Vent, direction, vitesse et drone

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Vent, direction, vitesse et drone

23 avril 2016 – Date de la dernière modification: 15 octobre 2018

manche à air

Manche à air portable sur l’aire de décollage – © Denis JEANT

Le vent et la pluie sont des facteurs limitant en drone. Pour le vent, c’est plus particulièrement le cas en bord de mer. Un drone est conçu pour voler jusqu’à certaines limites météorologiques, données par le fabriquant: sans pluie, vitesse de vent limite, fourchette de températures… 20 km/h représentent déjà un vent important pour un quadricoptère. Au-delà des limites prévues, le risque de crash est plus important, que cela soit en vol et à l’atterrissage. Une bonne préparation des missions en drone passe par la consultation des prévisions météorologiques afin d’anticiper les changements des conditions de vols.

Conditions limites de vent selon votre drone

Lisez bien le manuel d’utilisation de votre drone afin de connaître ses limites d’utilisation, en termes de:

  • Vitesse maximum du vent;
  • Fourchette de températures d’utilisation;
  • Altitude maximum de vol.

Dans un certain nombre de cas, elles ne sont pas précisées ou le fabricant déconseille de voler par vent fort, sans donner plus de précisions (N.C. dans notre tableau ci-dessous).

A titre d’exemples, les limites d’utilisation préconisées par les fabricants, en termes de vent, de température et d’altitude, pour quelques modèles de drones courants:

Modèles de drones Limite max. du vent Limite de températures Limite d’altitude
DJI Phantom 3 Pro 10 m/s ou 36 km/h 0°C à 40°C 6000 m
DJI Phantom 4 10 m/s ou 36 km/h 0°C à 40°C 6000 m
DJI Phantom 4 Pro et Pro+ 10 m/s ou 36 km/h 0°C à 40°C 6000 m
DJI Mavic Pro 10 m/s ou 36 km/h 0°C à 40°C 5000 m
DJI Mavic Air 10 m/s ou 36 km/h 0°C à 40°C 5000 m
DJI Inspire 1 10 m/s ou 36 km/h -10°C à 40°C 4500 m
DJI Inspire 2 10 m/s ou 36 km/h -10°C à 40°C 5000 m
DJI Matrice 200 10 m/s ou 36 km/h -20°C à 45°C 5000 m
DJI Matrice 600 & Pro 10 m/s ou 36 km/h -10°C à 40°C 2500 m
Yuneec Typhoon Q500 4K 13 à 19 km/h 0°C à 50°C 2400 m
Yuneec Typhoon H480 29 à 38 km/h -10°C à 40°C 4000 m
Yuneec Typhoon H520 39 à 45 km/h -10°C à 40°C 5000 m
Yuneec Typhoon H Plus 39 à 45 km/h -10°C à 40°C 5000 m
Yuneec Tornado H920 et H920+ 45 à 50 km/h -10°C à 40°C 4000 m
SwellPro Splash Drone 3 (IP67) 12 m/s, soit 43 km/h -10°C à 40°C 4000 m
GoPro Karma N.C N.C 3200 m

TEST EN VOL, AVEC DES VENTS EXTREMES: Yuneec Typhoon H520, DJI inspire 1 et DJI Phantom 4
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Cette vidéo montre un test expérimental des drones Yuneec Typhoon H520 (couleur orange), DJI inspire 1 et DJI Phantom 4, réalisé à Las Vegas (USA), avec un vent de 52 km/h (32 mph) et des rafales à plus de 80 km/h (50 mph).

Attention, le vent est beaucoup trop violent pour voler dans de bonnes conditions de sécurité et encore plus pour réaliser des images de qualité. Ce “test extrême” a été réalisé par les auteurs dans une zone désertique du Nevada. Le but était d’évaluer la stabilité dans le vent des drones quadricoptères (DJI Phantom 4 et DJI Inspire1 ) comparativement à un drone hexacoptère (Yuneec H520) et leur capacité à maintenir leur position, dans des vents extrêmes (52 à plus de 80 km/h).

Les radiocommandes des trois drones sont visibles en bas, à gauche de la vidéo. Elles ont été utilisé qu’exceptionnellement, pour éviter la collision des drones entre eux, en aucun cas pour ramener les drones par rapport à leur point de départ. Les drones sont assistés par le mode GPS. Ils dérivent dans le vent important, malgré leur assistance GPS, un laps de temps qui est mesuré au-delà d’une limite matérialisée au sol, en fonction de leur performance à conserver leur position initiale. Une rafale plus violente que les autres, de plus de 80 km/h (50 mph) a fait tomber le trépied qui supportait la caméra qui filmait la scène au sol, à la fin de la vidéo. Les résultats relevés par les auteurs en fin de test sont les suivants :

  • Le DJI Phantom 4 a été perdu en cours de test et a été retrouvé le jour suivant, à plus de 4 milles (plus de 6,5 km) du point de départ, par la Nevada Civil Air Patrol.
  • Le DJI Inspire 1 a dérivé dans le vent pendant 854 minutes au-delà du repère et a pu être posé de manière sécurisée.
  • Le Yuneec H520 a dérivé 16 minutes dans le vent au delà du repère et a pu être posé sans encombre.

