Perspectives du marché des drones civils

La filière du drone civil

Définition

Logiquement le terme drone désigne tout véhicule capable de se déplacer sans pilote. On peut l’appliquer à des véhicules terrestres, des bateaux ou même des sous-marins.

Néanmoins dans le langage courant, un drone désigne la plupart du temps un drone volant.  Les professionnels préfèrent appeler cette catégorie d’engin UAS/UAV pour Unmanned Aerial System/Vehicle.

L’appelation UAS est un peu plus riche puisqu’elle désigne l’ensemble du matériel qui permet au drone de voler (y compris les consoles au sol), l’UAV concerne seulement l’appareil qui décolle. Une traduction possible en français est « aéronef télépiloté ».

Au sein des UAS, on peut distinguer différentes catégories d’usage :

  • Les UAS militaires utilisés essentiellement pour la reconnaissance, l’espionnage, le marquage de cible et les frappes aériennes.
  • Les UAS civils à usage de loisir ou commercial (professionnel donc).

Quel drone pour quel usage ? Les caractéristiques principales d’un UAS

Configuration générale

Il existe différentes écoles pour concevoir un drone : certains sont plus inspirés des avions et possèdent des ailes (fixed wings en anglais), d’autres rappellent les hélicoptères et fonctionnent grâce à des rotors (rotorblades)

Il existe différente classifications des drones suivant leur poids, leur autonomie et leur capacité en vol. Retenons simplement que les drones commerciaux sont quasiment tous sous la barre des 150kg et d’une envergure de quelques mètres.

Nanodrone Axis / Drone GlobalHawk de la NASA

Nanodrone Axis / Drone GlobalHawk de la NASA

Si un drone à rotor décolle à la verticale et peut se poser relativement n’importe où ce n’est pas le cas d’un drone à ailes qui a besoin d’un dispositif externe pour décoller. Il a également plus d’envergure et n’est pas forcément adaptés aux espaces confinés ou restreints.

Décollage d'un drone de type fixed wings

Décollage d’un drone de type fixed wings

Les capacités en vol

L’autonomie est une caractéristique primordiale pour un UAS. La moyenne pour les drones professionnels se situe aujourd’hui autour de 40 minutes, rarement plus d’une heure

De même les drones civils restent assez fragiles : il n’est pas vraiment recommandé de s’en servir par temps pluvieux et ils se comportent mal s’il y a trop de vent.

On juge généralement des capacités d’un drone à l’aune de l’altitude et de la vitesse maximale qu’il peut atteindre. Une fois pris en compte son autonomie on peut déterminer son rayon d’action, autrement dit la surface qu’il peut couvrir en un seul vol.

Les capacités utiles

Le drone a-t-il absolument besoin d’un pilote ou peut-il être programmé et réaliser son vol de manière autonome en suivant son GPS et ses instruments de bord ?

Enfin, combien d’équipement peut-il embarquer ? Je peux avoir besoin de plusieurs types de caméras pour réaliser différents relevés en même temps. De même j’ai besoin d’émetteur si je veux transmettre mes données au sol. Tout ces capteurs ont un poids, aussi il est important de choisir un drone avec une charge utile adaptée.

Les acteurs du marché

Les constructeurs

Il y a tout d’abord les constructeurs qui conçoivent et vendent les appareils. Le régulateur américain a rendu obligatoire l’enregistrement de tout drone de plus de 250 grammes volant en extérieur (ce qui englobe les drones professionnels mais aussi certains drones de loisir notamment ceux équipés de caméras).

Constructeurs les plus populaires - Total des drones enregistrés aux Etats-Unis

Drone > 250g les plus populaires aux Etats-Unis – FAA via sUAS News

DJI est l’incontestable leader du marché professionnel avec près de 50% de part de marché aux Etats-Unis. Sur le seul segment amateur, ce chiffre atteindrait même 70% d’après Frost & Sullivan. Toujours auprès des amateurs, le français Parrot détiendrait la deuxième place (source)

Les opérateurs

Les clients peuvent choisir de piloter eux même leur drone (par exemple si pour un usage de loisir) ou faire appel à un opérateur.

