FR3097198A1 - Installation de surveillance et de protection de zones sensibles - Google Patents

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Abstract

TITRE : Installation de surveillance et de protection de zones sensibles  Installation de surveillance et de protection de zones sensibles comprenant un drone (1) équipé de moyens de surveillance et de protection, un rail d’asservissement (3) installé à portée de la zone à protéger comportant un coulisseau (21) mobile le long du rail (3) et un fil de retenue (2) reliant le drone (1) au coulisseau (21) de façon que le drone captif (1), puisse évoluer de manière sécurisée dans un couloir (110) défini par le rail (3) et le fil (2). Figure 1

Description

« Installation de surveillance et de protection de zones sensibles »
DOMAINE DE L’INVENTION
La présente invention se rapporte à une installation de surveillance et de protection de zones sensibles telles que des zones stratégiques, des zones industrielles ou des zones aéroportuaires et plus généralement d’espaces à contrôler ou à surveiller de manière non nécessairement continue.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Les zones sensibles telles que des terrains militaires, des zones industrielles ou des zones aéroportuaires sont surveillées par des installations fixes avec des caméras de surveillance et des rondes de surveillance. Mais une telle surveillance n’est que locale, au niveau des champs de vision des caméras et ne donne pas une vision globale qui serait souvent plus utile pour détecter des évènements non prévisibles naturellement et qui, de ce fait peuvent se situer en dehors du champ de vision des caméras ou être cachés par des obstacles. Il existe aussi de nombreux espaces difficiles d’accès et ne permettant pas une surveillance efficace par l’examen régulier de l’état d’une installation, la détection d’éventuelles dégradations ou de tentatives d’accès.
Dans le cas d’installations aéroportuaires, outre la surveillance et les contrôles/défense d’accès, il y a la lutte contre le risque aviaire.
En effet le risque aviaire, c’est-à-dire le risque d’une collision entre un oiseau et un avion est un problème grave qui n’est résolu actuellement que partiellement et de façon relativement couteuse. Le risque existe notamment dans les zones aéroportuaires autour des pistes au décollage et à l’atterrissage des avions.
Ce risque est celui de l’impact d’un volatile dont l’énergie cinétique est importante, puisque égale à sa masse multipliée par le carré de la différence de vitesse entre le volatile et l’avion. Un exemple de différence de vitesse moyen à l’envol ou à l’atterrissage est de l’ordre 300 km/h et la masse d’un volatile se situe entre 1 et 5kg ce qui permet d’évaluer l’importance du choc. En effet il n’est pas rare que les oiseaux fracassent le nez ou les bords des ailes des avions ou encore qu’ils sont aspirés dans le réacteur. Ce dernier cas est particulièrement sérieux car les ailettes du turboréacteur risquent d’être abimées ou cassées en série puis éjectées, et percer des parois telles que celles du réservoir de carburant dans l’aile de l’avion et provoquant une série d’incidents particulièrement graves.
Pour réduire ce risque, il est connu de chasser les volatiles des abords des pistes ou éviter de les attirer à ces endroits en utilisant des émetteurs de bruit ou des détonations ou encore en les chassant ou en utilisant des rapaces dressés.
Ces différentes solutions, outre leur efficacité insuffisante ou précisément pour cette raison, nécessitent des temps d’intervention importants et sont donc particulièrement couteuses.
BUT DE L’INVENTION
La présente invention a pour but de développer une installation de surveillance et de protection de zones sensibles par une surveillance aérienne localisée sans créer de nouveaux risques et en particulier pour la protection de zones aéroportuaires contre les risques aviaires, qui soit efficace, diversifiable, sans risque pour les installations surveillées et le trafic aérien et dont la mise en œuvre ne demande que peu de personnel et de moyens.
