Drone : Météo et environnement · Lv1 Débutant · environ 18 min
Lire le vent et le ciel
La direction du vent indique d'où il vient. Un vent d'ouest est à 270° ; ce n'est pas la direction vers laquelle il va.
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Ce que vous apprendrez
- Lire la direction du vent (la direction d'où il vient) et sa vitesse, et expliquer la différence entre vitesse moyenne du vent et rafales.
- Expliquer comment la vitesse du drone par rapport au sol (vitesse sol) et la durée d'un trajet changent au vent et sous le vent, et ce qui se passe quand le vent dépasse les capacités du drone.
- Expliquer l'effet de la pluie, de l'orage, du brouillard et de la température sur le drone, la batterie, la visibilité et la sécurité du télépilote.
- À partir des informations sur le vent et le ciel, décider de façon argumentée de voler, d'attendre ou de renoncer.
Lire le vent
D'où vient le vent ?
Le vent est invisible, mais pour un petit drone, c'est l'un des principaux facteurs qui peuvent perturber un vol. On lit le vent à partir de trois éléments : la direction du vent (d'où il vient), sa vitesse (sa force) et les rafales (vent qui forcit soudain).
La direction du vent est la direction d'où il vient, mesurée dans le sens horaire avec le nord à 0°. (Les bulletins météo et aéronautiques notent souvent le nord 360°, et 0 peut signifier l'absence de vent.) Un vent d'ouest, qui vient de l'ouest, est à 270°. Lire « 270° » comme « vent qui va vers l'ouest », c'est le lire à l'envers.
La vitesse moyenne du vent est la vitesse moyennée sur une durée fixée (souvent une dizaine de minutes). Les rafales, fortes seulement un court instant, disparaissent dans la moyenne. Le drone réagit au « vent qui souffle en ce moment » : regardez donc non seulement la moyenne, mais aussi la valeur au moment le plus fort. Chaque source calcule sa moyenne différemment ; quand vous lisez un chiffre, vérifiez aussi sa définition. Au Japon, les observations et prévisions météo donnent généralement la vitesse du vent en m/s, mais les messages météo aéronautiques (comme le METAR) l'expriment en kt, et les applications parfois en km/h ou en mph. Vérifiez toujours l'unité. 1 m/s = 3.6 km/h. Un vent faible au sol est souvent plus fort en altitude ; vous le chiffrerez au niveau suivant.
Comment le drone se déplace dans le vent
Le drone avance dans l'air à sa vitesse air (sa vitesse par rapport à l'air). Quand il vole vers le côté au vent, le vent le repousse et sa vitesse vue depuis le sol (vitesse sol) diminue. Quand il vole sous le vent, le vent le pousse et il va plus vite.
Vitesse sol = vitesse air + vitesse du vent arrière (vol sous le vent)Ces formules valent quand le vent vient exactement de face ou de dos. Le vent de travers sera décomposé en composantes au niveau suivant.
Prenons une vitesse air de 10 m/s, un vent de 2 m/s et 100 m pour chaque trajet. Sous le vent, il faut 100 ÷ 12 ≈ 8.3 secondes, et pour revenir face au vent, 100 ÷ 8 = 12.5 secondes, soit environ 20.8 secondes au total. C'est un peu plus que les 20 secondes d'un jour sans vent. Vous passez plus de temps sur le trajet lent : le temps perdu face au vent est donc plus grand que le temps gagné vent arrière. Dans la démo ci-dessous, comparez la vitesse sol au vent et sous le vent.
Essayez par vous-même : Cette scène peut être essayée dans la leçon.
Exercices de cette partie (à résoudre dans la leçon)
- Passer les portes et atterrir par jour de vent
Les limites face au vent et l'effet de la météo
Quand le vent dépasse les capacités du drone
Tout drone a une limite à la force qu'il peut opposer au vent. Tant que le vent est faible, il progresse aussi vers le côté au vent, mais plus le vent s'approche de cette limite, plus il avance lentement face au vent.
Quand le vent dépasse cette limite, le drone n'avance pas même si vous poussez le manche vers le côté au vent, et si vous le lâchez, il est emporté sous le vent. C'est pareil en mode GPS : il ne garde sa position que parce qu'il produit en permanence une poussée contre le vent.