L’opérateur est un prestataire de service qui peut fournir soit uniquement un pilote soit une solution clef en main où on envoie un pilote avec son propre drone chez le client.

L’opérateur propose également souvent des services de traitement des données. Pour réaliser des mesures il ne suffit pas d’envoyer un drone survoler la zone. Il faut ensuite retraiter les images pour obtenir une image ou un modèle 3D exploitable de la zone couverte.

Répartition de la chaîne de valeur en France - Oliver Wyman

Répartition de la chaîne de valeur en France – Oliver Wyman

Les applications des UAS

Les UAS sont utiles lorsque l’on a besoin de prendre de la hauteur pour réaliser des mesures, capter des images ou avoir tout simplement un œil dans le ciel.

Il est clair qu’il est beaucoup plus simple d’envoyer un petit drone que de suspendre 4 types en rappel le long d’une cuve de raffinerie pour détecter des fissures.

On peut distinguer 5 sous-segments au sein du marché des drones civils.

Drone au dessus d'un champs - PrecisionHawk

Drone au dessus d’un champs – PrecisionHawk

L’agriculture de précision

Secteur économique concerné : agriculture

Applications : 

  • Inspection des champs (prévention des maladies, sécheresse)
  • Suivi de l’utilisation des intrants chimiques

Inspection / surveillance

Secteur économique concerné : énergie, matières premières, construction …

Drone inspection

Drone inspectant une ligne haute-tension – AIBOTIX

Applications : 

  • Inspection (contrôle qualité, maintenance) des ouvrages : ponts, éoliennes, antennes, cuves de raffinerie, fermes solaires…
  • Inspection des infrastructures isolées : pipelines, lignes haute-tension, voies ferrées…
  • Calcul volumétriques (niveau des réserves dans les carrières, états des stocks sur de gros chantiers)
  • Analyse des déperditions de chaleur (diagnostic énergétiques des bâtiments, suivi du rendement des fermes solaires …)
  • Surveillance d’éventuels rejets dans l’environnement sur les sites d’extraction (BP en Alaska par exemple)

Cartographie / étude

Cartographie Drone

Modèle en 3 dimensions réalisé par un drone – Mencis Software

Secteur économique concerné : construction, architecture, géologie …

Applications : 

  • Topographie : modèle en relief d’un terrain, mesure
  • Inspection des infrastructures isolées : pipelines, lignes haute-tension, voies ferrées…
  • Calcul volumétriques (niveau des réserves dans les carrières, états des stocks sur de gros chantiers)
  • Analyse des déperditions de chaleur (diagnostic énergétiques des bâtiments, suivi du rendement des fermes solaires …)
  • Surveillance d’éventuels rejets dans l’environnement sur les sites d’extraction (BP en Alaska par exemple)

Caméra pour le cinéma montée sur un drone – Brain Farm

Photo / vidéo

Secteur économique concerné : réalisateurs et photographes professionnels / amateurs

Applications : 

  • Réalisation de prises de vue aériennes pour le cinéma, la télévision, les publicités, clips vidéos …
  • Prises de vue pour usage commercial professionnel (annonces immobilières, litiges assurances …)

Sécurité

Secteur économique concerné : police, sécurité privée, sécurité civile

Applications : 

  • Surveillance des frontières, manifestations…
  • Surveillance des sites sensibles (entrepôts, sites industriels, hypermarchés)
  • Analyse des dommages et localisation des victimes en cas de catastrophe naturelle

Etude du marché du drone civil professionnel

Market sizing

Les cabinets de consultant ont profité de l’engouement pour les drones pour inonder le marché de dizaine de rapports vendus plusieurs milliers de dollar l’unité. Ils se contredisent puisque les prévisions ne sont pas cohérentes entre elles, et de toute façon bien malin celui qui est capable de prévoir la valeur d’un marché dans 10 ans. Cependant, nous pouvons les consulter pour prendre le sentiment de l’industrie.

