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TPE : La livraison à domicile par drone

Aujourd’hui la majeure partie des livraisons se fait par le biais de camions ou de camionnettes. Mais certaines marques précurseurs dans leur vision des choses imaginent déjà le moyen de livraison de demain, et elles voient dans le drone un bon remplaçant de nos actuelles camionnettes.

Cependant les drones sont-ils vraiment une alternative intéressante aux moyens actuels de livraison ?

Nous vous proposons de le découvrir à travers cet article qui traite la question autour de la problématique : « La livraison à domicile par drone : gadget, utile, rentable, écologique… ? ».

Bonne lecture !

Sommaire 

 

LE DRONE

Définition :

Un drone est une machine télécommandée, terrestre aérienne ou maritime, qui peut être utilisée pour des tâches diverses dans différents domaines. Il est principalement utilisé pour réaliser certaines prises de vues dans le cinéma, pour le loisir ou encore dans le secteur militaire.

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Différents types de drones :

Militaires : Il y a plusieurs types de drones militaires. Ils sont utilisés pour des missions de reconnaissance, généralement à hauts risques pour les soldats. En temps de guerre ils sont utilisés pour l’espionnage mais peuvent également servir pour larguer des bombes.

Loisirs : Les drones de loisirs peuvent être achetés par des particuliers pour se divertir. Il est utilisé pour filmer des paysages d’un point de vue nouveau.

Aquatique : Les drones aquatiques sont utilisés pour réaliser des vidéos et des photos ou pour faire des opérations de reconnaissance et des prélèvements de matière.

L’octocopter : L’octocopter ou gros porteur, est composé de 8 moteurs lui permettant de soulever de lourdes charges, il est principalement utilisé dans le cinéma pour porter des caméras pesants environ 7,5 kilogrammes.

Le drone de livraison : Ce drone a pour but de transporter une cargaison d’un point A à un point B. Il est utilisé par les professionnel essentiellement , pour l’instant, et est testé pour livrer les particuliers. Ce drone est très peu mis en place et est en plein développement. Différents prototypes sont aujourd’hui testés mais sont utilisation a grande échelle n’est toujours pas possible.

 

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D’où vient le drone ?

Le premier drone date de la première guerre mondiale, des ingénieurs ont réussi à faire voler un avion radio télécommandé, sans pilote donc ! C’est lors de la Seconde Guerre mondiale que cette idée d’avions sans pilotes a été très recherchée suite à la perte de nombreux avions et de leurs équipages. Cette technologie est vraiment apparue dans le but de limiter les morts durant les guerres. C’est ensuite que l’idée d’utiliser le drone dans d’autres secteurs est venue.

 

LE POINT DE VUE SOCIAL

Les points négatifs :

Cette nouvelle technologie qu’est le drone livreur ne rassure pas tout le monde pour différentes raisons. Tout d’abord, les problèmes de sécurité inquiètent beaucoup les gens. En effet, un drone peut avoir un problème électrique ou mécanique en vol et donc tomber sur des personnes, des animaux mais aussi sur les routes et provoquer ainsi des accidents. Les drones peuvent aussi être attaqués par des oiseaux et tomber au sol. La qualité du colis en arrivant inquiète beaucoup aussi, si le drone atterrit mal, le colis peut être endommagé et donc les objet fragiles livrés peuvent casser. Il existe aussi le risque de vol, n’importe qui peut commander un colis puis empêcher le drone de livraison de repartir pour le voler mais aussi intercepter le drone et voler le colis. La populations interrogée à ce sujet est aussi inquiète sur le coût de la livraison qui pourrait augmenter. Certaines personnes s’inquiètent aussi de l’environnement, non pas que cela pollue l’atmosphère mais que le ciel soit rempli de drones toute la journée et que le bruit des drones soit omniprésent.

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Les points positifs :

Cette nouveauté a aussi des aspects positifs qui plaisent  la population malgré beaucoup d’inquiétudes. Les gens pensent que cette technologie améliorerai la rapidité de livraisons jusqu’à pouvoir être livré quelques heures après avoir commandé ce qui aurait de gros avantages pour les commandes urgentes. Ils pensent aussi que le fait d’être livré par drone réduirait la pollution car les commandes les plus rapides font déplacer un camion qui pollue alors qu’il n’est pas plein et cela n’est pas rentable, autant déplacer un seul drone pour un colis, de plus, les drones étant électriques, ils ne polluent presque pas.

Les chiffres :

40% des consommateurs sondés affirment qu’ils utiliseront le drone pour être livrés et 39% sont moins sûrs qu’ils utiliseront la livraison par drone mais le feront peut-être. Ce qui laisse 21% des sondés qui n’utiliseront pas le drone car il y a trop de risques selon eux. Les gens sont quand même moins inquiets au fur et à mesure du temps sauf pour le risque de vol mais pour le reste des inquiétudes, plus de 50% des gens sont inquiets.