Le manuel indique la force de vent dans laquelle le drone peut voler : c'est sa résistance au vent. Supposons que le drone fictif de ce cours soit donné pour 10 m/s. Le premier graphique de vent avait une moyenne d'environ 6 m/s et semble laisser de la marge, mais les rafales atteignent environ 11 m/s et dépassent cette valeur. Ne décidez pas sur la seule moyenne : tenez compte des rafales et gardez une marge sous la valeur indiquée.
Plus vous volez contre le vent, plus vous utilisez de poussée, et plus la batterie a tendance à se vider vite. L'aller sous le vent peut être facile, mais le retour se fera face au vent. Prévoyez de garder assez pour revenir.
Effets de la pluie, de l'orage, du brouillard et de la température sur le vol
Un drone est un assemblage d'électronique de précision. Outre le vent, la pluie, l'orage, le brouillard et la température influent sur le vol. Voyons dans l'ordre ce qui se passe dans chaque cas et comment s'y préparer.
- Pluie : l'eau qui pénètre dans l'électronique peut provoquer des pannes, et l'objectif de la caméra se mouille aussi. Anticipez le début de la pluie avec le radar de précipitations et posez-vous avant. Même avec un drone annoncé comme étanche, restez dans les conditions prévues par le manuel.
- Orage : un cumulonimbus, nuage qui se développe très haut, peut apporter foudre, vents violents soudains, fortes pluies brèves et grêle. Si vous entendez le tonnerre, posez-vous immédiatement et mettez-vous à l'abri.
- Brouillard et crépuscule : la distance à laquelle vous voyez (visibilité) diminue, et vous ne distinguez plus la position ni l'orientation du drone. Ne volez que dans la zone que vous voyez, et posez-vous avant de le perdre de vue.
- Froid : la tension de la batterie a tendance à baisser et la capacité utilisable diminue. Gardez la batterie au chaud jusqu'au dernier moment et, après le décollage, faites d'abord un vol stationnaire pour vérifier la tension.
- Chaleur : le drone et la batterie chauffent, et l'air plus léger réduit votre réserve de poussée. Ne les laissez pas en plein soleil et accordez-leur des pauses.
Si vous entendez le tonnerre, considérez que vous êtes déjà dans la zone de danger de la foudre, même s'il ne pleut pas et même si l'orage est lointain. Sous un cumulonimbus, l'air froid plonge vers le sol et s'étale, et la direction et la vitesse du vent peuvent changer brusquement avant la pluie. Si vous entendez le tonnerre, ne continuez pas : posez-vous d'abord, puis mettez-vous à l'abri.
Par temps froid, la tension de la batterie a tendance à baisser et la capacité utilisable diminue aussi. Gardez la batterie au chaud jusqu'au dernier moment et, une fois décollé, faites d'abord un vol stationnaire pour vérifier la tension. Pour la manipulation, suivez les instructions du fabricant de la batterie. Les caractéristiques de décharge sont étudiées en détail dans le domaine du drone et de son électronique.
Exercices de cette partie (à résoudre dans la leçon)
Lire le ciel et décider
Lire l'évolution du ciel
Les informations météo ne se consultent pas une fois pour toutes. Mettez-les à jour encore et encore : la veille, le matin du jour J, sur site et en vol, depuis avant le décollage jusqu'à la fin du vol.
- Prévisions (la veille et le matin du jour J) : elles indiquent le vent, la pluie et l'orage attendus. Elles peuvent se tromper : revérifiez-les le matin du jour J.
- Radar de précipitations : il montre où se trouvent les nuages de pluie et dans quelle direction ils se déplacent. Certains proposent une prévision à court terme, mais sa précision est limitée.
- Observation sur site : direction et vitesse du vent, état du ciel. Avec les drapeaux, le balancement des arbres et un anémomètre, vérifiez le vent ici et maintenant. Les prévisions ne vous disent rien de l'« ici et maintenant ».
- Surveillance en vol : soyez attentif aux changements brusques du vent, au vent froid, au tonnerre lointain et aux nuages sombres qui s'étendent.
La direction du vent change brusquement, un vent froid se lève, le tonnerre gronde au loin, des nuages sombres s'étendent rapidement. Si vous voyez ne serait-ce qu'un de ces signes, posez-vous d'abord, avant d'en chercher la cause. Vous aurez encore le temps de vérifier une fois le drone au sol.
Voler, attendre ou renoncer
C'est le télépilote responsable (PIC) qui décide. Il y a trois réponses possibles. En cas de doute, penchez non pas du côté du vol, mais du côté de l'attente ou du renoncement.
- Voler: Quand les critères sont remplis et que vous avez de la marge, côté vent comme côté batterie. Pendant le vol aussi, continuez de réévaluer les critères.