Le marché des drones aujourd'hui et demain selon différents consultants

Le marché des drones aujourd’hui et demain selon différents consultants

Il faut bien garder en tête qu’il s’agit ici du marché des drones civils. En valeur, le marché militaire est beaucoup plus important et représente actuellement 90% du marché total des drones d’après le Teal Group. Cette part devrait légèrement diminuer d’ici 2020 pour constituer 85% du marché.

Frost & Sullivan est plus mesuré puisqu’il envisage un marché militaire et civil d’une taille équivalente en 2020.

Pourquoi une telle prédominance des militaires ? C’est tout simplement une question de prix.

  • Un drone à usage mixte (loisir et pro) comme le DJI Phantom III coûte environ $1,000
  • Un drone professionnel équipé d’une batterie de capteurs comme le Lancaster de PrecisionHawk peut atteindre $25,000.
  • Le Predator de General Atomics se vend lui $4,5 million l’unité.

L’impact de la réglementation

Aux Etats-Unis il est illégal de faire voler un drone pour un usage commercial sans autorisation préalable de la Federal Aviation Admistration (FAA) qui doit délivrer une Section 333 Exemption et une licence de pilote. L’administration avait délivré 548 exemptions en Juin 2015.

L’usage récréatif ne nécessite pas de licence. Cela pousse d’ailleurs certains opérateurs à maquiller leur activité commerciale sous couvert de loisir.

Dans tous les cas des restrictions s’appliquent : le pilote doit toujours garder un contact visuel avec son appareil, ne pas dépasser une certaine altitude, respecter des limitations de vitesse et ne pas survoler de zone habitées.

Pour réellement décoller aux Etats-Unis, le marché des drones civils a besoin d’un environnement à la fois plus flexible mais aussi capable d’assurer la sécurité dans les airs.

L’obligation pour le pilote de garder le drone dans son champ de vision est particulièrement restrictive pour un certain nombre d’usage : les immenses exploitations agricoles, l’inspection de zones reculées (traversées par des pipelines ou des lignes haute tension)…

A l’inverse, d’autres pays à l’instar de la France ont adopté des réglementations plus accommodantes. Cela se traduit par un plus grand nombre d’opérateurs rapporté à la taille du pays.

Estimation du nombre d'opérateurs de drone dans le monde - Drone Analyst

Estimation du nombre d’opérateurs de drone dans le monde – Drone Analyst

Quel sont les segments de marchés les plus porteurs ?

Appuyons nous d’abord sur 2 éléments : le segment d’activité des opérateurs enregistrés aux Etats-Unis et les prévisions pour la France du cabinet Olivier Wyman.

Segments d'activité des opérateurs enregistrés aux Etats-Unis - FAA

Segments d’activité des opérateurs enregistrés aux Etats-Unis fin 2015 – FAA

Segmentation du marché civil français - Oliver Wyman

Segmentation du marché civil français – Oliver Wyman

Photo et vidéo : le secteur restera-t-il en pointe ?

Clairement les réalisateurs et les photographes sont les plus gros utilisateurs de drone aujourd’hui. La photo et la vidéo est de loin le marché le plus important que ce soit en volume ou en valeur. Du petit photographe amateur qui casse sa tirelire pour réaliser quelques belles images aériennes (voir National Geographic ou Dronestagram) au gros studio hollywoodien, tout le monde s’y est mis.

Il y a une demande réelle. Combien de clip musicaux, films, reportage publicité ou vidéos postées sur Youtube comportent des plans tournées par un drone ?

Les constructeurs redoublent d’effort pour proposer des produits toujours plus attirants, comme ce drone qui peut suivre et filmer une personne munie d’un bracelet GPS.