Mesurer la vitesse du vent

Il est important de mesurer régulièrement la vitesse du vent sur le terrain. En effet, elle est parfois différente de celle des prévisions météo. Des phénomènes locaux ou en relation avec le relief ou des obstacles topographiques ou artificiels, ou l’instabilité de l’air peuvent la faire varier. Il faut tenir compte le plus souvent de rafales qui sont des renforcements brutaux et passagers du vent, qui se traduisent par une hausse brève et soudaine de la vitesse instantanée du vent en comparaison de la valeur de sa vitesse moyenne.

Déterminer la direction du vent

Attention ! La direction désigne toujours la direction d’où vient le vent. Ainsi un vent de 90° est un vent d’est.

Pour déterminer la direction du vent, il est possible d’observer les rides sur l’eau ou le mouvement des herbes ou feuillages ou d’utiliser la sensation sur sa peau.

La manche à air

Des instruments comme une girouette ou une manche à air seront plus précis.
Sur les aéroports, aérodromes ou encore au bord des routes, on utilise des manches à air. Elles sont normalement constituées de 5 bandes de tissus rouges et blancs.

Pour la manche à air réglementaire des aérodromes ou héliports…, chaque bande représente 5 noeuds lorsqu’elle est soulevée à l’horizontal par le vent. Quand elle est complètement à l’horizontal, elle signifie que le vent souffle à 25 noeuds (46 km/h) ou plus !

manche à air Météo France

manche à air CIM

La manche à air pliable est légère et peu encombrante à transporter. Elle sera très utile en drone. Elle permet une bonne estimation du vent en surface tant en direction, qu’en force, même quand vous avez les deux mains prises par votre radiocommande car votre drone est en vol. Il est recommandé de décoller et d’atterrir face au vent.

Vous trouverez une petite manche à air pliable (13 €), comme sur la photo ci-contre, dans notre boutique en ligne Safety-drone.shop.

L’anémomètre

skywatch-xplorer-2L’anémomètre permet de mesurer la vitesse du vent, de manière encore plus précise. Dans les stations météorologiques, il mesure la vitesse du vent à 10 mètres de hauteur selon les critères de l’Organisation météorologique mondiale. Sur le terrain, nous utiliserons un anémomètre à main qui se tient à bout de bras, face au vent. Une petite hélice qui l’équipe, tourne sous l’action du vent et permet d’obtenir la valeur de sa vitesse. La mesure sera réalisée avant de faire décoller le drone et régulièrement. Si la vitesse du vent est trop importante, il est préférable d’abandonner la partie pour éviter la casse.

Cela fait de très nombreuses années que j’utilise avec satisfaction, un anémomètre Skywatch Xplorer2, du fabricant suisse JDC Electronic. Il présente l’avantage d’être très compact, léger, étanche, précis et d’être abordable. De plus, il consomme peu d’énergie. En effet, la pile lithium CR2032 qui l’alimente dure plusieurs années. Pour finir, un cordon permet de le porter autour du cou.

skywatch windoo 1Le même fabricant propose aussi, le Skywatch Windoo, en aluminium, en trois versions:

  • Skywatch Windoo 1: Anémomètre-thermomètre;
  • Skywatch Windoo 2: Anémomètre-thermo-hygromètre;
  • Skywatch Windoo 3: Station météo.

Il se fixe sur la prise audio de votre smartphone (iPhone, Samsung Galaxy, Nexus 4, HTC One, HTC Desire, Sony Speria, LG G3…) ou tablette numérique (iPad, Samsung galaxy Tab, Samsung Galaxy Note ou Huawei MediaPad).skywatch-windoo-1

Il utilise un smartphone ou une tablette numérique pour afficher les données, avec une application gratuite:

Les données mesurées peuvent être enregistrées et publiées sur Facebook, Twitter ou windoo.ch

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App. Skywatch Windoo pour iOS

windoographwindoomesuresInformations générales:
• Mesures instantanées
• Affichage graphique des mesures
• Historique des mesures
• Partage des mesures sur Facebook, Twitter et windoo.ch
• Affichage de toutes les mesures sur une carte
• Unités de vitesse du vent: km/h, m/s, fps, mph, knots, Beaufort
• Unités de température: °C, °F
• Unités de pression: hPa, mbar, inHg
• Modes: instantané, minimum, maximum, moyenne
• Langues: français, anglais, japonais, allemand et chinois