EXPOSE ET AVANTAGES DE L’INVENTION
A cet effet, l’invention a pour objet une installation de surveillance et de protection de zones sensibles
caractérisée en ce qu’elle comprend
un drone équipé de moyens de surveillance et de protection,
- un rail d’asservissement installé à portée de la zone à protéger comportant un coulisseau mobile le long du rail
- un fil de retenue reliant le drone au coulisseau de façon que le drone captif, puisse évoluer de manière sécurisée dans un couloir défini par le rail et le fil.
Cette installation à l’avantage de pouvoir être placée à n’importe quel endroit dégagé tel que terrains en pente ou plats, terrains encombrés ou accidentés et difficiles d’accès, étangs, zones marécageuses, puisqu’il suffit de mettre en place deux poteaux ou pylônes et de tendre le câble formant le rail pour surveiller et protéger une zone sensible avec un drone sans créer des risques pour la zone par la chute éventuelle du drone ou de son interception malveillante et les conséquences qui pourraient en résulter.
Cette installation est extrêmement souple dans son utilisation. Elle s’applique à de nombreux domaines d’activités et en particulier, mais de façon non limitative, à la protection aéroportuaires pour éviter que des volatiles s’établissent dans des zones en bordure des pistes ou en amont de celles-ci et créent des risques aviaires, c’est-à-dire de collisions avec les avions.
Mais l’invention s’applique aussi à de nombreux autres domaines de surveillance et de protection de zones sensibles, difficiles d’accès ou encore dont l’accès est interdit. Ces zones peuvent être surveillées par une surveillance aérienne soit dans la zone même soit par les abords de la zone.
L’installation peut également équiper en parallèle des zones d’activités sportives pour suivre un évènement par des vues aériennes, mobiles, le long d’un parcours pour la surveillance ou les prises de vue, par exemple des pistes de ski ainsi surveillées occasionnellement ou en fonction de certaines nécessités à partir d’un couloir sécurisé bordant une piste de ski ou une partie de piste dangereuse ou encombrée. Cela permet de surveiller l’application des règles de sécurité et de bonne conduite des skieurs. Cela réduit le personnel de surveillance qui serait nécessaire directement sur place ou pour des interventions.
L’installation est d’une mise en œuvre particulièrement simple et efficace puisqu’il suffit de placer le rail d’asservissement pour limiter l’évolution du drone quelque soit le mode de commande utilisé pour celui-ci. Le drone est ainsi tenu à n’évoluer que dans un couloir sécurisé qui a globalement la forme d’un cylindre couché, de section semi-circulaire dépendant de la portée du fil de retenue et de la longueur du rail d’asservissement.
Suivant une caractéristique avantageuse, le rail d’asservissement est un câble tendu entre deux poteaux et le coulisseau est un anneau enfilé sur le câble.
Cette liaison de guidage et d’asservissement très souple permet au drone d’évoluer pratiquement librement comme s’il n’était pas relié au rail par le fil sauf que sa portée est limitée par le fil et le câble d’asservissement.
Suivant une autre caractéristique avantageuse le fil de retenue est relié à une attache portée par la cellule centrale du drone au niveau du centre de gravité du drone. Cette liaison a l’avantage de ne pas gêner ou de ne pas déranger le pilotage du drone puisque les efforts même faibles exercés par le fil de retenue ne perturbent pas l’équilibrage du drone, ces efforts s’exerçant au niveau du centre de gravité. L’attache étant prévue sous la cellule centrale, elle est en quelque sorte au droit du centre de gravité qui est à l’intérieur de la cellule centrale.
Suivant une autre caractéristique avantageuse le fil de retenue est choisi dans le groupe de moyens comprenant : un fil de retenue formé de deux segments reliés par une liaison détachable à la ligne, un fil de retenue muni d’une masselotte mobile ou fixe sur le fil de retenue, un fil de retenue relié par une tige rigide ancrée dans le dessous de la cellule centrale du drone et dont l’extrémité constitue l’attache du fil de retenue, un fil de retenue au moins partiellement élastique ou muni d’une partie élastique ou encore un fil de retenue dont l’extrémité reliée à l’attache est rigide ou rigidifiée à partir de l’attache.