Certes les arbres ne monteront pas jusqu’au ciel. Il est certains qu’arrivés à un certains stade les prestataires seront tous plus ou moins équipés et le marché arrivera à maturité. Mais le secteur peut attendre encore une belle croissance tant les applications commerciales fourmillent :

  • Des services de photographie pour aider les agences immobilières à promouvoir leurs propriétés
  • L’aide de la photo aérienne pour régler des litiges légaux (sur les limites d’un terrain par exemple) ou d’assurance (pour évaluer les dégâts après un incendie).
  • Dans le sport pour apporter des éléments vidéos nouveaux aux entraineurs.

Geographic Information System : le plus prometteur

Cette appellation anglo-saxone recouvre 2 segments que l’on a évoqués plus haut : l’inspection/surveillance et la cartographie/étude.

Concrètement ce terme désigne la capture d’images aériennes que l’on va coupler à des mesures. On peut réaliser ces mesures directement à partir des photos (ça s’appelle la photogrammétrie) ou superposer des informations de capteurs externes comme des caméras thermiques ou des Lidar.

Le but est d’obtenir une information précise, géolocalisée grâce au GPS interne du drone et datée. A partir de ce point les experts vont interpréter, visualiser ou modéliser les résultats selon leurs besoins.

Cette profession existe depuis longtemps et son apport est reconnu par différentes industries. Jusqu’à maintenant elle utilisait des avions, des hélicoptères ou des satellites pour travailler.

Les drones ont plusieurs avantages :

  • Ils volent plus bas et permettent donc de récolter des données plus précises
  • Ils sont plus faciles à déployer aussi on peut effectuer des mesures plus fréquentes

Autre point important, le matériel actuel coûte déjà très cher : $40,000 pour un système GPS roulant professionnel, $100,000 pour un scanner laser 3D (source) … Aussi il n’est pas irréaliste d’imaginer des solutions complètes de drone clefs en main (véhicule, opérateur, logiciel) autour de $100,000 si elles démontrent leur capacité à améliorer les relevés.

Ce segment devrait bénéficier à plein des progrès des drones en termes d’autonomie et de charge utile tout comme de la miniaturisation des senseurs. Il est aujourd’hui possible de monter un radar laser (Lidar) sur un gros drone.

Il y a également de très gros besoins logiciel derrière pour retraiter les mesures. Les possibilités sont immenses : ainsi Google a annoncé son projet Earth Engine, un outils capable de superposer les mesures satellites réalisées depuis 40 ans par les scientifiques à n’importe quelle image captée par un drone.

L’agriculture : énorme potentiel ou feu de paille ?

L’industrie trop optimiste ?

En Mars 2013, l’Association of Unmanned Vehicle Systems International (AUVSI) a publié un rapport qui a fait beaucoup de bruit. D’après celui-ci, sous réserve de la mise en place d’une réglementation favorable (ce qui n’est toujours pas le cas aujourd’hui) le marché des UAS civils exploserait et générerait un impact positif sur l’économie de $13,6 milliards en 3 ans rien qu’aux Etats-Unis.

Sur une période de 10 ans (jusqu’en 2025), l’impact se chiffrerait à $82 milliards aux Etats-Unis pour 100,000 emplois créés. En prenant en compte la montée en puissance progressive, on n’est pas très loin des prévisions des consultants qui envisagent un marché civil annuel d’un peu plus de $10 milliards en 2020.

Dernier point intéressant du rapport, 90% de la croissance serait le fait du segment de l’agriculture de précision et de la sécurité.

L’analyste reconnu Colin Snow met sérieusement en doute ces conclusions. Voyons pourquoi.

Tout d’abord, rappelons l’AUVSI n’est pas un organisme indépendant mais un organe de lobbying de l’industrie des drones. Ses conclusions sont donc orientées.