- Attendre: Quand les critères ne sont pas remplis, ou que les informations manquent. Pendant l'attente, vous pouvez agir : continuer d'observer, décaler l'horaire, raccourcir le plan, etc.
- Renoncer: Quand les critères ne sont pas remplis, ou que la situation reste incertaine. Expliquez la raison au client et reportez à une autre occasion.
Fixez vos critères à l'avance, avant d'avoir à hésiter
- Si les rafales atteignent la résistance au vent indiquée pour le drone, ne pas voler.
- Si l'on entend le tonnerre, se poser immédiatement. Si des nuages sombres approchent, interrompre le plan.
- Si la visibilité baisse et que la position et l'orientation du drone deviennent difficiles à voir, se poser.
- Ne pas utiliser telle quelle une batterie froide ou chaude.
Ce qu'impose la réglementation japonaise est vu en f6, « Où l'on peut voler, et où l'on ne peut pas ». En exploitation réelle, appliquez la plus stricte des exigences parmi la réglementation, le manuel du drone et les règles de l'exploitant (à vérifier). Le briefing, où l'on fixe à l'avance les critères de décision, est traité en f8, « Les bases d'une équipe d'exploitation ».
Exercices de cette partie (à résoudre dans la leçon)
- Berges au crépuscule, les nuages approchent
Résumé
- La direction du vent indique d'où il vient. Un vent d'ouest est à 270° ; ce n'est pas la direction vers laquelle il va.
- Regardez les rafales, pas seulement la moyenne. Utilisez la résistance au vent indiquée avec une marge qui inclut les rafales.
- Vous avancez lentement vers le côté au vent et vite sous le vent. Quand le vent dépasse les capacités du drone, celui-ci est emporté, même en mode GPS.
- Pluie, orage, brouillard, froid et chaleur demandent chacun leur préparation. En cas de doute, penchez pour l'attente ou le renoncement, et fixez vos critères de décision avant de voler.
Au Lv2, vous décomposerez le vent en composantes de face et de travers, estimerez par le calcul l'effet de la densité de l'air et de la hauteur sur le vent, et prendrez vos décisions en lisant les METAR, les TAF et les données de la Japan Meteorological Agency (JMA).
Termes de cette leçon
- direction du vent
- La direction d'où vient le vent, mesurée en degrés dans le sens horaire avec le nord à 0° (les bulletins notent souvent le nord 360°). Un vent d'ouest est à 270° ; ce n'est pas la direction vers laquelle il souffle.
- vitesse moyenne du vent
- La vitesse du vent moyennée sur une durée fixée (souvent une dizaine de minutes en observation météorologique). Les rafales, fortes seulement un court instant, disparaissent dans cette moyenne.
- rafale
- Vent qui souffle soudain plus fort que la moyenne pendant un court instant, quelques secondes environ. Sa direction change souvent brusquement aussi, ce qui perturbe l'attitude et la position du drone.
- au vent
- Le côté d'où vient le vent. En volant vers le côté au vent, le vent vous repousse et vous avancez moins vite.
- sous le vent
- Le côté vers lequel souffle le vent. En volant sous le vent, vous avancez vite, mais le retour face au vent coûte du temps et de la batterie en plus.
- vitesse air
- La vitesse du drone par rapport à l'air. Par vent de face, elle est plus grande que la vitesse vue depuis le sol (vitesse sol).
- vitesse sol
- La vitesse à laquelle le drone avance par rapport au sol. Si le vent vient exactement de face ou de dos, on retranche la vitesse du vent de la vitesse air (vent de face) ou on l'ajoute (vent arrière). Un vent de travers se décompose en composantes.
- résistance au vent
- Indication de la force de vent dans laquelle le drone peut encore garder son attitude et sa position. Vérifiez-la dans le manuel de votre modèle et gardez une marge qui tient compte des rafales, pas seulement de la moyenne.
- cumulonimbus
- Nuage qui se développe très haut dans le ciel. Il peut apporter foudre, rafales, fortes pluies brèves et grêle. Arrêtez de voler avant qu'il ne s'approche.
- visibilité
- La distance à laquelle on voit. Le brouillard, la pluie et le crépuscule la réduisent. Terminez le vol avant de ne plus distinguer la position ou l'orientation du drone.
Vérifiez par vous-même
Cette page est le texte de la leçon. Les exercices et les simulateurs s’utilisent dans la leçon.
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