Ces différentes formes de réalisation facilitent l’installation du drone et sa liaison avec le rail d’asservissement, c’est-à-dire le câble de guidage sans pour autant gêner le pilotage ni risquer que le fil de retenue ne soit emporté par un coup de vent et s’accroche aux rotors ou aux pales et déséquilibre le drone.
Suivant une caractéristique avantageuse le drone est équipé d’au moins une caméra télécommandée permettant de visionner des zones inaccessibles ou difficilement accessibles et cela très rapidement pour en contrôler l’état, d’éventuelles dégradations ou des tentatives d’incursions dans cette zone.
Suivant une autre caractéristique, le drone est équipé d’un parachute dont le déploiement est précédé de l’arrêt automatique des rotors, le parachute pouvant être déclenché automatiquement en cas de chute du drone ou de façon télécommandé.
Cette libération du parachute précédé par la coupure automatique des rotors du drone évite l’emmêlement du parachute dans les pales des rotors.
Dans le cas d’une installation de surveillance et de protection destinée à protéger une zone aéroportuaire contre les risques aviaires, l’installation est positionnée sur ou près de la zone sensible notamment en bordure de piste ou en bout de piste et le drone est équipé d’accessoires de sonorisation, de bruitage ou d’émissions de signaux optiques pour effaroucher les oiseaux dans et aux abords de la zone sensible telle qu’une piste.
Suivant une autre caractéristique l’invention s’applique à une installation pour protéger une zone aéroportuaire telle qu’une piste contre les risques aviaires, cette installation étant caractérisée en ce qu’elle est positionnée sur ou près de la zone sensible notamment ou l’extrémité de la piste et le drone est équipé d’accessoires de sonorisation et de bruitage ou d’émissions de signaux optiques pour effaroucher les oiseaux dans et aux abords de la zone sensible.
En résumé l’installation selon l’invention permet de manière très efficace d’assurer la surveillance et la protection de zones relativement étendues avec un personnel réduit par exemple un seul opérateur qui fait évoluer le drone au-dessus de la zone à surveiller, déclenche les actions par exemple d’effarouchement ou permet des prises de vues qui peuvent ensuite être exploitées.
La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l’aide de modes de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels :
est une vue en perspective très schématique d’une installation de surveillance et de protection selon l’invention
est une autre vue de l’implantation de l’installation de surveillance et de protection
est le schéma d’un drone équipé selon l’invention.
DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION
Selon la figure 1, l’invention a pour objet une installation de surveillance et de protection de zones notamment de zones sensibles par une surveillance aérienne, localisée, effectuée de manière périodique ou aléatoire par un opérateur, sans créer de risques pour les équipements et les installations de la zone surveillée.
Cette installation 100 se compose d’un drone 1 équipé de différents moyens de surveillance, d’intervention et de commande à l’aide d’une télécommande 11 équipée d’un écran 111.
Le drone 1 est relié par un fil de retenue 2 à un rail d’asservissement 3 en forme de câble tendu entre deux mats 31. Une extrémité du fil 2 est reliée au câble 3 par un coulisseau 31 installé sur le câble ; l’autre extrémité est reliée au drone 1 en un point situé sur ou au moins à proximité du centre de gravité de la cellule centrale pour que les efforts mêmes très faibles exercés par le poids et/ou la tension du fil de retenue 2 ne déstabilisent pas l’évolution du drone 1 et ne compliquent pas son pilotage.
Le fil de retenue 2 est un fil léger et résistant comme un fil en fibres synthétiques telles que des fibres PPD-T ou un fil ayant une certaine élasticité ou un segment élastique pour réduire l’éventuel mou du fil et le tendre.
Le fil 2 relié au dessous du drone 1 comporte de préférence une petite masselotte 22, en forme d’anneau glissant sur le fil 2 pour que le fil forme une courbe en chaînette et ne vole pas librement entre le coulisseau 21 le reliant au câble d’asservissement 3 et son point de fixation au drone 1.
