La ville de Warren dans le Minnesota a été en utilisant thermique des drones à la carte de l’énergie de l’efficacité dans la communauté
Pour la plupart des ménages, les factures d’énergie sont une dépense constante et coûteuse. Ces coûts culminent pendant les mois d’hiver lorsque le froid arrive. L’Energy Information Administration des États-Unis a prédit que l’hiver 2022 connaîtra des sommets pluriannuels des coûts énergétiques des ménages en raison de la hausse des prix de l’énergie au détail.
Il existe deux façons pour les propriétaires de lutter contre cette augmentation : prenez une couche supplémentaire et baissez le thermostat, ou prenez des mesures pour minimiser la perte de chaleur domestique. La deuxième option devient de plus en plus populaire, car les améliorations de l’isolation peuvent entraîner des économies importantes à long terme.
La première étape pour réduire les pertes de chaleur consiste à comprendre d’où elles viennent. L’image change en fonction de l’âge d’une maison et de son emplacement, mais généralement les murs extérieurs, les fenêtres et les toits sont les principaux coupables. Alors, comment pouvez-vous savoir si votre bâtiment perd inutilement de la chaleur et de l’argent dans le monde ?
Une initiative à Warren, dans le Minnesota, a montré que les drones et les inspections thermiques par le haut peuvent constituer une grande partie de la solution.
Thermique de toit inspections Une ville d’économie d’énergie de l’initiative
Warren est une petite ville du nord du Minnesota. Les hivers sont très froids, mais les habitants ont un avantage significatif en termes d’énergie : la ville possède et gère tous ses services publics. Cette dynamique signifie que l’administration locale et la communauté sont incitées à réduire les coûts de chauffage et à rendre chaque maison et chaque structure aussi efficace que possible.
Avec l’aide du Northland Community and Technical College situé à proximité , Warren a lancé une initiative énergétique en 2017. Les étudiants du département aérospatial de Northland qui étudient les systèmes aériens sans pilote et l’analyse d’images ont été chargés de cartographier thermiquement toute la ville. Le partenariat est gagnant-gagnant : les étudiants acquièrent une expérience pratique dans l’industrie émergente des drones, tandis que la ville obtient des données aériennes qui mettent en évidence la façon dont les bâtiments locaux perdent de la chaleur.
Avec chaque bâtiment de Warren cartographié thermiquement, les résidents peuvent se rendre à l’hôtel de ville pour obtenir des informations sur leur perte de chaleur. “De cette façon, ils peuvent prendre une décision qui leur permettrait de réaliser les plus grandes économies d’énergie et de coûts”, a déclaré l’administrateur de la ville de Warren, Shannon Mortenson, au podcast Local Energy Rules .
Les analyses thermiques mettent en évidence les pertes de chaleur et indiquent les zones – généralement les toits , les murs, les fenêtres et les portes – qui nécessitent une isolation supplémentaire ou un remplacement complet. L’intention est de fournir les résultats parallèlement à l’accès à un programme de financement inclusif, qui permettra aux résidents de contracter un prêt auprès de la ville pour effectuer des améliorations énergétiques. Le prêt est progressivement remboursé par le biais de la facture de services publics et, une fois remboursé, le propriétaire peut conserver l’épargne.
Pour Mortenson, le projet a été responsabilisant pour la ville et ses habitants. « Du côté de la ville, nous pouvons déterminer quelle est notre perte d’énergie globale dans la communauté et où cette perte d’énergie se produit. [Cela nous a aidés à apprendre] « comment pouvons-nous être plus efficaces, comment pouvons-nous être de bons intendants, comment nous pouvons atténuer le changement climatique et comment nous pouvons accroître la durabilité dans notre communauté ».
La capture de données thermiques dans le gel des conditions
Zackary Nicklin est l’instructeur de systèmes d’aéronefs sans pilote qui dirige le programme UAS au Northland Community & Technical College. Il explique qu’une partie importante des petits diplômes UAS du collège est une formation pratique. En 2017, l’opportunité s’est présentée aux étudiants de collecter des données thermiques pour la ville de Warren. Faire fonctionner la flotte Northland – qui comprend un certain nombre d’avions et de capteurs DJI Enterprise, notamment les capteurs thermiques Matrice 600 Pro, M210 RTK, Inspire 2 et Zenmuse XT et XTR – a été un mécanisme d’enseignement essentiel.
Comme pour tout projet pilote, il y a eu une courbe d’apprentissage abrupte. Pour recueillir des données thermiques utiles, il a été prévu que les étudiants auraient besoin de voler en hiver lorsque les résidents chauffaient activement leurs maisons et que la différence entre les températures extérieures et intérieures était la plus marquée. Mais il est vite devenu clair qu’il y avait d’autres facteurs en jeu. Les analyses thermiques ont commencé en novembre, mais les basses températures et les vents violents occasionnels ont réduit l’efficacité de leurs batteries de drones . Et immédiatement après le coucher du soleil, la chaleur résiduelle de la journée avait besoin de plus de temps pour se dissiper.
