Clarify from above - PwC France · infrastructures de transport. En juillet 2017, notre rapport concernait le secteur des télécommunications, et plus particulièrement la façon

Clarify from aboveTirer parti de la technologie des drones pour sécuriser les réseaux

www.dronepoweredsolutions.com

Novembre 2017

169 milliards USDCoût mondial des pertes du secteurde l’énergie et de l’eau dues auxcoupures réseau

609 millions USDPotentiel de revenu lié à l’amélioration de la fiabilité des systèmes de fourniture d’énergie

Table des matières

Quel est l’impact de la technologie sur le secteur de l’énergie et de l’eau? 1

1. Quelles sont les grandes tendances du marché? 3

2. Applications de la technologie des drones dans le secteurde l’énergie et de l’eau 7

2.1. Surveillance avant construction et suivi de l’investissement 8

2.2 Inventaire des actifs et gestion de maintenance 10

2.3 Gestion de la végétation 12

2.4 Suivi de la qualité de l’eau 13

3. Plateforme numérique 14

4. Quelles opportunités et quels défis des solutions avec drones? 16

4.1 Principales opportunités 17

4.2 Principaux défis 17

5. Drone Powered Solutions 19

Clarify from above 1

Quel est l’impact de la technologie sur le secteur de l’énergie et de l’eau?En mai 2016, l’équipe Drone Powered Solutions de PwC publiait Clarify from above, son premier rapport d’étude international sur l’univers des applications commerciales de la technologie des drones. Ce rapport se proposait deprésenter les applications émergentes, de passer rapidementen revue les différentes réglementations au niveau mondialet d’estimer la valeur du marché potentiel des opérationscommerciales de drones dans des secteurs d’activité clés. En décembre de la même année sortait le premier volet d’unesérie de rapports sectoriels, consacré aux opportunités que représentent les technologies des drones pour les infrastructures de transport. En juillet 2017, notre rapportconcernait le secteur des télécommunications, et plus particulièrement la façon dont ces technologies émergentespouvaient représenter une nouvelle source de revenus pourles opérateurs.

Nous poursuivons aujourd’hui notre série de rapports Clarity from above en nous penchant sur les drones et lesnouvelles technologies appliquées à un autre secteur à trèsfort potentiel : celui de l’énergie et de l’eau.

Le secteur de l’énergie et de l’eau est à l’orée d’une révolutionnumérique et fait face à de nombreux défis inédits.

La pression sociale en faveur d’une transition vers les énergiesrenouvelables et d’une baisse des prix le pousse à rechercherde nouvelles façons de maintenir son niveau de profitabilité.Les modèles existants sont perturbés par l’avancée de la production décarbonée et la popularité des véhicules électriques. Ces deux tendances influent sur les modes deproduction, de distribution et de consommation de l’énergieet contraignent les acteurs du secteur à repenser leurs business models. L’évolution technologique permet à des innovations déjà éprouvées, comme les drones et les technologies numériques, d’être mises en œuvre pour augmenter la fiabilité de la production, de la transmission et de la distribution de l’énergie. Dans le même temps, elle contribue à renforcer la rentabilité et à simplifier lesprocessus de maintenance et de gestion.

Les seules restrictions tiennent, d’une part, au choix destechnologies les mieux adaptées aux besoins actuels et futurs de l’entreprise et, de l’autre, à leur mise en œuvreadéquate pour des résultats optimaux.

Ce rapport vise donc à présenter les capacités technologiquesactuelles des drones appliquées au secteur de l’énergie et del’eau. Nous vous en souhaitons bonne lecture.

Michał MazurAssocié, Drone Powered Solutions

Adam WiśniewskiDirecteur, Drone Powered Solutions

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1. Quelles sont les grandes tendances du marché?

4 Clarify from above

Le marché de l’énergie et de l’eau comprend les entreprisesd’électricité et de gestion de l’eau actives sur les segments dela production, de la transmission et de la distribution. Si lestendances à l’œuvre dans ces trois segments sont similaires, il existe des différences notables dans la façon dont elles altèrent la situation du marché, le degré de compétitivité du secteur et les opérations de chaque entreprise. Le marchémondial de l’énergie fait face à une forte croissance de la demande, résultat de l’urbanisation, de l’accroissement démographique et de la technologisation de nos sociétés.Parmi les autres tendances de fond, on peut citer la transitiondes carburants fossiles vers les énergies propres, la pressionréglementaire pour abaisser le prix de l’énergie et les innovations technologiques bouleversant les business modelsexistants. Dans le secteur de l’eau, il est de plus en plus important d’élaborer des stratégies de prévention de la pollution et de gérer les eaux usées, mais aussi de prévenir les fuites sur les réseaux d’adduction et d’assainissement pour éviter le gaspillage, surtout dans les régions arides.

Sur le segment de la production d’énergie, estimé à environ2,357 billions USD à l’échelle mondiale1, ces tendances vontentraîner de nouveaux projets à forte intensité de capital pourla construction de nouvelles infrastructures. Si les sourcestraditionnelles (charbon, pétrole et gaz) restent majoritaires,les énergies renouvelables gagnent en popularité et en partsde marché, notamment du fait d’une baisse rapide du coût de la production dans les fermes solaires et éoliennes. Cettetransition vers des sources d’énergie propre va entraîner lacréation d’un système de production d’énergie décentralisé,

dans lequel un grand nombre de mini-centrales domestiquesremplaceront la méga-centrale d’autrefois pour alimenter leréseau en électricité.

Ces mêmes tendances vont influer sur les segments de latransmission et de la distribution, imposant aux acteurs du secteur de garantir la stabilité du flux grâce à un systèmecomplexe et intégré de centrales traditionnelles, de lignes de transmission et de centrales d’énergie renouvelable. Les lignes de transmission, qui s’étendent actuellement surune longueur totale de 5,9 millions de kilomètres de réseau,devraient atteindre 6,8 millions de kilomètres en 2020.2

Cette croissance des infrastructures de transmission et de distribution résultera du redéploiement du secteur de la production d’énergie ainsi que de la hausse de la demande en Chine, en Inde et dans d’autres pays émergents.

