Pourquoi le drone est-il l'outil indispensable pour les géomètres experts aujourd'hui ? Nous vous dites tout, ainsi que notre choix du DJI Phantom 4 RTK
En quelques années, le drone a acquis une place grandissante dans les outils du géomètre. Et pour cause ! Sa performance se révèle inégalable, que ce soit en termes de rapidité dans les relevés, d’exhaustivité dans les données collectées, ou encore d’accessibilité, puisqu’il est par définition tout-terrain. Mais si cet équipement est amené à devenir un incontournable au même titre que la station totale, encore faut-il partir du bon pied pour se familiariser avec lui ! Si on devait dresser le portrait du drone idéal pour une première utilisation appliquée aux activités du géomètre, il devrait allier fiabilité, bon rapport qualité/prix et bien sûr efficience en topographie et cartographie. Nos experts topographiques et nos télépilotes ont cherché le modèle correspondant le mieux à ce profil. Le DJI Phantom 4 RTK, sorti en 2018, a remporté notre préférence. Nous vous expliquons pourquoi !
Ce qui fait déjà du Phantom 4 RTK une valeur sûre, c’est qu’il est produit par DJI, le leader mondial du drone. Ce n’est pas par hasard que 3 drones sur 4 en usage professionnel sont estampillés DJI en France. Au fil des années, l’entreprise a su innover pour optimiser tous les composants de ses appareils, des hélices aux moteurs en passant par les caméras jusqu’aux systèmes de collecte et de transmission des données. À son actif, plus de 6 600 brevets déposés ! DJI a développé une gamme à destination des professionnels de la mesure. Le Phantom 4 RTK compte parmi ces drones de la gamme Enterprise.
Comme les précédents drones « Phantom » de DJI, le Phantom 4 RTK a la particularité d’être compact, léger, stable et particulièrement simple à piloter ! Il bénéficie d’une montée en compétence qui s’est progressivement effectuée à travers les trois précédents modèles. Son poids étant de seulement 1,4 kg pour 35 cm d’envergure, le Phantom 4 RTK a l’avantage d’être très facile à transporter et à déployer. Lorsque vous recevez le drone, vous n’avez qu’à le sortir de sa boîte, clipser les 4 hélices, et le voilà prêt à décoller ! Il se glisse en un clin d’œil dans un sac à dos pour vous suivre dans vos déplacements en avion ou à pied, lors de vos marches d’approche pour vous rendre sur site. Contrepartie inévitable de sa taille, il ne peut voler que sous un vent d’intensité modérée. Un autre drone comme le Matrice 300 RTK aura un gabarit plus adapté pour faire face au vent.
Pour pouvoir faire voler un drone en France, il est nécessaire d’être titulaire du brevet de télépilote, ce qui demande une formation divisée en 2 volets, un théorique, l’autre pratique (comptez 5 jours de formation pour sa préparation). Vous disposerez alors de toutes les connaissances pour respecter les procédures et savoir comment établir votre plan de vol, où voler conformément à la législation, à qui déclarer son vol… Le brevet obtenu, l’appropriation du matériel du Phantom 4 RTK se fera très naturellement.
Le Phantom 4 RTK est homologué pour voler en France, nativement en scénarios S1 et S3. Il peut en complément être équipé d’un coupe-circuit (moins de 200 €, pièce et montage compris) pour des vols en S2. En langage droniste, ces abréviations désignent des « scénarios de vol », S1 correspondant à un vol hors agglomération à vue, S2 à un vol hors agglomération hors vue, S3 à un vol à vue en zone peuplée. Le coupe-circuit indépendant du contrôleur de vol est obligatoire dans le cas de figure du scénario S2 pour permettre au télépilote de forcer l’arrêt si une défaillance de l’appareil était constatée. Contrairement aux drones pesant plus de 2 kg, le Phantom 4 RTK n’a pas à être équipé d’un parachute, grâce à son poids plume. Bien entendu, comme pour tous les drones professionnels, une déclaration préalable est nécessaire pour faire voler le Phantom 4 RTK en toute légalité. L’enregistrement se fait auprès de la Direction générale de l’aviation civile (DGAC) par le remplissage d’un formulaire en ligne.
Le Phantom 4 RTK peut grandement faciliter la prise de mesures pour le géomètre, par exemple lorsqu’il faut intervenir sur des toits, sur des terrains accidentés ou présentant des obstacles, ou encore sur des secteurs occupés par une forte densité de bâtiments, ou tout simplement pour cartographier de vastes surfaces. L’acquisition des données se fonde sur la technique de photogrammétrie : à partir des images des zones d’intérêt, acquises selon différents points de vue d’une part et un recouvrement significatif entre les clichés d’autre part, on obtient par des calculs de corrélation de pixels des rendus cartographiques précis en 2D (ortho-mosaïques) mais aussi en 3D (nuages de points, modèles 3D).
Comme tout repose sur ce que visionne le drone, la solution n’est pas la plus indiquée pour cartographier des zones végétalisées car en effet c’est typiquement la surface de la végétation qui sera extraite alors que c’est très généralement le sol qui importe. Dans ce cas et pour plus de détails, il faudra se tourner vers des drones d’un autre calibre embarquant la technologie LiDAR (pour « Light Detection And Ranging ») dont le laser saura traverser les obstacles visuels tels que le feuillage des arbres. Un drone Matrice 300 RTK couplé à une nacelle DJI Zenmuse L1 pourra remplir ces fonctions.
