les outils d’analyse d’inspection thermique externes analysent les images brutes plutôt que le modèle 3D. Si un client demande un jeu de données, voici quelques sorties de DJI Terra. Toutes les données exportées sont géoréférencées et peuvent être importées dans un outil d’analyse externe de votre choix (DroneDeploy, Raptor Maps, etc.).

DJI propose également un outil d’analyse thermique. Dans cette application, vous pouvez analyser les images brutes et les ensembles de données traitées pour comprendre pleinement les mesures de température. Eric Olsen propose également un outil public pour convertir vos données thermiques en RJPG. De cette façon, vous pouvez les importer dans les outils d’analyse thermique de Flir.

FOURNISSEURS D’ANALYSES TIERCES

Il existe de nombreuses solutions spécialisées pour automatiser les analyses d’inspection. Vous souhaitez automatiser la détection des fissures ou des fuites, l’inspection des panneaux solaires, etc. Les fournisseurs ci-dessous peuvent vous aider à automatiser le flux de travail grâce à leurs solutions.

DroneDeploy est un fournisseur de traitement en nuage qui a cartographié et traité plus de 500 millions d’acres dans le monde entier. Ses outils couvrent différents secteurs (construction, agriculture, pétrole et gaz, énergie solaire, etc.) DroneDeploy dispose d’un certain nombre d’outils et de rapports spécialisés pour l’inspection des toits.

Avec leur rapport sur les toits, par exemple, vous obtenez les dimensions des toits à partir d’un modèle 3D traité. Cet outil est plutôt destiné à la planification des toits solaires et à la compréhension des dimensions des toits, et ne permet pas de détecter automatiquement les dommages.   

En outre, l’analyse thermique radiométrique de DroneDeploy peut aider à déterminer les problèmes dans une carte thermique. Pour ce faire, utilisez l’histogramme de gauche pour modifier la plage de température. DroneDeploy dispose également d’un outil de comparaison permettant de comprendre les différences entre plusieurs données de vol.

Si l’objectif de la mission est davantage axé sur la détection des dommages, Loveland Innovations et Eagleview sont deux excellentes options pour la détection automatisée des dommages. Ils disposent d’un certain nombre d’outils capables de détecter non seulement les fissures capillaires, mais aussi les petits trous/piqûres de grêle et les dégâts causés par les arbres.

Encore une fois, l’objectif de la mission est-il thermique ? Il y a aussi Raptor Maps, qui est connu pour l’analyse d’images thermiques. À ce jour, elle a analysé plus de 50 GW de panneaux solaires. Ses outils sont donc incontournables pour l’analyse des panneaux solaires.

Vous voulez en savoir plus sur les capacités de la série Mavic 3 Enterprise en matière d’inspection de toits ? Ou êtes-vous curieux de savoir lequel de ces outils peut vous aider?  Contactez-nous pour obtenir des conseils adaptés à votre projet.