La fiabilité de l’alimentation est un élément capital, notamment dans les pays où les prix de l’énergie sont régulés.Si les opérateurs d’énergie arrivent à réduire la fréquence et la durée des coupures, ils pourront se voir accorder desconditions de tarification plus favorables par les autorités derégulation et éviter les pénalités pour non-respect des normesde fiabilité. Les prix de l’énergie devraient certes baisser àl’échelle mondiale, mais les acteurs du secteur doivent mettrel’accent sur la réduction des coupures dans la transmission et la distribution. Il faut également rappeler que les bouleversements liés au réchauffement climatique vont entraînerune multiplication des catastrophes naturelles, défi majeur pour la sécurisation de l’approvisionnement en électricité.

5131 4133

11698

1261

695

292

6.3%

14.8%

11.4%

6.7%6.8%

4.9%

Volume de la production d’électricité par région en 2016 (TWh) et pertes sur les réseaux de distribution (en %)

1 Source: Banque mondiale, CIA World Fact Book2 Source: ReportsnReports, analyse PwCSource: Banque mondiale, CIA World Fact Book, analyse PwC


Technologies des dronesLes nouvelles technologies telles que les drones offrent unesérie d’opportunités inédites pour les entreprises du secteurde la production, de la transmission et de la distributiond’énergie, mais aussi pour les entreprises du secteur de l’eau.Les drones, ou véhicules aériens sans équipage, peuvent êtreaffectés à la surveillance et à la maintenance de tous types de sites de production d’énergie et de réseaux. Leurs capteursspéciaux leur permettent non seulement d’enregistrer l’étatde ces sites en temps réel, mais aussi de fournir une analysedes nombreux facteurs susceptibles d’influer sur le bon fonctionnement du réseau. PwC estime à 9,46 milliards USD3

la valeur du marché potentiel des solutions avec drones pour le secteur de l’énergie et de l’eau. Les drones peuventdiffuser en direct des vidéos HD ou infrarouge ou encore effectuer des prises de vue détaillées et en haute résolutionpour traitement photogrammétrique. Une caméra thermiquepeut ainsi détecter les parties en surchauffe ou les endroitsexigeant une intervention. L’analyse peut être effectuée surde nombreux types d’infrastructure, comme les pylônes électriques, les sites de gestion de l’eau, les fermes éoliennesou les panneaux photovoltaïques.

Le potentiel des drones pour l’entretien des réseaux est plusimportant encore. La maintenance des actifs répartis sur un vaste territoire, les interventions sur des infrastructures difficiles d’accès et l’exécution de procédures d’inspectiontraditionnellement dévolues à l’homme, éventuellement à bord d’hélicoptères ou d’avions très coûteux, peuventtoutes être assurées par des drones. Ceux-ci sont plus performants que les autres technologies par le prix, la rapiditéet la sécurité des procédures d’inspection. Ils permettent également une plus grande précision et un accès simplifiéaux endroits les plus isolés. La maintenance prédictive, quivise à prévenir les interruptions et autres défaillances sur lesréseaux, est également capitale. Les inspections par drone ne nécessitent pas d’interruption de l’alimentation électrique.Avantage essentiel quand on sait que de plus en plus de pays se dotent de réglementations qui octroient des aides financières aux entreprises améliorant leur fiabilité, ou quiinfligent des pénalités aux entreprises n’atteignant pas leursobjectifs. PwC estime à 609,3 millions USD4 le montanttotal des aides pour l’amélioration de la fiabilité des systèmesd’alimentation électrique.

Les avantages des technologies des drones valent égalementpour les entreprises du secteur de l’eau, pour lesquelles

l’introduction de solutions innovantes et rentables peuts’avérer très intéressante (surveillance de la qualité de l’eau,par exemple). Alors que les États et les autorités de régulationrenforcent leur pression pour que ces entreprises élaborentdes stratégies de prévention de la pollution et de gestion deseaux usées, la capacité à recueillir des données fiables sur laqualité de l’eau se fait cruciale pour répondre à ces exigences,mais aussi pour continuer à opérer de façon efficace.

Il ne fait aucun doute que la mise en œuvre des technologiesdes drones dans le secteur de l’énergie, notamment pour lesprocédures de maintenance, peut contribuer à rapprocherles entreprises des objectifs liés aux incitations financières et donc se traduire par des économies. Le choix d’une technologie en particulier doit toutefois tenir compte des besoins spécifiques de l’activité. Les technologies disponiblessont en effet très variées, tout comme leurs avantages. La réglementation concernant l’utilisation des drones ainsi que les contraintes potentielles pouvant découler de l’absence de réglementation doivent également entrer en ligne de compte.

3 Source: analyse PwC4 Source: total des incitations financières destinées aux entreprises réduisant la durée

des coupures de l’alimentation électrique et des pénalités pour celles n’atteignant pas les

objectifs fixés par le régulateur

2016

5.90millions

2020

6.80millions

Longueur totale des lignes de transmission électrique (kilomètres de réseau)

Source: ReportsnReports, analyse PwC


Nous nous trouvons aujourd’hui à l’aube de l’une des plusgrandes révolutions de ces dernières décennies. Le changementtechnologique estompe les frontières entre secteurs, modifie le regard que nous portons sur eux et va jusqu’àchambouler le positionnement des entreprises sur le marché.Les transformations alimentées par les technologies de l’Industrie 4.0 contraignent les entreprises à repenserleur business model et à s’ouvrir à de nouvelles opportunités afin de demeurer compétitives dans la nouvelle économienumérique.

La numérisation influe sur tous les secteurs de l’économie.Internet des Objets, robotique, intelligence artificielle, apprentissage automatique (« machine learning »), analysesavancées, blockchain et drones ne sont que quelques-uns des facteurs de disruption des affaires telles que nous les connaissons. Le secteur de l’énergie, épine dorsale de l’économie, est aussi l’un des plus traditionnels et des moinsflexibles. Il ne fait pourtant pas exception à la règle et nesaurait se soustraire à ces tendances disruptives. La demandeen électricité augmente constamment, entre technologisation,urbanisation et accroissement démographique. L’engouementpour les énergies renouvelables parmi les sources de production est lui aussi un phénomène inexorable. En outre, le changement climatique et la pression réglementaire pour assurer aux usagers un accès stable à l’énergie tout en garantissant la durabilité des opérationssont des facteurs dont ce secteur doit tenir compte.