Cette masselotte 22 coulisse librement sur le fil 2 en fonction de la position/altitude du drone 1 par rapport au coulisseau 21. Selon une variante, la masselotte glisse sur une longueur limitée du fil de retenue 2 ou est fixée à celui-ci.
Le câble d’asservissement 3 est installé à une hauteur suffisante pour ne pas toucher le sol et ne pas gêner le mouvement du coulisseau 21. A titre d’exemple, le câble 3 est installé sur les mats 31 pour que son point le plus bas soit à une hauteur de 2-3m du sol et ne constitue pas un obstacle pour le passage des personnes ou de petits véhicules.
Pour accéder à la zone sensible en vue aérienne ou pour permettre de protéger les abords de cette zone, le drone 1 est équipé de moyens de surveillance et d’intervention tels qu’une caméra de façon que le pilote puisse voir et surveiller l’espace survolé par le drone sur l’écran 110 de sa télécommande 11 et adapter l’évolution du drone et son action à des évènements très localisés dans la zone à protéger et à surveiller et améliorer ainsi l’efficacité de l’action par un effet de proximité.
Comme le câble 3 est à une hauteur non accessible et en particulier près des mats 31, il est avantageux de réaliser la liaison entre le drone 1 et le coulisseau 21 par un fil en deux segments 2a, 2b réunis par une liaison détachable 23 arrivant près du sol lorsque le drone est proche et que le fil 2 est détendu. Cela permet de détacher le segment 2b et de l’enlever ainsi que le drone 1. Cette variante est représentée à la figure 1 par le tracé en trait interrompu du fil 2 composé des deux segments 2a, 2b.
La réunion des deux segments 2a, 2b du fil 2 peut avantageusement constituer la petite masselotte tirant sur le fil pour le tendre légèrement.
Il peut également être prévu un enrouleur de fil automatique ou télécommandé sur le coulisseau 21 ou le drone 1.
L’installation 100 est placée en bordure ou dans une zone à protéger par exemple pour accéder à la zone en vue aérienne ou protéger les abords de cette zone, par exemple en bout de piste 120, qui est, par principe, une zone vierge sur une certaine longueur dans le prolongement de la piste 120.
L’installation 100 développe un couloir d’évolution sécurisée 110 du drone 1 délimité latéralement par la portée qui est fonction de la longueur du fil de retenue 2. Le drone 1 ne peut sortir des limites de ce couloir 110 même en cas d’incident comme une collision en vol avec un oiseau, une défaillance mécanique ou informatique ou encore un piratage pour sa prise de contrôle par un tiers.
Selon les applications, plusieurs configurations sont possibles en fonction de la capacité d’emport du drone.
Un drone léger avec une capacité d’emport réduite, aura un fil de retenue reliant le drone au câble de guidage qui est un élastique simple et apporte une certaine souplesse d’évolution au drone et un poids contenu. Le drone vole à une hauteur fixe en fonction de la longueur de câble de liaison.
Un drone ayant une capacité d’emport plus importante, peut être équipé d’un enrouleur automatique du fil de retenue qui permet de faire travailler le drone à différentes hauteurs de vol sans avoir à ajuster manuellement la longueur du câble de liaison.
En variante il est prévu un dispositif d’avertissement et de mise à terre du drone en cas de rupture du fil de liaison. L’opérateur peut, avant d’effectuer une mission, choisir un avertissement simple indiquant la coupure du fil ou en plus de l’avertissement, l’arrêt automatique des rotors avec le déclenchement d’un système de limitation d’impact tel que le déploiement d’un parachute après la coupure préalable des rotors pour éviter que le parachute ne s’emmêle dans les pales.
Selon une variante, le drone est équipé d’un détecteur pour détecter la coupure du fil 2 et commander l’arrêt des moteurs des rotors suivi du déploiement du parachute.
