Les drones à crottes permettent aux égouts de fonctionner sans intervention humaine.

Le matin de la veille de Noël 2016, les habitants d'une maison de Fraser, dans le Michigan, ont entendu un curieux bruit de « pop-pop-pop » provenant de leurs murs. Après avoir d'abord cru à de la neige fondante tombant du toit, ils ont vite compris la vérité : le bruit provenait de briques qui se déformaient tandis que leur maison s'effondrait lentement.

La maison et plusieurs maisons voisines ont été évacuées pendant que les autorités évaluaient la situation et en déterminaient la cause : un intercepteur d'égout effondré menaçait plusieurs maisons et une longue portion de la route 15 Mile, très fréquentée à Fraser. Ce n'était pas vraiment le début des fêtes de fin d'année qu'on aurait souhaité.

« L'impact sur notre réseau et notre communauté a été considérable », explique Vince Astorino. En tant que directeur des opérations au bureau des travaux publics du comté de Macomb, il est chargé de superviser le fonctionnement quotidien des infrastructures de traitement des eaux usées du comté, notamment quelque 110 kilomètres de canalisations. « Un égout de 3,3 mètres de diamètre et d'environ 21 mètres de profondeur a subi une défaillance qui a considérablement réduit le débit des eaux usées. Ce tronçon de canalisation se trouve à proximité de l'exutoire principal de notre réseau et environ 800 000 habitants en dépendent pour évacuer leurs eaux usées en aval. »

Grâce à l'intervention rapide d'Astorino et de son équipe, des systèmes de dérivation ont été installés à temps pour empêcher le refoulement des eaux usées dans les habitations des résidents. Finalement, un seul bâtiment – ​​celui où le bruit de claquement a été entendu – a dû être démoli. Mais il a fallu attendre neuf mois avant que le tronçon de canalisation incriminé, soit environ 1 200 mètres, soit entièrement remplacé. Le coût direct pour les contribuables s'est élevé à environ 75 millions de dollars, sans compter les coûts supplémentaires pour les résidents et les entreprises voisines suite à la perturbation.

La clé pour prévenir de telles catastrophes est l'inspection régulière des canalisations d'égout, afin de repérer les fissures et les crevasses qui, si elles ne sont pas traitées, peuvent entraîner des infiltrations de terre et, à terme, l'effondrement de la canalisation. Cependant, les canalisations d'égout peuvent être sombres, exiguës et remplies de poches de gaz, ce qui rend l'inspection de grands réseaux par les méthodes traditionnelles (généralement un robot télécommandé équipé d'une caméra, voire une inspection en personne) lente, coûteuse et souvent dangereuse.

C'est là qu'interviennent les drones. Conçus et fabriqués pour fonctionner dans des espaces confinés, une nouvelle génération de robots volants est envoyée dans les égouts pour effectuer des inspections de manière plus sûre et plus efficace.

L'Elios 3 est l'un de ces drones, conçu et fabriqué par la société suisse Flyability et utilisé par des acteurs majeurs du secteur comme Veolia. Équipé de série d'une cage de protection, d'un exosquelette résistant aux chocs, d'un éclairage de 16 000 lumens, d'une caméra 4K et d'un LiDAR, il peut naviguer dans des canalisations sombres et poussiéreuses tout en créant un modèle 3D en temps réel de l'environnement. Sa conception modulaire lui permet également d'être équipé de charges utiles spécialisées, telles que des capteurs de gaz explosifs ou des jauges d'épaisseur à ultrasons.

Eloise McMinn Mitchell, responsable communication chez Flyability, explique que l'entreprise enregistre une forte croissance de ses ventes grâce aux capacités et à l'efficacité de l'Elios 3 par rapport aux inspections humaines en personne, notamment pour les égouts. « Pour inspecter une section d'égout sous une route, il faut des équipes d'au moins quatre personnes et dévier la circulation à plusieurs endroits. Avec le drone, deux personnes suffisent, et personne n'a besoin de grimper dans l'égout, ce qui élimine les risques liés aux espaces confinés et à l'exposition aux environnements dangereux. »

Par conséquent, les règles de sécurité concernant les drones sont beaucoup moins strictes que celles appliquées aux humains, ce qui, selon McMinn Mitchell, réduit considérablement le coût des inspections. « Le coût est en moyenne réduit de 40 % par rapport aux méthodes traditionnelles, et le drone permet d'inspecter 900 mètres par jour, contre 400 mètres auparavant. »