C’est la raison pour laquelle il est essentiel de choisir lestechnologies les mieux adaptées et d’élaborer, puis mettre enœuvre une stratégie adéquate pour déployer ces technologiesdans des procédures d’entreprise. Les technologies des dronesainsi que les analyses avancées d’images ont un grand potentiel dans ce domaine. Collecter des données précisesgrâce à un véhicule aérien sans équipage peut permettred’affiner la connaissance de l’état des sites, d’abaisser lescoûts et d’améliorer la sécurité du personnel affecté à la construction ou à l’entretien de systèmes complexes. C’estaussi un moyen de contribuer à la maintenance prédictive,en fournissant à des modèles hautement avancés des donnéestangibles sur l’état technique des actifs en temps réel. La combinaison de toutes les technologies précédemmentcitées peut déboucher sur d’importants avantages pour les entreprises et les aider non seulement à conserver leurniveau de profitabilité dans un environnement en perpétuelleévolution, mais aussi à éviter les pénalités imposées par lesautorités de régulation en cas de défaillance. Pour demeurercompétitives sur le marché et rester en phase avec un écosystème en pleine évolution et confronté au défi des nouvelles technologies, les entreprises du secteur de l’énergieet de l’eau doivent élargir leurs horizons. Il leur faut considérer les nouvelles technologies, notamment celles desdrones, comme des chances à saisir pour gagner en efficacité,réduire leurs coûts et améliorer leurs procédures internes,plutôt que des facteurs de perturbation qui les forcent à remettre en cause leur mode de pensée et la façon dontelles opèrent depuis des années.

Norbert Schwieters – Global EU&R Leader, Global Power & Utilities Leader

Pour demeurer compétitives, les entreprises doivent considérerles nouvelles technologies comme des chances à saisir plutôt quedes bouleversements de leur business model

2. Applications de la technologie des drones dans le secteur de l’énergieet de l’eau

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2.1 Surveillance avant construction et suivi de l’investissement

L’augmentation rapide de la demande d’énergie à travers le monde impose de construire de nouvelles infrastructures.Les grands réseaux de transmission et de distribution exigentla mise en œuvre de nouvelles technologies pour une gestionefficace de l’investissement. Les technologies émergentes,comme celles des drones, peuvent devenir un précieux outilde suivi des projets d’investissement, avant et pendant laphase de construction.

Identification et gestion des risques

La phase de planification joue un rôle important pour l’identification des risques liés aux projets d’investissement.Dépassements de budget, retards sur le calendrier et surcoûtssont depuis toujours des défis pour les entreprises du secteurde l’énergie dans l’exécution de leurs projets d’infrastructure.

En amont de la construction, les drones peuvent accélérer le processus de conception et détecter plus efficacement les zones à risque du projet. Quand on étudie l’impact des centrales électriques, des infrastructures de gestion de l’eau et des réseaux de transmission sur l’environnement naturelet humain, les images et autres données recueillies par lesdrones peuvent fournir de précieuses évaluations de la zoned’implantation d’un projet.

L’observation aérienne des chantiers peut aussi garantir unhaut niveau de normes de sécurité et de santé. L’utilisationdes drones pour surveiller un site potentiellement dangereuxpour les ouvriers peut permettre de réduire les risques. Les drones peuvent identifier les vrais dangers pour l’homme et contribuer à la prévention des accidents du travail. Détecterrapidement une violation par un employé d’une règle sanitaireou de sécurité peut aussi prévenir un accident potentiellementmortel. Et quand le pire s’est déjà produit, les drones peuventfournir une documentation détaillée sur l’accident pour laprocédure d’assurance.

Suivi en temps réel

Le suivi de l’état des chantiers est une autre difficulté dusecteur. Les drones constituent une solution intéressantepour fournir un rapport quotidien sur l’état d’avancementd’un chantier. Ils peuvent effectuer un relevé rapide sur dessites et fournir des données en temps réel aux chefs de projet.Les orthophotos à haute résolution facilitent le suivi de l’avancement et des modifications ainsi que la comparaisonavec les plans. L’application de cette technologie simplifie la planification des phases ultérieures du projet et permet de détecter les retards.

Rentabilité

Les entreprises du secteur de l’énergie font de plus en plusappel aux drones, qui offrent un bon rapport coût-efficacitédans le suivi des investissements en infrastructures. Les retards, le manque d’engagement de la part des sous-traitantset la hausse du nombre de poursuites judiciaires pour accidentsont autant de sources potentielles de dépassement desbudgets. Les opérations par drones peuvent permettre auxentreprises de détecter rapidement toute anomalie ou toutrisque associé à leurs investissements, d’intervenir aussitôt et donc de minimiser l’impact financier. Les drones réduisentaussi considérablement le coût de la main-d’œuvre en se substituant aux ouvriers affectés aux tâches les plus dangereuses et aux équipes de suivi sur site.

Source: PwC Drone Powered Solutions

Inspection 1 Inspection 6


Les services publics britanniques aux premiers stadesde l’adoption de la technologie des dronesComme d’autres secteurs intéressés par la technologie desdrones au Royaume-Uni, les services publics en sont au toutdébut de l’adoption, avec plusieurs exemples cités dans lesmédias pour des projets et essais spécifiques avec des objectifsprécis et granulaires. Suite à l’augmentation du niveaud’adoption de cette technologie, nous nous attendons à voirplus de démonstrations de l’agrégation de données recueilliespar drone au travers de programmes plus larges, ainsi quel’intégration avec d’autres sources de données de gestionplus spécifiques. Des drones de tailles variables sont utiliséspar les utilities au Royaume-Uni afin de réduire les coûts et améliorer la sécurité. Plusieurs projets ont démarré afind’évaluer l'utilisation des drones pour l’inspection des grues,réduisant ainsi les dépenses en échafaudage et évitant les risques d'exposition à des hauteurs dangereuses. Les digesteurs, utilisés pour traiter les boues d’épuration, nécessitent des inspections internes et externes – en plus de réduire les coûts associés et risques liés à la hauteur – l’utilisation des drones lors de ces inspections permetégalement de réduire l’exposition à l’air parfois toxique. Une autre application en cours d’exploration consiste en l’utilisation de caméras à imagerie thermique pour la détection des fuites. Les propriétaires de réseaux d’électricité et de gaz utilisent principalement des grues,

des hélicoptères ou des échafaudages pour surveiller l’état de leurs actifs. De plus en plus souvent, ils se tournent vers la technologie des drones pour récupérer les images prisesdes pylônes et vérifier l’état des stations de compression dansdes endroits moins adaptés aux solutions traditionnelles,telles que les zones bâties. Les opérateurs de réseaux électriques sont également intéressés par l’utilisation potentielle d’équipement infrarouge pour identifier les problèmes rencontrés au niveau des transformateurs.

