Relevés PCI des chaussées des aérodromes militaires américains par drone

Qui est concerné

L’indice de l’état des chaussées est né comme méthode militaire, et un aérodrome des armées de terre, de l’air, de la marine ou du Corps des Marines américain connaît déjà le vocabulaire. Sections, branches, unités d’échantillonnage, la procédure ASTM D5340 telle qu’elle est mise en œuvre dans l’UFM 3-260-16, et un système de gestion des chaussées , généralement PAVER, qui transforme le relevé en plan de travaux.

Le relevé lui-même est l’étape faible. Les inspecteurs parcourent les unités échantillonnées, jugent chaque dégradation à l’œil par rapport au catalogue, mesurent la densité, cherchent les valeurs de déduction et les additionnent à la main. Deux évaluateurs peuvent ne pas s’accorder sur une même fissure. Seules les unités échantillonnées sont évaluées, et la valeur de la section en est déduite. La piste est fermée pendant que des personnes s’y trouvent.

Trois questions reviennent dans les bureaux de programme.

• Peut-on évaluer chaque unité d’échantillonnage au lieu d’un échantillon, avec les mêmes règles à chaque fois ?
• Peut-on lire le calcul des déductions unité par unité, pour vérifier un chiffre au lieu de l’accepter ?
• La piste peut-elle rester ouverte pour tout cela, sauf pour le vol ?

Le service évaluation de l’état des chaussées répond oui aux trois. Il est en développement et proposé en accès anticipé. Cette page expose ce qu’il fait aujourd’hui, ce qu’il ne fait pas et où il va. Pour la manière dont un PCI est construit, l’explication du PCI détaille la méthode.

Pourquoi un relevé à pied est insuffisant

Il échantillonne. La D5340 évalue un ensemble choisi d’unités d’échantillonnage et en déduit la section. Une dégradation située dans une unité non évaluée n’existe pas dans le relevé.

Il dépend de l’évaluateur. Le type et la sévérité sont jugés à l’œil, et les déductions sont additionnées à la main, de sorte qu’une erreur de calcul se répercute directement sur le PCI.

Il ferme la piste. Des personnes sur la chaussée signifient qu’aucun aéronef ne peut l’utiliser.

Le relevé à pied est la méthode sur laquelle repose le programme. L’enjeu est qu’un drone puisse reprendre les tâches les plus pénalisées par un travail à l’œil et à la main.

Ce que fait le relevé par drone

Tout imager, tout évaluer

L’aéronef photographie chaque mètre carré à 1 à 5 mm par pixel. Le logiciel repère chaque dégradation, mesure sa longueur en mètres et sa largeur en millimètres, et l’évalue selon les définitions de la D5340. À partir des dégradations évaluées, il calcule le PCI de chaque unité d’échantillonnage, puis celui de la section. Les règles sont appliquées de la même manière à chaque unité et à chaque relevé, de sorte que l’évaluation ne dépend pas de l’évaluateur.

Évaluées automatiquement aujourd’hui, avec la sévérité déduite de la largeur mesurée des fissures :

• fissuration en peau de crocodile, en blocs, longitudinale et transversale sur asphalte
• fissuration linéaire, ainsi que l’écaillage des joints et des angles, sur béton

Un classificateur étiquette chaque tuile d’image avec les autres types de la D5340 et reconnaît déjà les 33. Le catalogue est transcrit depuis l’UFM 3-260-16. Le rapport indique les types évalués et ceux qui ne le sont pas, car un type non évalué fausse le PCI vers le haut, et vous devez voir lesquels manquent.

Montrer le calcul

Chaque unité reçoit une fiche d’état qui montre ses dégradations, la valeur de déduction de chacune, la valeur de déduction corrigée et le PCI. C’est le même calcul qu’un inspecteur fait au crayon, présenté là où un relecteur peut le vérifier. Sur le béton, le relevé est calé sur le quadrillage des dalles.

Fiche d’état d’une unité d’échantillonnage. Les déductions, la valeur de déduction corrigée et le PCI figurent sur la page, et non dans un tableur que personne n’ouvre.

Conserver la position de chaque fissure

Chaque dégradation conserve sa position sur la carte, sa longueur et sa largeur. Un relevé répété montre donc comment chaque fissure s’étend, et pas seulement que le PCI de la section a baissé de deux points. L’inventaire GeoJSON et les tableaux de PCI sont rattachés à vos identifiants de section et d’unité d’échantillonnage, de sorte que deux relevés se lisent côte à côte.

Plus près du manuel

Le contrôle qui importe le plus à un ingénieur est de savoir si le calcul correspond au manuel. L’UFM 3-260-16 contient des exemples travaillés pour l’asphalte et pour le béton. Le logiciel les a évalués, et le PCI calculé s’est écarté de moins de 1 point de la réponse imprimée dans les deux cas.

Une section relevée à nouveau sur la même piste a reproduit le résultat à 1 point près. Une orthomosaïque construite à partir des positions du drone, six fois plus rapide que la photogrammétrie, a elle aussi maintenu le PCI à 1 point près.

Le modèle de détection des fissures repose sur le modèle public DINOv2, complété par nos propres couches de fissures. Sur des tuiles de contrôle annotées à la main et non utilisées pour l’entraînement, le modèle atteint plus de 90 % de l’accord entre deux annotateurs humains. Sur 60 tuiles de béton sans fissure, nos deux modèles de fissures combinés n’ont produit aucune fausse détection sur 57 d’entre elles.

Tuiles d’asphalte de contrôle : image du drone, annotateur (rouge), modèle (bleu).

Ces résultats portent sur les exemples du manuel et sur nos propres vols sur des aérodromes slovaques. Un inspecteur PCI qualifié n’a pas encore évalué nos sections côte à côte avec le logiciel. Cette comparaison est la preuve qu’un programme devrait demander, et l’accès anticipé permet de la réaliser sur vos propres sections.

