La lutte contre les incendies dans les grands bâtiments, les longs tunnels ou les vastes forêts pose des défis majeurs aux services d'urgence. Le FireDrone est conçu pour fournir rapidement une vue d'ensemble de la situation : premier drone résistant à la chaleur, il vole dans des environnements à haut risque et fournit des informations en temps réel sur la situation. « Aujourd'hui, les pompiers doivent pénétrer eux-mêmes dans les bâtiments en feu pour localiser les substances dangereuses ou les personnes disparues. Avec le FireDrone, nous pouvons pour la première fois envoyer un drone dans les zones dangereuses pour faire exactement cela, ce qui réduit considérablement les risques lors des interventions en cas d'incendie », explique Fabian Wiesemüller, chercheur à l'Empa et cofondateur de la start-up. Le robot volant a été développé à l'Empa et est aujourd'hui commercialisé par une spin-off de l'Empa et de l'EPFL. À l'avenir, il devrait aider les pompiers à prendre des décisions rapides et éclairées.
Utilisation par les pompiers et dans l'industrie
Les fumées toxiques, les effondrements de bâtiments ou les explosions de substances dangereuses mettent en danger les pompiers. Les fumées et les substances nocives sont responsables de plus des deux tiers des décès lors d'interventions sur des incendies, et plus d'un tiers de toutes les interventions impliquent des matières dangereuses. Le FireDrone est donc destiné à être utilisé dans des situations confuses ou en présence de fumées épaisses. Sa force réside principalement dans son utilisation au sein de structures vastes et complexes telles que les halls industriels, les parkings ou les tunnels. Dans ces endroits, les recherches sont particulièrement longues et dangereuses. « Un drone capable de survoler rapidement et sans encombre de telles zones apporte une valeur ajoutée évidente », explique David Häusermann, chercheur à l'Empa et cofondateur de la start-up.
Outre les interventions en cas d'incendie, le drone est également adapté aux inspections industrielles. De nombreuses installations équipées de fours, de raffineries ou de processus chimiques ne peuvent être inspectées en toute sécurité qu'après de longues phases de refroidissement. Ces temps d'arrêt durent souvent plusieurs jours, entraînent des coûts élevés et provoquent des pertes d'énergie. À l'avenir, le FireDrone pourrait par exemple inspecter des cimenteries, des aciéries ou des usines d'incinération des déchets pendant leur fonctionnement, partout où les températures élevées rendent difficile l'intervention d'êtres humains et de drones conventionnels.
Progrès en matière d'isolation
Les drones classiques atteignent leurs limites à partir d'environ 40 °C : le châssis se déforme et les composants électroniques tombent en panne. Le FireDrone, en revanche, vole à des températures pouvant atteindre 200 °C. Il est protégé par un isolant breveté en aérogel ultraléger. Celui-ci est presque entièrement constitué de pores remplis d'air, qui sont entourés d'un plastique résistant à la chaleur.
Par rapport aux versions précédentes, le système d'isolation a été considérablement simplifié. Au lieu d'une structure composite complexe renforcée de fibres de verre en polyimide et en silice, on utilise aujourd'hui un aérogel de polyimide pur. « Nous pouvons couler l'aérogel dans des moules tridimensionnels et l'adapter sur mesure au drone », explique David Häusermann. Les composants individuels encombrants pour l'enveloppe appartiennent désormais au passé : le nouveau matériau enveloppe les composants sensibles d'un seul tenant.
Dans le même temps, les chercheurs de l'Empa dirigés par Shanyu Zhao ont encore amélioré l'aérogel en polyimide résistant aux hautes températures. De tels matériaux ont longtemps été considérés comme difficiles à réaliser. Des années de recherche sur la composition chimique – du choix des matières premières aux processus de polymérisation et de solvants – ont abouti à une nouvelle combinaison de matériaux alliant une résistance thermique élevée à une flexibilité mécanique. De plus, le FireDrone dispose d'un système interne de gestion de la température qui refroidit et surveille en permanence les composants électroniques.
Images thermiques en direct depuis l'intérieur des bâtiments
Équipé d'une caméra infrarouge, le FireDrone transmet des images thermiques haute résolution en temps réel sur l'écran de la télécommande. Plusieurs équipes d'intervention peuvent ainsi localiser simultanément les foyers d'incendie ou les personnes disparues tout en restant à distance de sécurité. « Aujourd'hui, seuls les premiers pompiers à pénétrer dans le bâtiment peuvent voir ce qui se passe à l'intérieur. Grâce au drone, le chef des opérations peut se faire une idée de la situation avant même que les pompiers n'entrent dans le bâtiment », explique David Häusermann. En option, le drone peut être équipé d'autres caméras ou capteurs, par exemple pour mesurer les températures extérieures ou détecter les gaz dégagés par les incendies.
Un autre avantage décisif est que le FireDrone peut également voler à l'intérieur. Comme il ne peut pas compter sur la navigation par satellite, il a été spécialement optimisé pour les interventions dans des bâtiments, des tunnels ou des installations industrielles couvertes. « Dans bon nombre de nos scénarios d'intervention, le GPS n'est pas disponible. C'est pourquoi nous développons des systèmes d'assistance au pilotage et de localisation qui fonctionnent de manière stable même sans signal satellite », explique Fabian Wiesemüller.
La spin-off a déjà testé le FireDrone à plusieurs reprises sur le terrain d'entraînement du centre de formation d'Adelfingen et dans la cimenterie Holcim de Siggenthal. « Les tests sont essentiels pour passer du laboratoire à la pratique. À l'avenir, les pilotes devraient pouvoir utiliser ces drones en toute sécurité dans des situations extrêmes après une formation minimale », explique David Häusermann. À long terme, le FireDrone devrait être complété par une station d'accueil et de maintenance mobile pouvant être intégrée dans les véhicules de pompiers ou les systèmes modernes de protection contre les incendies.
FireDrone, une spin-off de l'Empa
Le FireDrone est le fruit de plusieurs années de recherche dans les laboratoires « Sustainability Robotics » et « Building Energy Materials and Components » de l'Empa. Ce drone résistant à la chaleur est aujourd'hui perfectionné par une spin-off de l'Empa et de l'EPFL. L'équipe dirigée par David Häusermann et Fabian Wiesemüller bénéficie du soutien de différents programmes de promotion tels que Venture Kick, la Fondation Gebert Rüf et Innovations Booster Robotics. Le FireDrone Nest, une station d'accueil et de maintenance mobile et isolée thermiquement, constitue un projet de développement supplémentaire. Elle doit permettre de faire atterrir automatiquement le drone après une intervention, de le sécuriser et de le préparer pour le prochain vol – une étape importante vers des interventions fiables chez les pompiers et dans l'industrie. « Le passage du projet de recherche à la pratique n'aurait pas été possible sans le soutien de longue date de l'Empa », déclare Fabian Wiesemüller. « Il s'agit maintenant de mettre cette technologie en pratique. »
www.firedrone.com