Le futur des drones: les cas d’usage Les drones sont actuellement équipés de technologies telles que les caméras d’imagerie thermique et camérasmulti-spectrales; ces données d’imagerie, couplées avec le machine learning et l’intelligence artificielle, ont deformidables impacts sur la maintenance de l’infrastructure.Nous pouvons observer que certaines organisations ontcommencé à tirer parti de cette combinaison gagnante, afin de réaliser des analyses prédictives permettant de détecteret d’identifier tous dommages critiques à leur infrastructure.Cependant, le fait de développer la technologie des drones ne représente pas l’unique facteur différenciant – il s’agiraen effet de développer une capacité à déployer des cas d’usageinnovants à partir des données d’imagerie capturées, afin que les services publics développent un véritable avantage concurrentiel.

Steve Jennings – Power and Utilities Leader, PwC UK

Les caméras thermiques et multispectrales font leur apparitionsur les drones. La combinaison de ces technologies d’imagerie,de l’apprentissage automatique et de l’intelligence artificiellerévolutionne la maintenance des infrastructures sensibles


2.2 Inventaire des actifs etgestion de maintenance

L’énergie et l’eau forment un secteur à forte intensité de capital du fait de ses infrastructures. Celles-ci doivent êtreentretenues et modernisées pour garantir la continuité del’approvisionnement. Il n’est donc guère étonnant que l’undes premiers postes du budget des entreprises du secteur soit l’exploitation et l’entretien des infrastructures telles que centrales, sous-stations et lignes électriques. Malgré cescoûts élevés, les défaillances du réseau et les arrêts forcésfont perdre chaque année 169 milliards USD5 au secteur. Les entreprises les plus innovantes découvriront que la transformation numérique actuellement à l’œuvre et les technologies émergentes telles que des drones sont synonymesde solutions dédiées pour résoudre leurs problèmes de maintenance et d’inventaire des actifs.

Grande dispersion des actifs

La grande majorité des opérateurs d’infrastructures énergétiques doit gérer des actifs dispersés sur de vastes territoires, dans des endroits souvent difficiles d’accès,comme les montagnes ou les déserts. À mesure de la numérisation des procédures internes de ces entreprises, il est possible de recourir à un logiciel de gestion des actifs,comme le registre numérique. Ce dernier est en train de s’imposer comme outil standard pour la vérification d’inventaires et la planification des tâches de maintenance,mais son utilité dépend fortement de la qualité des donnéessaisies. L’exactitude et l’actualité des données relatives à l’emplacement et à l’état technique des actifs influent directement sur la capacité de l’entreprise à réduire les tempsd’immobilisation et le coût global de la maintenance. Le choixentre drone, hélicoptère et avion pour la collecte de ces données dépend des besoins de l’entreprise, de l’emplacementdes actifs et de la réglementation en vigueur.

Respect des lois & documentation

Les centrales électriques et les lignes de transmission sontconsidérées comme des infrastructures d’importance nationale,liées à des règles précises quant au survol aérien ou au stockage et à la gestion de données. Les réglementations nationales conçues pour garantir la sécurité des infrastructuressensibles imposent aux entreprises du secteur de l’énergie

de se soumettre à des règles très strictes sur la création et la mise à jour de la documentation sur l’état technique des actifs, ainsi que sur le calendrier des inspections de maintenance. Les données sur les infrastructures énergétiques doivent en outre être stockées sur des serveurssécurisés, situés au siège des entreprises ou chez un hébergeuragréé remplissant certains critères de sécurité. Elles ne peuvent être manipulées que par des employés spécialementformés. Les solutions conçues pour l’acquisition ou la gestionde données sur les infrastructures physiques des entreprisesde l’énergie doivent donc être conformes aux normes desécurité du secteur et aux réglementations nationales.

Sécurité

Les inspections d’actifs du secteur de l’énergie imposent auxemployés et sous-traitants de travailler en hauteur et dansdes environnements dangereux. C’est là la principale caused’un grand nombre d’accidents du travail, dont certains mortels, survenus l’an dernier au cours d’inspections. Les entreprises du secteur sont ainsi contraintes au versement de dommages-intérêts considérables. Certaines inspectionsexigent en outre une fermeture au moins partielle des sites,avec des coûts d’opportunité extrêmement élevés.

Le déploiement de drones pour collecter des informationssur l’état technique des actifs a de quoi faire chuter immédiatement le nombre d’accidents et minimiser le tempsd’inactivité des réseaux. L’enregistrement et la sauvegarded’images et de vidéos durant les inspections constituent un outil supplémentaire pour le contrôle de la qualité de l’inspection elle-même et le degré d’implication des employéset sous-traitants.

Source : PwC Drone Powered Solutions

5 Source: WorldBank, CIA World Fact Book, PwC Analysis


Réparation des lignes de transmission et autres infrastructures sensibles

La collecte de données n’est pas la seule application danslaquelle les drones peuvent être mis au service du secteur de l’énergie et de l’eau. Il est possible de leur confier destâches dangereuses et en hauteur, comme la construction, la réparation ou l’élagage le long des lignes électriques. Le développement technologique des drones fait qu’ils sontd’ores et déjà capables d’assurer le transport de matériaux de construction, mais aussi l’assemblage, le soudage et la fixation de différentes pièces.