Mais surtout il y a un souci sur la méthode. Généralement les analystes élaborent leurs prévisions en extrapolant les statistiques passées de l’industrie et les ajustent pour refléter certaines tendances.

Dans le cas des drones, il n’y a pas d’historique. Aussi il faut utiliser ce qu’on appelle un proxy : on va appliquer un modèle externe.

Yamaha RMAX

Yamaha RMAX

Les drones sont très employés dans l’agriculture japonaise, en grande partie grâce à l’immense succès du Yamaha RMAX qui est utilisé pour l’épandage dans les rizières (80% du marché des drones agricoles est détenu par ce seul modèle).

Aussi, l’AUSVI a supposé que les Etats-Unis allaient rapidement adopter les drones agricoles pour atteindre finalement un taux d’utilisation proche du Japon.

Sauf que c’est très peu probable :

  • Les parcelles de riz au Japon sont souvent petites (donc adaptées à l’autonomie des drones) et sur des terrains escarpés (difficilement mécanisables).
  • Aux Etats-Unis les exploitations sont immenses et déjà fortement mécanisées aussi les drones apporteraient beaucoup moins de valeur pour l’épandage.

Dès lors on peut raisonnablement douter des chiffres avancés par l’AUVSI concernant le marché des drones agricoles.

L’agriculture de précision face aux technologies concurrentes

Nombreux sont ceux qui espèrent que les drones permettront une agriculture beaucoup plus précise. On scannerait les champs depuis le ciel avant de déterminer précisément les besoins d’irrigation et de produits phytosanitaire de chaque parcelle.

Remote Sensing Study Costs Analysis

Comparaison du coût d’acquisition d’images aériennes retraitées par hectare – Matese et al., Remote Sensing 2015

Sauf que l’on peut déjà le faire, en passant par des services d’imagerie satellite ou par avion. Le site spécialisé Robohub a fait  une analyse économique sur le sujet. Il est 5 à 10 fois moins cher pour les agriculteurs de recourir à services d’imagerie satellite plutôt que des opérateurs de drone.

Une étude italienne portant sur des vignes confirme ces conclusions : les drones sont rentables seulement sur les très petites surfaces

Pour rappel en 2010, seul ¼ des exploitations agricoles française faisaient moins de 6 hectares (source)

Aux Etats-Unis, la moitié des exploitations font plus de 18 hectares et 15% du total font moins de 9 acres (3,6 ha) (source).

Enfin dernier point intéressant : un sondage réalisé sur les agriculteurs de l’Iowa a montré que seul 25% d’entre eux utilisaient les services d’imagerie aérienne.

Condition pour un vrai décollage du marché des drones agricoles

Les UAS disposent toutefois d’avantages sur les technologies concurrentes :

  • Ils peuvent voler très près du sol et générer des images avec une résolution de l’ordre de quelque centimètre carré. On peut les utiliser pour créer des modèles 3D assez précis pour compter précisément le nombre de pieds de mais dans un champs.
  • Ils sont plus faciles et donc plus rapides à déployer. Cela peut intéresser un agriculteur inquiet des dommages après le passage d’un orage de grêle.

D’autant plus qu’il est tout à fait envisageable qu’un agriculteur légèrement formé puisse déployer seul un drone autonome déjà paramétré selon les caractéristiques de son exploitation. Il suffira ensuite d’envoyer les données récoltées à un prestataire comme PrecisionHawk, DroneMapper ou Agribotix pour les traiter et disposer en quelques heures d’informations à jour.

Sur les projets de cartographie d’envergure, l’imagerie satellite restera la meilleure option.

Le déploiement des drones dans les exploitations agricoles dépendra de 2 facteurs :

  • Une amélioration de l’autonomie et du rayon d’action pour couvrir les grandes exploitations.
  • La capacité des opérateurs de service de proposer des données d’une qualité supérieure à celles des satellites et des avions pour un coût moindre.

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