La figure 2 montre l’installation 100 pour une zone à surveiller et à protéger 120a. L’installation 100 est à cheval sur cette zone par son couloir d’évolution 120 qui, globalement est un demi-cylindre couché dans lequel évolue le drone 1. Cette surface à surveiller 120a est par exemple une installation industrielle, une aire de stockage, un parc industriel ou autre surface relativement importante qu’il faut surveiller par une observation aérienne. Le couloir d’évolution sécurisée 110 peut également se situer en bordure d’une zone à protéger qu’il est intéressant de surveiller périodiquement ou de façon aléatoire par une surveillance aérienne locale.
La figure 2 montre comme autre exemple, celui de la protection d’une zone aéroportuaire en bout de piste 120a. L’installation 100 et son couloir sécurisé 110 sont en dehors du couloir réservé aux avions et le drone 1, même piloté par sa prise en main malveillante, ne pourra pas sortir du couloir 110 et créer une menace dans le couloir aérien.
Dans le cas de cet exemple, en bout de piste 120b, il y a comme cela est souvent le cas, un terrain SF marécageux ou en friches ou difficilement accessible s’il s’agit d’un étang ou d’un marécage. Il sera néanmoins facile à surveiller par la caméra du drone 1 et à sécuriser par les moyens d’effarouchement embarqués et activés de manière précise au bon endroit et en restant dans le couloir sécurisé 110. Pour effaroucher les volatiles en agissant en toute proximité pour les faire fuir et nidifier ailleurs, l’opérateur active ses équipements d’effarouchement par des signaux lumineux, des signaux sonores, des cris ou des bruits de détonation.
De telles interventions sont possibles même pendant l’activité de la zone sensible et donc elles sont beaucoup plus efficaces que les interventions pendant l’arrêt de l’activité de la zone.
L’installation de surveillance 100 peut être prévue en bordure d’une zone sensible ou à l’intérieur de celle-ci pour faire des surveillances aériennes ou des contrôles de l’état des bâtiments ou des équipements de telles zones ou permettre un contrôle aérien dans le cas d’un accès difficile ou encore contrôler les abords de la zone pour détecter d’éventuelles dégradations ou tentatives d’accès ou vérifier l’état d’un matériel statique, difficile en accès direct.
Ainsi et à titre d’autre exemple, l’installation 100 équipe un parc de panneaux solaires pour vérifier rapidement et efficacement par le dessus, l’état des panneaux ou le degré d’encombrement et autres défauts ou incidents difficiles à localiser par la simple surveillance des paramètres électriques/électroniques des panneaux ou le passage du sol entre les rangées de panneaux.
La zone à surveiller peut également être celle d’une centrale électrique, d’une usine, d’une aire de stockage et de toute sorte de zones à surveiller pour pouvoir les protéger contre les dégradations naturelles, les vols, les intrusions, sans risquer la prise de contrôle et le détournement du drone 1.
La figure 3 est une vue schématique du drone 1 selon l’invention portant une cellule centrale 12 reliée par des bras 13 à des rotors 14.
La cellule centrale 12 est équipée d’une unité centrale 121 pour la commande, d’un émetteur/récepteur 122 en liaison avec la télécommande 121 et de différents équipements.
Le dessous de la cellule 12 a une attache 123 pour le fil de liaison 2. Cette attache 123 peut être complétée par un enrouleur automatique ou commandé du fil 2. L’attache 123 est située au niveau du centre de gravité du drone pour ne pas déstabiliser son évolution.
Le fil de retenue 2 peut également être alourdi ou rigidifié sur une certaine longueur à partir de son extrémité reliée à l’attache 123 pour éviter qu’un coup de vent ne risque de pousser le fil dans les pales des rotors.
Pour protéger le drone 1 en cas de chute, celui-ci est équipé d’un parachute 124 à déclenchement commandé précédé de l’arrêt automatique des rotors. L’avant et/ou les côtés sont munis de caméras 124 fournissant les images envoyées à la télécommande 11. Les moyens actifs 126 pour la protection de la zone sensible sont des générateurs de signaux lumineux et/ou des générateurs de bruit à différentes fréquences pour effrayer les volatiles ou plus généralement transmettre un message sonore ou vocal.