L’un des exemples les plus intéressants du potentiel desdrones à effectuer des travaux dangereux en hauteur est un vol d’essai mené à Xiangyang (Hubei, Chine) par les techniciens d’une entreprise de maintenance du secteur de l’électricité. Ceux-ci ont envoyé un drone équipé d’unlance-flammes éliminer les déchets accumulés sur les lignesélectriques. Une solution similaire peut être mise en œuvrepour tailler la végétation poussant autour des lignes. Les drones peuvent accomplir ces tâches plus rapidementque les humains, avec un risque réduit d’accident du travailet de décès. Le développement en cours de la technologie, labaisse du prix des drones et l’évolution de la réglementationencouragent de plus en plus d’acteurs du secteur à profiterdes possibilités offertes par ces appareils.

Maintenance prédictive grâce aux algorithmesd’apprentissage

Mais le potentiel des drones dans le secteur de l’énergie et de l’eau ne se limite pas à ces solutions. Les entreprises de l’énergie peuvent faire appel à un vaste éventail de technologies nouvelles pour résoudre leurs problèmes les plus pressants et optimiser leurs opérations. L’une des applications les plus intéressantes vise à intégrer l’apprentissage automatique (« machine learning ») dans les processus d’inventaire d’actifs et de maintenance. L’apprentissage automatique consiste à laisser les machinesutiliser des algorithmes pour apprendre à résoudre des problèmes complexes en toute autonomie sans avoir été explicitement programmées pour cela, grâce à l’analyse d’exemples de solutions similaires. Parmi les différentes catégories d’algorithmes d’apprentissage, l’apprentissageprofond (« deep learning »), qui s’inspire du fonctionnementdes réseaux neuronaux de notre cerveau, semble particulièrement prometteur. PwC a utilisé des machines formées par cette technique pour la reconnaissance d’images, notamment la détection de variations par rapport à un plan sur un chantier. Les résultats obtenus étaientsupérieurs à ceux atteints par l’homme.

Autre exemple de travaux couronnés de succès dans ce domaine, une équipe de chercheurs de l’université Purdue(États-Unis), sous la direction du Prof. Mohammad R. Jahanshahi, a mis au point un système permettant de décelerles fissures dans les éléments en acier des centrales nucléaires.Celui-ci étudie les variations de texture en surface et signaleaux techniciens le danger éventuel lié à une fissure. L’opération prend environ une minute: outre le gain de tempspour le technicien, qui peut ainsi se consacrer à d’autrestâches, ceci permet de réduire le risque de laisser un défautpasser inaperçu.

Grâce à l’apprentissage automatique, les opérateurs du secteurde l’énergie peuvent déceler les défauts, dysfonctionnementset défaillances, plus rapidement et à moindre coût. Ce travailpeut se faire automatiquement, sans assistance humaine, à partir d’images ou d’un flux vidéo fourni en temps réel pardes drones. La technologie permet déjà aux drones de menerde façon autonome des inspections de centrales et lignesélectriques et de fournir en temps réel des analyses de l’étatdes infrastructures.


2.3 Gestion de la végétation

Le contact des branches d’arbre et autres éléments de végétation avec les lignes électriques est la principalecause de coupure d’alimentation. Dans la plupart des pays, la gestion de la végétation, c’est-à-dire le suivi de l’état de laforêt et l’élagage des arbres, est le poste principal du budgetde maintenance pour les entreprises de l’énergie. En déployantdes technologies innovantes et repensant leur processus de gestion de la végétation, les leaders du secteur peuventaméliorer l’efficacité de leurs services d’élagage et de réparation, mais aussi prévenir les pertes dues à la chuted’arbres ou à l’embroussaillement.

Technologies de collecte de données

Le choix de la technologie d’acquisition de données sur la végétation est dicté par les besoins de l’entreprise. En fonction du résultat ciblé, on optera pour des méthodestraditionnelles de photogrammétrie telles que caméras RVBou lidar (radar de télédétection dans lequel les ondes sontémises par un laser). La première méthode permet de saisirl’état réel des actifs et de la végétation qui les entoure en 3D,mais les données ne peuvent être recueillies que si les conditions météorologiques sont bonnes : absence de pluie et de vent fort, bonne luminosité. Le lidar, quant à lui, saisitles données de façon plus précise que les caméras RVB etquelle que soit la météo. Cette solution est néanmoins pluscoûteuse pour l’instant. Les entreprises peuvent égalementfaire appel à des sources de données publiques et de terrain(tirées d’inspections manuelles) pour enrichir les donnéesrecueillies à l’aide de ces technologies.

En plus du choix de la technologie d’acquisition de données,il est tout aussi important de décider du type de véhiculeaérien qui transportera les caméras ou le lidar. Chacun a ses avantages: précision pour le drone, économie pourl’hélicoptère et rapidité pour l’avion. Les récentes évolutionsdes drones leur permettent toutefois de rivaliser avec les

deux autres pour leur efficacité et leur vitesse. Les drones à aile fixe peuvent constituer une alternative aux avions tandisque les modèles multirotors peuvent remplacer les hélicoptères.Les deux principaux avantages des drones est qu’ils sont capables de voler plus bas que les autres véhicules aériens,d’où une plus grande qualité de données, et qu’ils se passentde pilote humain, ce qui réduit le risque d’accident mortel.Le choix final du véhicule et de l’équipement embarquédépendra des attentes de l’entreprise en matière de qualitédes données, de temps d’acquisition et de coût.

Traitement, analyse et gestion des données

Pour obtenir des informations précieuses sur l’endroit exactoù envoyer une équipe d’élagage, les entreprises ne sauraientse contenter de données brutes : les informations qu’elles recueillent doivent être traitées et analysées pour déterminerquels sont les arbres à élaguer en priorité et quels autres peuvent attendre. En combinant les données collectées par les véhicules aériens et celles issues de sources publiqueset de terrain, sans oublier les connaissances sur la vitesse decroissance des différentes essences, les entreprises peuventcréer un modèle complexe capable de leur dire où envoyerleurs équipes sur le moment, mais aussi à l’avenir. Cette approche permet de réduire le coût du suivi de la végétation,de mieux identifier les risques et d’optimiser l’attribution des ressources.