En mai 2024, afin de rationaliser son processus d'inspection, le comté de Macomb a adopté une approche technologique combinant un drone Asio X télépiloté, fabriqué par Flybotix, concurrent de Flyability, et un logiciel appelé SewerAI. Le coût total de ces deux opérations s'élevait à environ 100 000 dollars. Auparavant, le comté dépensait 1 million de dollars en inspections tous les trois ans, inspectant manuellement les images pour détecter les défauts, dont beaucoup pouvaient passer inaperçus en raison de la mauvaise qualité des images.

D'environ 40 cm de diamètre et équipé d'un puissant éclairage de 40 000 lumens, d'une caméra 4K et d'une cage de protection anticollision, l'Asio X peut capturer des vidéos d'une netteté exceptionnelle du réseau d'égouts, même dans les canalisations les plus étroites. Astorino décrit cette méthode comme une véritable « différenciation ».

Contrairement à certains drones grand public récents, qui volent de manière quasi autonome, l'Asio X nécessite principalement un contrôle manuel, et ce, dans des environnements très difficiles, comme le souligne Astorino : « Il fait sombre, le flux d'air peut changer rapidement dans un espace confiné, et gérer une trajectoire de vol au-dessus d'un courant d'eau dans un tuyau étroit est un défi. » Il laisse donc le pilotage aux experts : « Notre opérateur principal, le capitaine Zach, est capable de voler dans des environnements très difficiles. »

Cela dit, le processus d'inspection en lui-même est simple. « Une antenne est descendue dans le regard pour transmettre la puissance du signal du contrôleur au drone », explique Astorino à WIRED. « L'opérateur pilote le drone d'un regard à l'autre et enregistre des vidéos tout au long de la trajectoire. » Avec une autonomie d'environ 20 minutes, l'Asio X peut documenter environ 300 mètres de canalisation en un seul vol, capturant non seulement des vidéos, mais aussi des scans LiDAR et infrarouge, ainsi que des relevés de gaz lors de son passage dans une section d'égout.

Avec l'ancien système, les données vidéo étaient analysées sur le terrain, l'opérateur caméra enregistrant les défauts lors de sa navigation dans les canalisations. Désormais, les données capturées par drone sont transmises aux sous-traitants de SewerAI, qui les analysent grâce à leurs algorithmes assistés par IA pour identifier automatiquement les défauts. Astorino me confie que cela a révolutionné la donne, permettant à son équipe de réaliser d'énormes économies de temps et d'argent.

« Nous avons effectué des mois de tests sur le terrain avec des vidéos codées provenant de différents entrepreneurs, comparant les performances de SewerAI avec les mêmes images. À chaque fois, SewerAI a excellé dans ses capacités de détection et de codage. » Auparavant, l'inspection d'une section de canalisation d'égout pouvait prendre des mois, mais SewerAI s'est engagé à transmettre l'analyse des données au comté sous 10 jours ; Astorino précise que le processus est généralement effectué sous 24 heures.

L'équipe a été tellement impressionnée par le logiciel que même dans les zones inaccessibles par drone et nécessitant des méthodes d'inspection plus traditionnelles (tuyaux de petit diamètre, par exemple), les données obtenues sont désormais transmises pour analyse plutôt que d'être codées sur le terrain. Les anciennes données peuvent également être rapidement examinées et réanalysées, détectant ainsi les défauts que les entrepreneurs initiaux auraient pu ignorer à l'époque. Cela permet d'effectuer les réparations là où elles sont le plus nécessaires, évitant ainsi une aggravation des conditions pouvant entraîner des incidents désastreux et coûteux comme celui de 2016.

Le comté de Macomb a été un pionnier dans ce domaine. Premier comté du Michigan à utiliser cette combinaison de drones et de logiciels d'IA pour l'inspection des infrastructures souterraines, il a remporté deux prix nationaux pour son approche avant-gardiste. Mais Vince Astorino m'explique que son équipe et lui sont toujours à la recherche de nouvelles façons de moderniser leurs opérations. « Il est difficile d'exclure de grandes avancées technologiques dans ce domaine, surtout avec la course effrénée à l'IA qui nous entoure. Nous gardons nos options ouvertes. »