Windoo 1: Anémomètre-thermomètre Windoo 2: Anémomètre-thermo-hygromètre Windoo 3: Station météo
• Vitesse du vent

• Direction du vent

• Température, température ressentie (wind chill)

• Vitesse du vent

• Direction du vent

• Température, température ressentie (wind chill)

Humidité, Point de rosée

• Vitesse du vent

• Direction du vent

• Température, température ressentie (wind chill)

Humidité, Point de rosée

• Pression (QFE, QNH), altitude

Le Skywatch Windoo est livré dans une étui de protection en carbone. Pour finir, il dispose d’une dragone et d’un anneau de fixation en porte-clès.

Tableau comparatif des anémomètres Skywatch

Skywatch Windoo1 Windoo 1 Skywatch Windoo2 Windoo 2 Skywatch Windoo3 Windoo 3 Skywatch Xplorer1 Xplorer 1 Skywatch Xplorer2 Xplorer 2 Skywatch Xplorer3 Xplorer 3 Skywatch Xplorer4 Xplorer 4
Vitesse vent
Vitesse max.
Vitesse moyenne vent
Direction du vent  ✔
Température
Température ressentie (wind chill)
Boussole électronique
Pression atmosph.
Humidité
Point de rosée
Altitude
Rétro-éclairage
Alimentation Sans Sans Sans Pile lithium CR2032 Pile lithium CR2032 Pile lithium CR2032 Pile lithium CR2032
Etanche
Applications iOS & Android iOS & Android iOS & Android Sans Sans Sans Sans
Dimensions 20 x 52   mm 20 x 52   mm 20 x 52   mm 41 x 93 x 17 mm 41 x 93 x 17 mm 41 x 93 x 17 mm 41 x 93 x 17 mm
Poids 38 g 38 g 38 g 50 g 50 g 50 g 50 g
Prix TTC constatés  59,90 €  79,90 €  99,90 € 48,18 €  58,55 € 92,11 € 132,57 €
Manuels Notice en ligne Notice en ligne Notice en ligne 991 kBME_Xplorer  991 kBME_Xplorer 991 kBME_Xplorer  991 kBME_Xplorer

Vent, indice de refroidissement éolien et température ressentie

La sensation de froid est plus vive en présence de vent que par temps calme. C’est le refroidissement éolien. Une fine couche d’air chaud protectrice se forme au contact de la peau appelée couche limite. Lorsque le vent souffle, il emporte cette dernière avec lui, exposant la peau à l’air froid. Le corps doit ensuite produire de l’énergie pour réchauffer une nouvelle couche d’air chaud protectrice. Privée de cet isolant, l’humidité de la peau qui s’évapore accentue encore ce refroidissement. Le ressenti de la température dépend aussi de l’humidité de l’air et du rayonnement solaire. Les basses températures se révèlent plus inconfortables également quand l’humidité augmente au contact de la peau. En effet, la perte de chaleur est beaucoup plus rapide quand la peau est mouillée que lorsqu’elle est sèche.

La température ressentie (Wind chill en anglais) ou indice de refroidissement éolien est un indice qui équivaut à la sensation du froid par un individu moyen. Il se calcule à partir d’une formule mathématique empirique qui dépend de la température de l’air et de la vitesse du vent. Une nouvelle formule a été élaborée en 2001 par des scientifiques et des experts médicaux du Canada et des Etats-Unis et est depuis largement utilisée. Cette information est indispensable dans les pays au climat rigoureux comme le Canada par exemple. Il permet de prendre des mesures pour éviter les blessures causées par le froid (gelures ou hypothermie) voir décès, de mieux adapter son habillement… L’indice éolien ou température ressentie est une valeur sans unité. Certains anémomètres/thermomètres (voir plus haut) affichent cette valeur par extrapolation.

Température ressentie (Wind chill) ou indice de refroidissement éolien, selon la vitesse du vent

 Température de l’air en °C
Vitesse du vent en km/h Observation sur le terrain 0 °C -5 °C -10 °C -15 °C -20 °C -25 °C -30 °C -35 °C -40 °C -45 °C
10  Le vent est ressenti sur le visage; les girouettes commencent à tourner. -3 -9 -15 -21 -27 -33 -39 -45 -51 -57
20 Les petits drapeaux flottent entièrement. -5 -12 -18 -24 -30 -37 -43 -49 -56 -62
30 Le vent soulève le papier et les petites branches d’arbres bougent. -6 -13 -20 -26 -33 -39 -45 -52 -59 -65
40 Les petits arbres commencent à plier et les grands drapeaux flottent entièrement. -7 -14 -21 -27 -34 -41 -48 -54 -61 -68
50 Les grosses branches d’arbres bougent et il est difficile d’utiliser un parapluie. -8 -15 -22 -29 -35 -42 -49 -56 -63 -69
60 Les arbres plient et il est difficile de marcher face au vent. -9 -16 -23 -30 -36 -43 -50 -57 -64 -71
Au-delà de l’indice de refroidissement éolien -27 (en rouge), le risque de gelures augmente rapidement. (Source : Environnement Canada)