Source : PwC Drone Powered Solutions


2.4 Suivi de la qualité de l’eau

Le suivi de la qualité de l’eau est une tâche aussi essentiellequ’ardue, du fait du temps et de la main-d’œuvre qu’exigentles méthodes de prélèvement et d’analyse d’échantillons.L’imagerie satellite est utilisée aujourd’hui pour l’estimationde certains paramètres, comme la turbidité ou la teneur enchlorophylle, ce qui simplifie la surveillance des zones lesplus vastes. Mais la faible résolution spatiale de ces imagescomplique leur application pour le suivi de petites sources(torrents, par ex.), alors que c’est sur elles que portent plusparticulièrement les efforts de conservation. D’autres défispèsent sur le suivi de la qualité de l’eau par satellite: outre leproblème lié aux petits cours d’eau, le moment de la collectede données est difficile à contrôler et, plus important encore,la turbidité de l’eau augmente immédiatement après la pluie,alors que les nuages empêchent souvent toute observation.En déployant des drones munis de caméras infrarouges,chercheurs, employés des compagnies des eaux et représentants de l’État ont la possibilité de surveiller à distance

les zones d’eau avec une résolution spatiale inégalée, à moindre coût et à tout moment. Les drones pourraient aussiservir à la cartographie et à l’inspection des infrastructuresd’adduction d’eau et d’assainissement, composées de canalisations aussi nombreuses que coûteuses. L’un des exemples les plus intéressants de l’utilisation de drones pourle suivi de la qualité de l’eau est un projet mené par le ministèreaustralien des Industries primaires, chargé entre autres de lapréservation des ressources aquatiques. En décembre 2015 a été déployé un programme reposant sur la technologie desdrones et l’analyse d’images pour surveiller la qualité deseaux rejetées dans le cours inférieur du Darling, en Nouvelle-Galles du Sud. Six mois durant, des drones ont contrôlé laqualité de 35 000 mégalitres d’eau passés des lacs de Menindeedans le fleuve. Une autre application utile des drones a ététrouvée par des chercheurs de l’université de Nottingham Trent(Royaume-Uni). En 2015, ils se sont aperçus qu’une caméra in-frarouge à haute résolution pouvait détecter, même de haut,les variations de température du sol se produisant du faitd’infiltrations d’eau. Cette technique pourrait servir à réduireles énormes pertes dues aux fuites de vastes systèmes decanalisations souterraines, notamment dans les pays déser-tiques où l’eau est acheminée sur de très grandes distances.

La numérisation progressive des processus opérationnelsimpose aux entreprises de se doter de nouvelles méthodes de collecte et d’analyse de données qui soient à la fois exactes,précises et à jour. Connaître en temps réel l’état technique de leurs actifs – infrastructures énergétiques et réseaux notamment – est essentiel pour éviter les coupures d’alimentation. Être informé de l’avancement des chantiersest nécessaire pour prévenir les retards ou le non-respect ducahier des charges. Les méthodes traditionnelles de collectede l’information reposent sur un travail humain peu efficaceet fournissent souvent des résultats intangibles et difficilementcomparables. C’est pourquoi l’application des technologiesdes drones pour enregistrer divers types de données sur les centrales, sous-stations et lignes électriques devient un facteur de changement pour le secteur de l’énergie dans son ensemble. Les drones peuvent non seulement collecter desdonnées comparables et tangibles de façon plus efficace queles équipes de terrain, mais à la différence des véhicules aériensavec équipage, ils le font sans risque pour la vie humaine.En ajoutant à ces avantages la capacité d’obtenir des données

de meilleure qualité que celles des hélicoptères et avions, du fait de leur plus basse altitude de vol, on comprend bien comment les drones peuvent devenir une source primaire d’information pour la conception, la construction,l’exploitation et l’entretien des infrastructures.Un autre problème clé lié à la numérisation est la nécessitéd’analyser, diffuser et gérer les énormes quantités de donnéesnumériques saisies par les drones et autres types d’outilsd’acquisition. Savoir comment analyser les données pour en tirer des informations utiles est tout aussi important que de disposer des outils spécialisés pour la capture, le traitement, l’intégration et l’affichage de ces données.Pour rationaliser les processus d’analyse et tirer parti des données recueillies, les entreprises ont besoin d’une plateforme numérique unifiée permettant la collaborationentre employés de différents services. Cette plateforme peut améliorer leur travail, mais aussi attirer des talents extérieurs dotés des capacités techniques pour le traitementet l’analyse de données, collaborant tous dans l’intérêt de l’entreprise.

Massimo Pellegrino – Associé Strategy&, Digital & Innovation Leader, PwC Italie

L’augmentation exponentielle du volume de données va forcerles entreprises à inventer de nouvelles façons de gérer et stockerl’information

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3. Plateforme digitale

L’utilisation des drones pour enregistrer en temps réel l’étatd’un objet à l’aide de divers types de capteurs génèred’énormes volumes de données, saisies très souvent sous des formats différents. Intégrer, analyser et gérer ces donnéesde façon à permettre aux employés habilités d’accéder auxinformations pertinentes devient un défi considérable pourde nombreuses entreprises. Les employés ont besoin d’outilsspécialisés et de savoir-faire techniques pour en tirer les informations utiles correspondant précisément à leurs tâches.Toute entreprise cherchant à utiliser les technologies desdrones et de l’analyse d’images doit envisager les solutionsqu’il lui faudra mettre en œuvre pour permettre à ses employésde bénéficier des données ainsi recueillies et d’approfondirleur analyse.

L’équipe Drone Powered Solutions (DPS) de PwC a mis aupoint son propre logiciel propriétaire, baptisé PwC Geospatial.App. Il permet l’intégration, la présentation et la gestion deséries complètes de données. Plateforme basée sur le cloud, il intègre les données géospatiales avec des produits de diverses sources et les présente de façon claire et pratique.Geospatial. App propose un vaste éventail de fonctionnalités,comme l’affichage multicouches (orthophotos, NMT, calquesvectoriels, etc.) ou l’intégration de fichiers externes (photos,images thermiques, rapports) attachés à un objet en particulierou à un calque entier. Le logiciel peut également effectuer un suivi de l’évolution et permet de relever facilement la distance entre deux points, l’altitude absolue ou relative d’un objet, sa surface ou ses coordonnées.