Avec le Phantom 4 RTK, tout se passe de manière automatique. Lorsque le drone est en vol, vous n’avez “rien à faire” de plus que le surveiller. C’est en amont que vous lui donnez sa mission. Les étapes de son emploi sont les suivantes :
Qui dit vol automatisé exige aussi la possibilité de reprendre le contrôle de l’appareil en cas d’imprévu. Pour cela, vous pouvez à tout moment passer en mode manuel. Sachez cependant que le drone est équipé de capteurs : il saura détecter tout seul un obstacle et s’arrêter de lui-même avant toute collision.
La vitesse maximale en vol du Phantom 4 RTK est de 16 m/s, lui conférant la capacité d’évoluer dans des vents jusqu’à environ 10 m/s (36 km/h). La vitesse de vol idéale en acquisition s’établit dans une fourchette allant de 4 à 6m/s. Dans ces conditions, sa batterie lui autorise un temps de vol d’environ 30 minutes, ce qui lui permet de couvrir environ 10 ha à 50m de hauteur de vol et de prendre plus de 700 photos. La productivité d’une mission peut être redoublée en recourant à la deuxième batterie fournie avec l’appareil, qui est également livré avec un chargeur 3 voies. Le temps de charge d’une batterie étant d’1 heure, il est aisé de relever plusieurs dizaines d’hectares en une journée là où sans drone, plusieurs jours, voire plusieurs semaines auraient été nécessaires. Tout cela en s’assurant une exhaustivité des résultats.
Le capteur embarqué sur le Phantom 4 RTK est une caméra de 1 pouce dotée d’un capteur de 20 millions de pixels. À 100 m du sol, il capture des images avec une résolution de 2,74 cm/pixel. L’obturateur de l’appareil est mécanique et non déroulant, ce qui améliore les prises de vues durant le mouvement l'enjeu étant d’éviter qu’elles soient floues. Cet aspect a une importance cruciale dans le traitement photogrammétrique (vitesse de calcul, conformité des rendus).
À chaque image, sont associées des métadonnées précises (merci au RTK) qui documentent le positionnement et l’orientation de chacun des clichés ; cela facilitera à la fois les calculs et améliorera la précision.
On le sait, le contrôle de la précision demeure la base du métier de géomètre. Alors pour une maîtrise parfaite, il est indispensable de poser des points de contrôle au sol appelés GCP (pour « Ground Control Point »), typiquement des cibles de 50X50cm qui seront géoréférencées à l’aide de votre système de topographie GNSS.
Cette étape, potentiellement chronophage, s’avère déterminante dans la productivité de votre flux de travail. C’est là qu’intervient tout le bénéfice du « RTK » (pour Real Time Kinematic) qui apparait dans la dénomination du drone. Le principe est simple : le drone est équipé d’un récepteur GNSS mobile. En le connectant par le réseau GSM à votre réseau de bases permanentes habituel (VRS Now, Teria, Satinfo, Actisat, Orphéon), ou par lien radio direct à la base GNSS DJI D-RTK2 (proposée en option), chacune des prises de vue du Phantom 4 RTK sera géopositionnée avec une précision XYZ centimétrique. La productivité s’accroît ainsi de façon majeure. D’une part, parce que le besoin en GCP est drastiquement réduit (de l’ordre de 80 à 100 %), épargnant du temps de mise en place, de levé, et de retrait. D’autre part, parce que les données RTK facilitent le processus de traitement du logiciel photogrammétrique, avec là encore un gain de temps à la clé.
La radiocommande DJI du drone Phantom 4 RTK est munie d’un écran HD lumineux de 5,5 pouces. Il permet de planifier et visualiser le vol via une application intégrée très intuitive et ergonomique, DJI GS RTK. La portée radio du drone s’étend jusqu’à 7 km du télépilote, ce qui garantit largement la fluidité de transmission requise pour le 1 km réglementaire (en scénario S1).
Une fois les images géoréférencées acquises, elles doivent être traitées pour générer au choix un nuage de points colorisé, un modèle 3D ou une ortho-mosaïque. C’est le rôle d’un logiciel de photogrammétrie, à acquérir en complément. Pour cela, le logiciel DJI Terra constitue une solution solide, simple d’utilisation et abordable, avec un temps de traitement très efficient. Installé sur ordinateur portable ou tablette, il est tout désigné pour obtenir un premier rendu des données directement sur le terrain, mais aussi pour servir de planificateur de vol (plus avancé que l’application DJI GS RTK), par le biais d’un appairage avec le drone. Une fois le traitement photogrammétrique réalisé, les données obtenues peuvent être intégrées aux suites logicielles utilisées par le géomètre pour la 3D. On peut citer les logiciels Trimble Realworks et Business Center (TBC), conçus pour l’exploitation de nuages de points : contrôle et analyse des données, production de livrables tels que des plans topographiques 3D, des modèles numériques de terrain ou de surface, des profils, des courbes de niveaux...
Avec des applications axées sur la cartographie, la topographie et l’arpentage, le Phantom 4 RTK est un drone de choix pour le géomètre qui souhaite se lancer dans la photogrammétrie. Accessible à moins de 5 000 € HT, il représente un investissement modeste pour un précieux gain de temps et une qualité de livrables renforcée. Pour davantage de spécifications techniques, vous pouvez consulter la fiche détaillée dédiée au Phantom 4 RTK sur le site de Geomesure.
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