 

Ce qui existe déjà :

Il existe quelques projets déjà en fonctionnement dans le monde, pars exemple en Islande, La société FlyTrex a établi une ligne urbaine à Reykjavik la capitale. Plus proche en France, La Poste utilise une ligne hebdomadaire dans le Var.

Reykjavik (Islande) :

A Reykjavik, la capitalz de l’Islande, une ligne régulière de livraison par drone existe pour livrer de la nourriture commandée sur le site « AHA » dans le quartier de Grafarvogur qui est séparé du reste de la ville par une baie. Contourner cette baie en voiture peut prendre jusqu’à 25 min alors que le drone le fait en seulement 4 min.

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Carte de Reykjavik avec le quartier de Grafarvogur en bleu

Le trajet de 3.5km environ se réalise sans pilote, néanmoins un employé de l’entreprise doit se trouver au décollage pour le déclencher manuellement et charger le drone, puis à l’atterrissage pour décharger et faire repartir le drone.

Cette installation a été implantée par l’entreprise Flytrex qui est spécialisée dans l’installation de lignes de livraison pars drone.

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Cette ligne est la première ligne de livraison par drone urbaine, elle s’est montée « au nez et à la barbe d’Amazon » pour citer le journal : « Le Monde ».

Cette ligne est présentée comme la première ligne de livraison par drone sans pilote urbaine.

C’est un premier exemple en taille réduite de ce qui pourra être réalisé dans le futur par des géants tels qu’Amazon.

Dans le Var (France) :

En France La Poste a mis en place une ligne hebdomadaire qui livre des colis aux start-ups de la pépinière d’entreprises de Pourrières (Var).

La ligne fait environ une quinzaine de kilomètre entre le centre de distribution DPD et les start-ups.

Caractéristiques techniques du drone

·        Autonomie : jusqu’à 20km

·        Charge utile : jusqu’à 3kg

·        Vitesse de croisière : 30km/h

·        Système de navigation bénéficiant d’une portée de transmission pouvant aller jusqu’à 50Km

·        6 Rotors électriques, cadre en fibre de carbone

·        Electronique embarquée de dernière génération

·        GPS embarqué et caméra avec transmission de données

·        Electronique redondante

·        Parachute autonome (détecte les anomalies en cours de vol et se déclenche automatiquement en cas de chute)

Toutes les caractéristiques du drone sont données dans le document ci-dessus.

La grosse différence avec le système de livraison de Reykjavik se trouve dans premièrement dans le système de pilotage, on retrouve ici un pilote agréé et formé pars la DGAC contrairement à Reykjavík où le drone se déplace de manière autonome. Le second changement se situe dans la façon dont le drone dépose le colis, à Reykjavik où un employé de l’entreprise devait charger et décharger le drone, chez La Poste le drone se pose dans un socle qui permet d’augmenter la sécurité et de faciliter le chargement. *

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Ce système de livraison n’est pour l’instant disponible que sur un trajet extrêmement limité pour sa phase de test.

Pour La Poste les drones seraient un moyen de répondre à la problématique du « dernier kilomètre ».

Energie

Rentable

Pour effectuer notre expérimentation, nous avons contacté une entreprise angevine, Morgan View, proposant des drones permettant de porter une charge afin de pouvoir mener une expérience pertinente. Après avoir discuté de notre projet à M. Philippe Vioux, le télépilote.

Les drones peuvent être pratiques dans certains cas de figure.

En effet nous avons expérimenté les possibles trajets qu’un drone pourrait faire grâce à l’aide de Philippe Vioux de l’entreprise Morgan View.

Grâce à lui nous avons pu effectuer un vol en drone (un Phantom 4 Pro de la marque DJI) en janvier pendant la période où il a fait un mauvais temps pendant 15 jours, il nous a donc réservé un hangar à la Cité de l’Objet Connecté à Angers.

Démarche : initialement prévu au parking de Terra Botanica, nous avons grâce à l’aide de M. Vioux fait notre expérimentation dans un hangar de la Cité de l’Objet Connecté faute d’avoir eu des conditions climatiques favorables.