Toutes ces fonctionnalités permettent aux clients de PwC une prise de décision facile et rapide, étayée par des donnéesde grande qualité et mises à jour, recueillies par drone, avion,hélicoptère ou satellite.

La sécurité du logiciel est assurée par le respect de normes de sécurité numérique strictes, conformes à la politique de sécurité informatique de PwC. La structure IT de PwC dispose d’un groupe spécialement consacré à la sécurité,

qui comprend des experts de la gestion des menaces et vulnérabilités, de la sécurité des applications et de la gestiondu risque. Chaque nouvelle version de Geospatial. App estpar ailleurs soumise à des tests de pénétration, effectués par une entreprise externe de cybersécurité.

Le logiciel Geospatial. App de PwC est un outil unique aumonde pour l’analyse de données indépendante via un panelen ligne dédié, disponible depuis n’importe quel navigateurgrâce à la norme HTML5. La plateforme externe, hébergéedans le cloud, permet un accès pratique aux données depuistout ordinateur ou appareil mobile, où que se trouve son utilisateur, sans application supplémentaire et avec une vitessede transfert ultrarapide (jusqu’à 3 Go/s). L’intégration des données, les analyses et tous les autres processus de calcul sont menés sur des serveurs dédiés, de sorte qu’ils ne ralentissent pas le fonctionnement de l’appareil de consultation. Une version dédiée des données de Geospatial.App peut être installée localement à la demande du client,par exemple sur son infrastructure informatique. Geospatial.App peut s’intégrer à l’ERP du client ou à ses systèmes demaintenance, gestion d’actifs, gestion d’investissement, etc.Les fonctionnalités, paramètres et outils d’analyse par défautsont facilement configurables suivant les besoins individuelsdu client et les spécificités de son secteur.

Source: PwC Drone Powered Solutions


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4. Quelles opportunités etquels défis pour les solutionsavec drones?


4.1 Principales opportunités

4.2 Principaux défis

Réglementation

La technologie des drones est l’une des innovations qui aura le plus fort impact au cours des décennies à venir. Ses avantages sont déjà visibles dans le secteur de l’énergie,parmi de nombreux autres. Mais il arrive que le cadre juridique forme un frein au progrès technologique. Plusieurspays ont déjà commencé à élaborer un cadre réglementairecomplet pour autoriser les vols de drone et gérer l’assurancedes matériels et des pilotes, prévenant ainsi l’apparition de certains problèmes dans la mise en œuvre des solutions avecdrones. L’évolution de la réglementation s’appliquant auxdrones, notamment la permission d’effectuer des vols horsdu champ de vision, va ouvrir de nouvelles possibilités pourle secteur de l’énergie et de l’eau, entre autres, et permettreaux drones d’effectuer un nombre croissant de misions.

Développement technologique

Les prochaines avancées de la technologie vont entraîner de nouvelles solutions, réduire les coûts et augmenter le potentiel des drones. Les fabricants ne cessent d’innover,d’améliorer les performances et d’ajouter de nouvelles fonctionnalités. La longévité des batteries sera l’un des principaux facteurs: les améliorations dans ce domaine permettront d’augmenter la durée des vols et d’accélérer les processus tout en réduisant les coûts. Les caméras et capteurs affichent déjà des performances (résolution, etc.)impressionnantes, mais les progrès permettront de repousserles limites de la précision, d’ouvrir de nouvelles possibilitéset d’analyser des détails qui échappaient jusqu’alors à toutevigilance.

Automatisation

La discussion sur les drones autonomes a commencé il y a longtemps et cette technologie est déjà présente, même si les drones autonomes ne font pas encore réellement partiedu paysage. Les avancées des véhicules autonomes pourraientcontribuer à la révolution de ce secteur. L’automatisation vaentraîner une plus grande précision, un meilleur ajustementdes paramètres de vol, une moindre exposition à l’erreur humaine et une baisse des coûts. Elle ouvrira aussi un nouveauchamp des possibles pour le secteur des drones et permettrale développement d’un nombre croissant de solutions innovantes et d’applications dans d’autres secteurs.

Sécurité opérationnelle

Les vols de drones présentent de nombreux avantages, maisaussi des problèmes de sécurité opérationnelle. L’utilisationcroissante de ces technologies s’accompagne d’une hausse du nombre d’accidents aériens et de collisions au sol. Erreurhumaine, perte du signal entre le drone et son pilote, maisaussi défaillances techniques peuvent entraîner de véritablesdangers en matière de sécurité publique. Pour les entreprisesdu secteur de l’énergie, un drone qui s’écraserait sur une ligneà haute tension pourrait causer des coupures et d’importantsdommages aux infrastructures. Le risque lié aux vols dedrones exige donc l’application de systèmes de sécurité capables de détecter les situations dangereuses et deprévenir les accidents.

Sécurité des données

Les drones enregistrent des données détaillées sur les infrastructures liées à l’énergie et à l’eau. Le risque de pirataged’informations confidentielles se pose de façon croissante. Il impose la mise en œuvre de systèmes de sécurité pour une protection efficace des données. Les données collectées par les drones sont généralement transmises au cloud par wi-fi ou Bluetooth: deux portes d’entrée possibles pour une cyberattaque. Les drones sont donc extrêmement vulnérablesau piratage. Les hackers peuvent s’engouffrer dans une faille de sécurité de la connexion pour prendre le contrôle de l’interface du drone et accéder à des données sensibles. Faire face à ce problème suppose de développer des systèmesde sécurité des données et des connexions.