Nicklin a décidé de faire les scans des nuits calmes, parfois jusqu’à 2 heures du matin, dans des conditions bien en dessous de zéro. Les élèves ont continué à voler jusqu’à ce que l’une des deux choses suivantes se produise : ils ont eu trop froid ou la section ciblée a été terminée.
De nombreux processus de cartographie sont familiers. Par exemple, l’équipe a travaillé selon un quadrillage, chaque zone a été repérée avant le décollage pour s’assurer que les objets hauts sont évités, et les vols ont été planifiés et exécutés à l’aide de Pix4D. Il y avait aussi quelques bizarreries en raison des températures hivernales glaciales.
2 heures du matin dans le froid glacial du Minnesota est une fois où vous n’entendrez pas les pilotes de drones se plaindre d’avoir à se déplacer pour maintenir le VLOS .
Des précautions supplémentaires devaient également être prises avec les piles. Ceux qui étaient complètement chargés étaient stockés dans une glacière pour les maintenir à température contrôlée ou laissés dans le camion avec le chauffage allumé. Les appareils sur lesquels l’équipe s’est appuyée ont également été touchés par la météo. Des coussins chauffants ont été collés au dos des tablettes pour les empêcher de ne plus répondre. Une combinaison de chauffe-mains et de gants sans doigts était également nécessaire, afin de manœuvrer délicatement les manettes de commande et les écrans tactiles sans que les mains ne s’engourdissent. Juste après le décollage, les drones ont dû planer pendant quelques minutes pour réchauffer les batteries et permettre au capteur de la caméra de s’adapter à la température ambiante.
La deuxième phase de l’initiative impliquait que les étudiants assemblent les images et les superposent avec une carte SIG. En combinant des photos de chaque structure avec une signature thermique reflétant sa perte de chaleur, ils ont pu découvrir une corrélation entre l’âge du bâtiment et la quantité de fuite thermique.
Le meilleur des drones pour la thermique de toit inspections
Si vous planifiez votre propre initiative de cartographie thermique, vous aurez besoin d’un drone capable, robuste, économe en énergie et compatible avec les charges utiles infrarouges. Nous recommandons trois avions pour capturer des données thermiques à grande échelle.
Mavic 3T
Le Mavic 3T est la plus petite solution de cartographie thermique de DJI, avec des caméras thermiques et visuelles haute résolution. Son capteur infrarouge 640×512 px se combine avec un positionnement RTK centimétrique pour des missions de cartographie thermique précises. Cet avion est rapide à déployer, facile à piloter, léger et offre un temps de vol maximum de 45 minutes.
Matrice 30
Le Matrice 30 est l’équilibre parfait entre puissance et portabilité. Il offre des performances de caméra de niveau phare avec la résistance aux intempéries et l’adaptabilité environnementale que vous attendez d’une Matrice, le tout dans une cellule compacte.
Matrice 300 + H20T
La Matrice 300 RTK est la plate-forme industrielle phare de DJI. Il est capable de fonctionner dans des environnements et des conditions météorologiques extrêmes. Avec 55 minutes de temps de vol, la détection d’obstacles dans six directions et la compatibilité avec les options de charge utile les plus avancées de DJI, cet avion robuste ne vous laissera pas tomber. Le H20T est une charge utile multi-capteurs qui comprend une caméra zoom 20 MP, une caméra large 12 MP, un télémètre laser 1200 m et une caméra thermique 640 × 512 px. Il est idéal pour les missions de cartographie thermique dans des conditions difficiles.
Les drones thermiques et un avenir plus vert
L’initiative de cartographie thermique de Warren est un parfait exemple de la façon dont la technologie des drones peut autonomiser les communautés et éclairer les décisions en matière d’efficacité énergétique. Bien sûr, le projet a été aidé par la présence de services publics appartenant à la ville et d’un collège voisin rempli d’étudiants ayant besoin d’une expérience UAS. Mais cela ne veut pas dire que ses éléments de base ne sont pas reproductibles pour les communautés du monde entier.
En fait, il a été inspiré par la participation de Warren au Climate Smart Cities Partnership . Des missions de cartographie similaires ont été effectuées à Arnsberg, en Allemagne (ville partenaire de Warren) et les deux résultats ont été comparés.
La durabilité énergétique n’a jamais été aussi importante et la cartographie thermique n’est qu’un des moyens par lesquels les drones peuvent soutenir les efforts environnementaux et jeter les bases d’un avenir plus vert. Pour des applications de drones plus inspirantes et environnementales, jetez un œil à Comment les drones sauvent le monde .
Nous espérons que vous avez apprécié notre article de blog.
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