L’installation de protection selon l’invention est d’une mise en œuvre très simple du drone 1 car il suffit de relier celui-ci au câble 3 déjà installé et de le télécommander selon le programme d’inspection ou de déplacement prévu ou un programme aléatoire. Les images prises peuvent être enregistrées. Selon le cas, des moyens actifs sont mis en œuvre tels que les générateurs de bruit ou de signaux sonores avec des fréquences variables ou tout autre moyen pour effrayer des volatiles dans le cas de zones aéroportuaires.

NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX
100 Installation
110 Couloir d’évolution sécurisée/couloir sécurisé
120a Zone sensible/Piste
120b Zone sensible/Piste
1 Drone
11 Télécommande
111 Ecran
12 Cellule centrale
121 Unité centrale de gestion
122 Emetteur/récepteur
123 Attache/enrouleur
124 Parachute
125 Caméra
126 Eléments actifs/Accessoires de sonorisation et de bruitage/Emetteur de signaux optiques/générateur de bruits à différentes fréquences.
13 Bras
14 Rotors
2 Fil de retenue
2a Segment du fil
2b Segment du fil
21 Coulisseau
22 Masselotte
23 Liaison détachable
3 Rail d’asservissement/câble
31 Mat

Claims (6)

  1. Installation de surveillance et de protection de zones sensibles
    comprenant
    - un drone (1) équipé de moyens de surveillance et de protection (125, 126),
    - un rail d’asservissement (3) installé à portée de la zone à protéger comportant un coulisseau (21) mobile le long du rail (3)
    - un fil de retenue (2) reliant le drone (1) au coulisseau (21) de façon que le drone captif (1) puisse évoluer de manière sécurisée dans un couloir (110) défini par le rail (3) et le fil (2),
    caractérisée en ce que
    le fil de retenue (2) est relié à une attache (123) portée par la cellule centrale (125) du drone (1) au niveau du centre de gravité du drone (1).
  2. Installation selon la revendication 1,
    caractérisée en ce que
    le rail (3) est un câble tendu entre deux poteaux (31) et le coulisseau (21) est un anneau enfilé sur le câble (3).
  3. Installation selon la revendication 1,
    caractérisée en ce que
    le fil de retenue (2) est choisi dans le groupe de moyens comprenant :
    - un fil de retenue (2) formé de deux segments (2a, 2b) reliés par une liaison détachable (23)
    - un fil de retenue (2) muni d’une masselotte (22) mobile ou fixe sur le fil (2)
    - un fil de retenue (2) relié par une tige rigide ancrée dans le dessous de la cellule centrale (125) du drone (1) et dont l’extrémité constitue l’attache (123) pour le fil de retenue (2)
    - un fil de retenue (2) au moins partiellement élastique ou muni d’une partie élastique
    - un fil de retenue (2) dont l’extrémité reliée à l’attache (123) est rigide ou rigidifiée sur une faible longueur à partir de l’attache (123).
  4. Installation selon la revendication 1,
    caractérisée en ce que
    le drone (1) est équipé d’au moins un ou plusieurs moyens de protection et de surveillance choisis dans le groupe comprenant une caméra (125), un moyen effaroucheur de volatiles par des accessoires de sonorisation et de bruitage (126) pour émettre des sons, des bruits, des détonations et des signaux lumineux.
  5. Installation selon la revendication 1,
    caractérisée en ce que
    le drone (1) est équipé d’un parachute (124) et d’un moyen de commande de l’arrêt automatique des rotors (14).
  6. Installation selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 pour protéger une zone aéroportuaire telle qu’une piste contre les risques aviaires,
    caractérisée en ce qu’
    elle est positionnée sur ou près de la zone sensible (120a, 120b) notamment en bout de piste et
    le drone (1) est équipé d’accessoires (126) de sonorisation et de bruitage ou d’émission de signaux optiques (126) pour effaroucher les oiseaux dans et aux abords de la zone sensible (120a, 120b).
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