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Au cours des dernières années, la plupart de nos clients du secteur de l’électricité et des utilities se sont engagés sur la voie de la transformation digitale au sein de leur organisation. Que l’investissement soit au niveau del’amélioration des capabilités des drones, de l’utilisation de l’IoT pour les senseurs, ou d’autres concepts innovants,une chose est claire: créer et collecter des données n’est passuffisant, les entreprises du secteur de l’énergie se doivent de transformer ces données en actions. Alors qu’il y a desannées, créer des tableaux de bord et effectuer des exercicesd’exploration de la donnée fournissaient des insights significatifs pour ce qui est du management d’entreprise – aujourd’hui – beaucoup de nos clients ne se satisfont passimplement de mieux connaitre leur entreprise. Ils veulentutiliser la donnée pour prendre des décisions sur la façon d’exploiter et de maintenir leurs actifs plus efficacement et durablement. Les informations collectées ne conduisantpas à une prise de décision ou une action ne valent pas lapeine d’être collectées. Extraire de la valeur de ces données,en appliquant des techniques analytiques avancées, ainsique le machine learning pour identifier les opportunitésd’amélioration de l’efficacité opérationnelle, n’est que le début.

Les outils de machine learning et d’intelligence artificiellepeuvent être enseignés non seulement dans le but d’identifierdes erreurs, exceptions ou problématiques types, mais aussipour automatiser une réponse (par exemple, la création de bons de commande) afin d’adresser en somme les besoinscritiques de l’entreprise. Tout apprentissage fait au traversde la résolution d’un problème peut être réintégrer dans lesmodèles analytiques afin d’aider à prévoir les futurs besoins.

La mise en commun de la création, collecte, analyse des données et prise de décision en retombées business, représentela clé du succès à long terme de ces solutions innovantes. Ces activités pourront alors évoluer d’une phase de preuvede concept réussie à la réalisation de missions critiques pourtoutes les activités de l’entreprise dans la décennie à venir.Les entreprises ayant développé cette vision holistique, vontcréer de véritables différentiateurs en diminuant les coûts de maintenance, en augmentant la disponibilité de leurs actifs, et en obtenant de meilleurs insights quant à la prisede décision de l’entreprise, tout en créant un environnementplus sûr pour leurs collaborateurs et clients.

Matt Labovich – Analytics Leader, US Industrial Products and Services

Grâce à l’apprentissage automatique et aux outils d’intelligenceartificielle, il est possible non seulement d’apprendre à la machine à détecter un problème ou une anomalie, mais aussid’automatiser sa réponse (c’est-à-dire de créer une commande)afin d’y remédier

Clarity from above

5. Drone powered solutions

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Créée en début d’année 2015, DPS est la première équipeprofessionnelle de conseil au monde dédiée aux applicationsindustrielles et commerciales des technologies des drones.Ce n’est pas par hasard qu’elle a vu le jour en Pologne: ce pays est le premier au monde à s’être doté d’une législationprécise sur l’utilisation industrielle des drones (2013).

Depuis sa création, DPS travaille avec des clients issus dedivers secteurs pour tester les applications des technologiesdes drones dans leurs opérations. Ces technologies s’avèrentconstituer de précieux outils pour de nombreux secteurs de l’économie. Nous pensons qu’une bonne utilisation deleur potentiel peut améliorer considérablement la qualité des opérations quotidiennes en combinant haute précision, simplicité et rentabilité inégalée.

Grâce à la longue expérience de PwC en planification et miseen œuvre de stratégies et d’opérations, DPS peut aider les entreprises non seulement à sélectionner le matériel le plusapproprié, mais aussi à déployer des systèmes opérationnelscomplets. L’étendue de nos compétences va de la stratégie à l’analyse en passant par la transformation des processus, la customisation informatique et le traitement de données visuelles. Ces savoir-faire nous permettent de fournir à nosclients un service de bout en bout. DPS a également développéson propre logiciel propriétaire, PwC Geospatial. App, quipermet d’intégrer, présenter et gérer des séries complètes de données. Avec son vaste éventail de fonctionnalités, cetoutil facilite et accélère la prise de décision.

Si l’équipe DPS dispose déjà d’une expertise unique ainsi quede solutions propriétaires et de méthodologies, nous ne nousreposons pas sur nos lauriers: nous travaillons constammentà développer de nouvelles idées et technologies (apprentissageautomatique, par ex.) afin d’aider au mieux nos clients à s’approprier la nouvelle réalité des drones.

Drone Powered Solutions (DPS) est un centre d’excellence mondial situé en Europe.L’équipe aide ses clients issus de divers secteurs à optimiser le potentiel des technologies des drones.

Auteurs

Direction stratégique et suivi éditorial

Michał MazurAssocié, Drone Powered Solutions

Adam WiśniewskiDirecteur, Drone Powered Solutions

Jeffery McMillanDirecteur de la communication, PwC Europe centrale et de l’Est

Contributeurs

Jenny KoehlerAssociée, USA Power & Utilities

Norbert SchwietersGlobal Energy, Utilities & Resources Leader

Steve JenningsUK Power and Utilities Leader

Massimo PellegrinoAssocié Strategy&, Digital & InnovationLeader, PwC Italie

Équipe de rédaction

Jakub JagiełłoAnalyse & direction de projets

Anna DrabarekCoordination

Ewa Boguszewska

Aleksandra Chmura

Anna Jaworska

Filip Orliński

© 2017 PwC Pologne. Tous droits réservés. PwC désigne l’ensemble des entités membres de PricewaterhouseCoopers International Ltd, dont chacune est une entité juridique distincte et indépendante.

Michał Mazur

Associé, Drone Powered [email protected](+48) 502 184 684PwC Pologne

Pour approfondir ce sujet, merci de contacter:

Adam Wiśniewski

Directeur, Drone Powered [email protected](+48) 501 049 409PwC Pologne

Steve Jennings

UK Power and Utilities [email protected](+44) (0)20 7212 1449

Norbert Schwieters

Global EnergyUtilities & Resources [email protected](+49) 1754323786

Massimo Pellegrino

Associé Strategy&Digital & Innovation [email protected](+39) 345 2448062PwC Italie

Matt Labovich

Analytics Leader, US Industrial Products and [email protected].: +1 703 725 8255

Un commentaire? Une question?Rendez-vous sur www.dronepoweredsolutions.com ou écrivez-nous!

Pascale Jean

Partner, France & EMEA Power& Utilities [email protected](+33) 6 74 44 79 11

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Clarify from above - PwC France · infrastructures de transport. En juillet 2017, notre rapport concernait le secteur des télécommunications, et plus particulièrement la façon