Un réseau de drones fournit une connectivité vitale dans les zones sinistrées
Il est essentiel d’assurer une bonne communication dans les situations d’urgence. Un réseau cellulaire paralysé à la suite d’un grave tremblement de terre, par exemple, peut entraver considérablement les opérations de sauvetage. «Cela peut prendre des jours, selon les circonstances, pour tout remettre en marche», explique Prodromos Mekikis, gestionnaire du projet HERMES, actuellement chercheur à l’unité de recherche et de technologie du groupe Hilti au Liechtenstein.
Des drones pour fournir un réseau de communication ad hoc
Ce scénario a amené Prodromos Mekikis et ses collègues à réfléchir à l’utilité de disposer d’un déploiement flexible de drones. Ces drones, équipés de technologies de communication, pourraient constituer un réseau de communication ad hoc vital pour les sauveteurs. Un tel réseau pourrait également être déployé dans les zones rurales où la couverture est faible, ou dans les zones urbaines denses si les réseaux sont surchargés. Dans le cadre du projet HERMES, soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, Prodromos Mekikis a entrepris de démontrer la viabilité de ce concept. Le projet a été coordonné par George Karagiannidis, professeur à l’université Aristote de Thessalonique en Grèce. Prodromos Mekikis a commencé par identifier les principaux défis à relever. «Le premier obstacle est la connectivité», explique-t-il. «Il faut pouvoir assurer la connectivité entre les drones, entre les drones et les utilisateurs, et entre les drones et le système dorsal du réseau.» Un deuxième défi est celui de l’énergie. L’autonomie des batteries des drones est généralement limitée – jusqu’à une heure – et le simple fait d’ajouter des batteries ne fait qu’alourdir le poids de l’appareil. Un dernier défi est l’orchestration; tout réseau de drones doit fonctionner de manière homogène, afin de garantir une connectivité ininterrompue.
Intégration de surfaces intelligentes reconfigurables
Le projet s’est concentré sur le potentiel de l’utilisation de surfaces intelligentes reconfigurables (RIS). Il s’agit de structures programmables qui peuvent être manipulées pour contrôler la réflexion des ondes électromagnétiques. L’idée est que leur installation dans les drones pourrait contribuer à augmenter la connectivité cellulaire ininterrompue. «Nous avons commencé par des analyses théoriques afin de comparer les performances des RIS à celles d’autres technologies», fait remarquer Prodromos Mekikis. «Nous avons ensuite mené des expériences pour caractériser les performances des premiers prototypes». Pour résoudre le problème de l’énergie et garantir un réseau de drones parfaitement orchestré, un logiciel automatisé a été mis au point, basé sur la théorie des jeux et des algorithmes d’optimisation. «Nous avons réfléchi à toutes les étapes nécessaires à une opération sûre et efficace: quel drone manque d’énergie, quelle station de recharge est occupée, où la demande de couverture est la plus concentrée», explique Prodromos Mekikis. «Ces calculs complexes devaient être automatisés.»
Solution de communication pour les équipes de recherche et de sauvetage
Les solutions proposées ont ensuite été intégrées et des essais ont été réalisés dans un environnement simulé. Bien qu’il s’agisse d’une fraction du nombre de drones nécessaires pour maintenir la communication lors d’une catastrophe réelle, Prodromos Mekikis a pu démontrer la viabilité du système. «Nous avons montré qu’un tel réseau était réalisable», explique-t-il. «Je pense que cela pourrait être très utile aux équipes de recherche et de sauvetage. Pour moi, ce serait la prochaine avancée: impliquer les utilisateurs finaux comme eux». Ce projet a également permis à Prodromos Mekikis de développer son intérêt pour l’utilisation de la technologie à des fins sociétales. «Tout au long de ma carrière, j’ai cherché à trouver des moyens d’utiliser la technologie pour améliorer la sécurité et éventuellement sauver des vies», ajoute-t-il. «Actuellement, je travaille sur la façon dont l’Internet des objets peut améliorer la sécurité et la productivité sur les chantiers de construction, ce qui correspond bien à mon travail précédent sur le projet HERMES.»
Mots‑clés
HERMES, drones, RIS, catastrophe, urgence, communication, électromagnétique, cellulaire