Avant toute chose, l’expérimentation étant effectuée en intérieur nous avons ici des mesures sans vent pour avoir des mesures dans les mêmes conditions climatiques pour chaque vol. Nous avons effectué au total 5 vols, 1 vol test pour vérifier la faisabilité de notre expérience et 4 vols pour tester les différentes possibilités d’un vol en drone. Nous avons fait 2 vols à vide pour avoir des valeurs étalon pour avoir une idée de la consommation sans charge. Pour chaque vol, le protocole fut le même : Avant le décollage, nous avions accès à la capacité maximale (mAh) de la batterie et la charge actuelle. La batterie étant chargée au maximum, ces deux valeurs étaient égales. Nous ne pouvions pas accéder à ces valeurs pendant le vol donc tous les 100 mètres nous prenions le pourcentage de batterie restante pour pouvoir à combien cela correspondait par rapport à la capacité maximale. En fonctionnant ainsi nous avons pu faire un graphique et un tableau comparatif.

Valeurs de consommation et comparaison :

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  • 863,56 mAh (15%) pour le vol en ligne droite à vide

  • 1155,8 mAh (20%) pour le vol en situation d’évitement à vide

  • 1731,97 mAh (31%) pour le vol en ligne droite avec la charge

  • 2687,46 mAh (47%) pour le vol en situation d’évitement avec la charge

A partir du graphique et du tableau ci-dessus, nous pouvons constater que la charge sur un drone (225gr) influe beaucoup sur la consommation du drone : Jusqu’à 2 voire 2,5 fois plus par rapport à un vol du même type sans charge.

Cependant, le paramètre du type de vol n’influe pas tant sur le drone, dans les deux situations de charge le vol en situation d’évitement consomme environ 1,5 fois plus d’énergie que le vol.

On peut en conclure que le paramètre de la charge influe beaucoup sur la consommation en énergie du drone et donc sur son temps de vol. Donc il faudrait améliorer la batterie pour qu’elle supporte mieux les charges.

Calcul de la charge totale

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Calcul de l’énergie : UIt

U=Tension

I= Intensité

t= Temps

 

Ordre d’idée de la perte de distance :

On va prendre la situation la plus consommatrice : l’évitement.

  • 20 % à vide sur 500m, donc le drone pourrait parcourir 2500m avec la batterie complète.

  • 47 % avec la charge de 225g sur 500m, donc le drone pourrait à peine parcourir 1000m

 

Cela montre l’ordre de grandeur de l’impact de l’ajout de masse sur l’autonomie du drone.

Comparaison avec la livraison actuelle

Actuellement, le véhicule de livraison le plus utilisé est la camionnette.

Pour ce qui est de la rentabilité nous avons, après enquête auprès de nos professeurs encadrants, choisi de « comparer » le drone avec un Renault Kangoo de classe C de l’année 2017.

En regardant la fiche technique du véhicule, nous avons relevé 2 informations :

  • La consommation moyenne du véhicule : 5,25L/100km avec un réservoir de 56L

  • L’émission en CO2 du véhicule : 140g/km

Grâce à la consommation moyenne du véhicule nous avons pu calculer la consommation du véhicule sur 1km (0,05L) et donc en prenant le prix du litre de gazole à la station-service la plus proche du lycée (1,32€), bien qu’il change tout le temps, nous avons déterminé que le prix d’un kilomètre en camionnette est de 0,7€.

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Pour le drone, à partir de la recharge effectuée sur une des batteries utilisées pendant l’expérimentation et vidée à son maximum. En analysant les valeurs obtenues durant la charge et en regardant le prix de l’électricité nous avons déterminé le prix d’un kilomètre en drone : 0,47€.

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Pour l’aspect écologique, nous avons trouvé sur la fiche technique de la camionnette que l’émission de CO2 est de 140g/km or un drone consomme de l’énergie électrique pour fonctionner donc ce dernier n’émet pas de CO2.

Conclusion : le drone est un moyen écologique par sa consommation en énergie électrique et économique par le prix de cette énergie.

LA LÉGISLATION

Aujourd’hui :

Aujourd’hui, il existe déjà des réglementations pour les drones fixé par la DGAC. L’espace aérien a été découpé en plusieurs zones pour éviter les accidents entre drones et avions. Mais dans ce découpage, il n’existe pas de zones réservées au drones de livraison qui doivent donc s’adapter  la réglementation réservé aux drones ce qui est dangereux car beaucoup de drones qui ne volent pas très haut peut engendrer des collisions entre drones avec des particuliers. La réglementation des drones dépend du lieu où le drone vole, il n’est pas autorisé de faire voler son drone partout à la même hauteur. La réglementation indique qu’il est interdit de faire voler son drone en centre-ville, près des zones militaires et des aéroports. Aux bords des villes, il est possible de faire décoller son drone à une hauteur maximum de 50m puis en dehors de la ville, il est possible de faire voler son drone à 150 maximum. Pour savoir dans quelle zone on se trouve, il est possible de voire une carte détaillée des différentes zones sur internet. Ne pas respecter cette réglementation est passible d’une peine de prison d’un an maximum et de 75 000€ maximum. Cette réglementation est propre au territoire français, chaque pays à sa propre réglementation. L’Union Européenne cherche actuellement une réglementation à appliquer dans tous les pays faisant partie de l’Union Européenne mais certains pays n’autorisent pas les drones donc il est très compliqué de trouver un accord.

