Diagnostiquer l’éclairage urbain avec des drones

Aurélien Bourg est avant tout un concepteur lumière. Diplômé de la licence professionnelle Conception et management de l’éclairage de l’IAE de Lyon, il a exercé 12 années en tant que chef de projet au sein de l’agence Les Éclaireurs, également basée à Lyon. En février 2024, il franchit une nouvelle étape en fondant Lumidrone, une société innovante qui exploite les drones comme outils de diagnostic pour l’éclairage extérieur.

Éclairage public vu du ciel

Tout part d’un constat : le dimensionnement de l’éclairage urbain, souvent réalisé à l’aide de logiciels, repose sur une vision « vue du dessus ». Cependant, une fois l’installation en place, cette perspective globale disparaît, rendant la comparaison entre l’avant et l’après difficile. L’évaluation visuelle des effets d’un aménagement lumière devient alors un véritable défi. Habitué à utiliser Google Maps pour des études en éclairage public, Aurélien Bourg imagine un équivalent nocturne capable de restituer avec précision l’impact réel de l’éclairage.

L’imagerie satellitaire constitue une solution intéressante, mais présente plusieurs limites. Elle offre des vues étendues à grande échelle, comme celle d’un pays, mais sa résolution spatiale, souvent de l’ordre de plusieurs mètres par pixel, est insuffisante pour des analyses localisées. De plus, les images de nuit issues de ces satellites ne sont pas toujours en libre accès, et leur mise à jour peut souffrir de délais significatifs. Par ailleurs, la majorité des satellites d’observation empruntent des orbites qui les font survoler un même point terrestre à des heures fixes. Lorsqu’ils passent de nuit, leur fréquence et leur synchronisation ne permettent pas d’observer les effets des variations temporelles de l’éclairage, comme les extinctions programmées par les communes.

À l’échelle d’une métropole, l’imagerie nocturne par avion offre une résolution bien supérieure à celle des satellites, atteignant parfois quelques dizaines de centimètres, ce qui est idéal pour analyser l’éclairage urbain avec précision. Cependant, cette approche reste contraignante : les autorisations de survol sont difficiles à obtenir, et les vols impliquent une consommation importante de carburant la rendant à la fois peu écologique et coûteuse.

Pour Aurélien Bourg, le drone apparaît comme une solution idéale pour imager des zones de quelques kilomètres carrés, qu’il s’agisse d’un quartier ou d’une petite ville. Grâce à son excellente résolution spatiale et à sa grande flexibilité d’utilisation, il permet de survoler précisément les zones ciblées, plusieurs fois par nuit si nécessaire.

Démarches pour devenir télépilote de drone

Pour devenir télépilote de drone, Aurélien Bourg a dû obtenir un certificat spécifique, le CATT (Certificat d’aptitude théorique de télépilote), délivré par la DGAC (Direction générale de l’aviation civile). Ce certificat comprend à la fois une formation pratique au pilotage et une bonne maîtrise des contraintes réglementaires liées à l’utilisation des drones.

Les vols de nuit sont plus contraignants. Une autorisation auprès de la préfecture est obligatoire. Pour des vols à une hauteur maximale de 50 mètres, la demande doit être faite au moins 5 jours à l’avance. Si l’altitude dépasse les 50 mètres, jusqu’à 120 mètres, une dérogation doit être demandée un mois avant le vol. En outre, l’accord de l’aéroport le plus proche est souvent requis pour ce type d’opération. Il est également conseillé d’informer la mairie et la police locales, afin d’anticiper d’éventuelles préoccupations ou plaintes de la part de résidents.

La météo joue aussi un rôle important. Pas de vol si le vent souffle trop fort : c’est trop risqué. Même chose pour le brouillard, la pluie ou la neige, car le drone doit rester visible à tout moment. En gros, si le temps est mauvais, mieux vaut revenir la nuit suivante : l’autorisation est valable une semaine.

Traitement et analyse des images prises par drone

Concrètement, les drones utilisés par Aurélien Bourg sont équipés d’une caméra légère. Certains clients comme les collectivités territoriales, installateurs ou concepteurs lumière, demandent des photographies ou vidéos aériennes pour valoriser un nouvel aménagement lumière à des fins marketing.

La vraie plus-value de Lumidrone, c’est la création d’ortholuminoplans : des cartes précises obtenues en assemblant les images prises par le drone et reconstruites en 3D grâce à la photogrammétrie. Pour garantir une précision optimale, le drone est équipé d’une antenne RTK (Real Time Kinematic), permettant une géolocalisation au centimètre près.

Ces cartes permettent d’identifier facilement les zones sous-éclairées ou suréclairées, les différentes températures de couleur des sources lumineuses, ainsi que les points de forte luminance dirigés vers le ciel. Elles constituent un outil précieux pour diagnostiquer l’éclairage urbain et évaluer la pollution lumineuse. Grâce à la flexibilité des drones, il est possible de comparer l’avant et l’après d’une rénovation d’éclairage public, ou encore d’observer l’impact de l’extinction ou de la gradation des sources lumineuses à différents moments de la nuit.

Retour au sol pour des mesures photométriques géolocalisées

Pour analyser plus finement les cartographies obtenues, Aurélien Bourg propose de les coupler avec des mesures photométriques telles que les éclairements en lux, réalisées au sol et géolocalisées avec une précision centimétrique grâce à une canne GNSS (Global Navigation Satellite System) et un réseau RTK.

Cette opération permet d’obtenir une image en fausses couleurs quantifiant grossièrement les éclairements en lux. Cependant, une analyse plus rigoureuse nécessiterait de décorréler la cartographie obtenue des facteurs de réflexion des revêtements routiers. Cet artefact est particulièrement visible sur les passages piétons où les bandes blanches, bien que soumises au même éclairement que les zones voisines, apparaissent plus lumineuses.

Automatiser les relevés d’éclairements au sol grâce au drone

La dernière application développée par Lumidrone consiste à équiper un drone d’un luxmètre orienté vers le ciel et à survoler la zone étudiée au plus près du sol, à environ 30 cm. Cela permet de réaliser des relevés d’éclairement tous les mètres et ainsi d’obtenir une cartographie précise des éclairements. Cette méthode est destinée à des applications comme les terrains sportifs, les voies ferrées, les pistes cyclables, les zones portuaires ou les grands espaces urbains.

Photo en tête de l’article : Centre-ville de Trévoux, Ain, France – Ortholuminoplan en éclairage urbain © Lumidrone