Le temps de piste, c’est le vol

L’aéronef décolle de l’accotement. Rien ne touche la chaussée, et la piste rouvre dès que l’aéronef atterrit. La durée de capture dépend de la plus petite fissure que vous voulez évaluer. Pour un aéronef sur 1 km de piste de 45 m de large :

• 4 minutes pour les fissures à partir de 10 mm
• 13 minutes pour les fissures à partir de 5 mm
• 45 minutes pour le relevé complet à 1 mm par pixel, avec des fissures à partir de 2 mm

Davantage d’aéronefs réduisent ces durées. Une section peut être survolée dans une fenêtre entre deux mouvements, et le traitement a lieu ensuite, hors de la piste.

Sur l’installation, sans cloud

Le logiciel tourne sur un MacBook ou un PC équipé d’une carte graphique, sur place. Il s’écoule environ 20 minutes entre la capture des images et le rapport PCI pour 1 km de piste à 5 mm par pixel. Sur un MacBook, le relevé à 1 mm prend environ 30 minutes pour 100 m, et le relevé à 5 mm environ 2 minutes. Rien ne quitte l’installation.

Le planificateur de mission est indépendant du constructeur : DJI, MAVLink (PX4 et ArduPilot) et UgCS. TarmacView j. s. a., Bratislava, détient le code OTAN NCAGE 0181M. Nos opérateurs partenaires disposent d’une flotte d’aéronefs agréés Blue UAS pour les installations qui en exigent un. TarmacView elle-même ne figure pas sur la liste Blue UAS. La référence est l’annonce de la DIU sur le transfert de la liste vers la DCMA .

La même plateforme assure déjà l’inspection des PAPI et des aides à la navigation, de sorte que l’éclairage de piste et la chaussée proviennent d’un seul planificateur et d’un seul registre.

Un analyste relit, et le modèle apprend

Le rapport n’attend jamais la relecture. Le PCI est calculé à partir des détections telles qu’elles sont. La relecture l’améliore ensuite.

Chaque détection est affichée à côté des fissures qui lui ressemblent. L’analyste marque une fissure scellée, un joint, la végétation, la peinture ou une tache, et un seul enregistrement applique le verdict à toutes les détections similaires. Le PCI par unité se met à jour à l’écran. Les bords de scellement et de peinture sont lus comme des fissures, c’est donc à cette étape qu’ils sont éliminés, en quelques minutes. Chaque verdict devient une étiquette d’entraînement pour le modèle suivant.

Un verdict, 24 fissures similaires, un seul enregistrement. Le PCI par unité se met à jour.

Ce que reçoit le programme

• Un inventaire GeoJSON de chaque dégradation, avec position, longueur et largeur
• Le PCI par unité d’échantillonnage et par section, rattaché aux identifiants de section et d’unité
• Des tableaux CSV pour les tableurs et les bases de données du programme
• Une fiche d’état PDF par unité avec le calcul des déductions
• Un rapport listant les types évalués et ceux qui ne le sont pas

L’import dans PAVER n’est pas réalisé. Le transfert des résultats vers PAVER est aujourd’hui une étape manuelle, et les identifiants sont conservés stables pour qu’elle reste légère. Le chargement des résultats dans PAVER et dans le GIS est la direction du service.

Déroulement d’un relevé

Ce qui est prévu

Ce sont des orientations, et non des fonctions disponibles aujourd’hui.

• Chaque type de la D5340 évalué automatiquement avec sa sévérité, et les débris signalés dans le même passage
• Chargement des résultats dans PAVER et le GIS
• Prévisions de croissance des fissures à partir des relevés répétés
• Profondeur des fissures à partir de photos obliques
• Profondeur et volume des cratères et des écaillages, pour une évaluation rapide des dommages après une attaque
• Stations d’accueil des drones sur la base
• Traitement sur le cloud gouvernemental sécurisé de l’installation

Limites honnêtes

Les limites de vent, de température et de pluie sont celles du constructeur de l’aéronef. Le relevé exige la lumière du jour et préfère une surface sèche. Les bords de scellement et de peinture sont lus comme des fissures et éliminés à la relecture en quelques minutes. Rien sous la surface n’est vu, et le service ne mesure ni la capacité structurelle ni le frottement.

L’armée de l’air conduit son programme d’évaluation des chaussées selon l’AFI 32-1041. Le type de relevé qu’un programme exige, et sa fréquence, sont fixés par cette instruction et par votre propre commandement, et non par cette page.

Ing. Jaroslav Šulc apporte 25 ans d’expérience en inspection en vol à l’équipe et approuve les procédures et la méthodologie.

Objections à soulever avant une évaluation

« Nos évaluateurs sont formés et la méthode fonctionne. » C’est le cas, et le relevé à pied reste la référence. Le drone ajoute les unités que l’échantillon laisse de côté et un calcul que l’on peut lire.

« Les données ne peuvent pas quitter l’installation. » Elles ne le font pas. Le logiciel tourne sur un ordinateur portable sur place, et aucun cloud n’est nécessaire.

« Il doit charger les données dans PAVER. » Pas encore. Les identifiants et les tableaux CSV sont conçus pour cela, et le chargement est en préparation.

Tâches associées

Si la question porte sur le service lui-même, la page évaluation de l’état des chaussées le décrit pendant qu’il est en développement. S’il s’agit du même relevé pour une autorité aéroportuaire européenne, voir état des chaussées des aéroports gouvernementaux . Pour les aérodromes alliés évalués selon d’autres méthodes nationales, voir état des chaussées des aérodromes de l’OTAN . Pour comparer un PCI par drone à vos propres sections relevées à pied, contactez TarmacView .