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Des solutions :

Les grandes sociétés de livraison sont donc à la recherche de différentes solutions pour résoudre ce problème. Amazon, grande entreprise de commerce Américaine, a donc proposé un redécoupage des zones aériennes pour laisser un espace réservé aux drones de livraisons. Ce redécoupage limiterai les drones de loisirs  une hauteur de 61m maximum pour laisser un espace de 61m de haut à 122m de haut aux drones de livraisons. Il y aurait un espace de vol interdit de 30m entre l’espace des drones et celui de l’aviation, qui est aussi l’espace réservé à l’armée, pour limiter le risque d’accidents. Cette solution n’est pas encore mise en place car cela ferait une zone avec des dizaines de drones qui se croiseraient et il faut donc que les drones communiquent entre eux pour éviter les collisions. Des ingénieurs travaillent pour mettre aux point ce système d’évitement pour permettre la mise en place des drones de livraison. La législation devrait donc s’adapter dans les années à suivre.

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Conclusion :

Rappel de la problématique :
« La livraison à domicile par drone : gadget, utile, rentable, écologique… ? »

L’aspect « gadget ou utile » :

On peut voire à travers ce qu’il se fait déjà que les drones ont un avantage par rapport aux moyens traditionnels de livraison mais cela reste néanmoins extrêmement situationnel. Pour comparer vis-à-vis des projets présentés au préalable, il est préférable de ne s’attarder que sur le cas de Reykjavik, car le projet de La Poste lui n’est là qu’à titre de test et n’est pour l’instant en rien définitif.

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Pour Reykjavik la présence d’une baie entre les deux points de livraison favorise l’utilisation du drone affin de la traverser, mais il est totalement imaginable de préférer l’utilisation de drone dans des conditions ou la géographie faciliterai leur utilisation.

On peut très bien imaginer l’utilisation de drones pour livrer par exemple des villages isolés en montagne ou bien des îles proches de la côte.

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Dans un futur plus proche les drones de livraison pourraient servir au service de secours dans des cas spécifiques comme par exemple le village de « Névache » dans les Alpes, qui c’est déjà retrouvé totalement coupé du monde en décembre 2017.

L’aspect « Energétique » :

Les drones sont une bonne alternative à la camionnette, mais les modèles actuels supportent mal l’ajout de masse et donc cela à un impact considérable sur l’autonomie. Cependant le prix au kilomètre du drone est moins élevé que celui de la camionnette, c’est un atout considérable pour une entreprise spécialisée dans la livraison. Le drone est aussi une alternative éco-responsable à la livraison ordinaire car l’énergie électrique n’est pas polluante.

L’aspect « législation et social » :

La mise en place de cette nouvelle technologie est considérée différemment selon les personnes. Certains pensent que le fait d’avoir des drones qui volent au-dessus des gens instaure un manque de sécurité suite aux problèmes auquels sont confrontés ces derniers en vole. D’autres pensent au contraire que la mise en place de cette technologie est un pas vers le futur et pourrait faciliter la livraison à domicile déjà effectuée aujourd’hui mais en camion.

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Aujourd’hui, la législation ne permet pas la mise en place de cette nouvelle technologie mais les plus grandes entreprises du monde voulant utiliser la livraison par drone proposent des solutions, qui forcément seront réfléchies donc la législation devrait s’adapter et n’est donc pas le problème le plus important à s’occuper pour permettre la mise en place de la livraison par drone à domicile.

Pour finir :

La livraison à domicile par drones est dans le futur amenée à remplacer nos moyens de livraison actuels tels que les camions car ils fonctionnent à l’électricité et peuvent se passer de route, néanmoins ce jour n’arrivera pas tout de suite car les drones ne sont pas aujourd’hui suffisamment puissants pour porter des charges telles que des colis sur de longues distances. De plus quoiqu’elle puisse changer rapidement la législation n’est à ce jour pas encore adaptée à ce système. On devra donc attendre encore quelques temps avant de pouvoir choisir de se faire livrer par un drone.

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Bibliographie :

Ce qui existe déjà :

Social et Legislation

 

Travail réalisé par :

Matthias Rabier

Eloi Guillot 

Elouan Lérissel

Jeune gameur, amateur d’eSport sur Overwatch,
Photographe amateur, vidéaste débutant et guitariste en herbe….
Pour résumer : Un touche à tout technophile.

1 commentaire sur “TPE : La livraison à domicile par drone”

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