Par exemple, si l’indice de refroidissement éolien est de -18 alors que la température extérieure est de -10 °C, cela signifie que vous ressentirez sur votre visage le même froid que si vous étiez dehors à -18 °C par temps calme, sans vent.

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Pour aller plus loin:

Visualisez les liens en cliquant sur les croix
Comprendre le vent sur le site de Météo France
Site Internet de Color In Motion (CIM)
Site du fabricant suisse d'anémomètres JDC Electronic
Site de présentation des produits Skywatch Windoo
Dossier: Froid et voler en drone
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A propos de l'auteur:

Denis JEANT
Spécialiste de l'image, auteur, formateur, exploitant et télépilote professionnel de drones.

8 commentaires

  1. Luc Le Gall 24 janvier 2018 at 15:34 - Reply

    Bonjour,
    Merci pour votre travail de pédagogie. Je ne connaissais pas la température ressentie.
    Je vole avec des vents supérieurs à ce que DJI préconise pour mon drone. Mais je suppose que c’est une valeur basse pour des questions de garantie et de responsabilité du fabricant.
    J’utilise un petit anémomètre WeatherFlow Windmeter: http://www.weatherflow.com
    Il fonctionne, à condition de se mettre bien face au vent. Sinon, la petite hélice tourne mal. Marche avec mon téléphone portable.

    • Denis JEANT 24 janvier 2018 at 15:39 - Reply

      Bonjour Luc,
      Merci pour vos encouragements et votre retour d’expérience.

  2. Clara 20 mai 2017 at 07:04 - Reply

    Merci de vos réponses…
    Le Schiebel CamCopter S100 est effectivement a classer dans la catégorie des “Drones”… 😉
    Mais des Drones “Militaires”… Seuls des pays et leurs Armées en ont achetés pour le moment. Environ 200, d’après ce que j’ai lu.
    Et il n’est pas à la portée de toutes bourses en plus !!! puisqu’il coûte plusieurs millions d’Euros, selon sa configuration !!!
    On est là dans une catégorie de Drones très très spécialisés, voire de “prototypes” qui évoluent de façons permanentes…
    Avec ses 200 kg de charge utile, ses 220km/h (V max), ses 3 mètres de longs et son rotors d’un diamètre de 3,5 mètres, avec sa distance max de 130 km, on est dans une “autre dimension” !!!
    Pour un Drone avec une “sonde pitot”… j’attendrai encore un peu (lol) !!! Et je crois que je ne suis pas la seule.
    Mais c’est une “Merveille”… Avec un Grand M !!!
    Sauf s’il termine comme ça: https://www.suasnews.com/2012/05/schiebel-s-100-crash-kills-engineer-in-south-korea/

    • Denis JEANT 7 juin 2017 at 11:13 - Reply

      Effectivement, ce type de drone n’est pas accessible à tous 😉 De plus, avec un rotor d’un diamètre de 3,5 mètres, cela peut faire de gros dégâts en cas de crash !

  3. Clara 19 mai 2017 at 06:50 - Reply

    Un jour…, les drones seront équipés d’une sonde “pitot”, comme les avions (avec retour en temps réel des données sur la télécommande), ce qui permettra de connaître exactement la vitesse du vent, là où se trouve le drone… Et permettra en jouant avec l’altitude et en essayant de placer son drone dans une zone où il y a moins de vent, De faire des vols plus “secure” et plus long…

    • Denis JEANT 19 mai 2017 at 08:01 - Reply

      Re-Bj Clara, Merci pour votre commentaire. Effectivement, cela serait utile. Ce dispositif existe déjà sur des drones civils plus gros ou militaires. On peut citer par exemple, le drone de type hélicoptère CAMCOPTER S-100 du fabricant Schiebel (Autriche): https://schiebel.net

      Vidéo en ligne:

      Présentation sur le site du fabricant:
      https://schiebel.net/products/camcopter-s-100/

  4. Clara 19 mai 2017 at 06:37 - Reply

    Très bon article. Très intéressant.
    Si je peux me permettre je rajouterai ceci :

    On peut rajouter (à votre article) que le Vent est peut-être l’ennemi Numéro 1 des amateurs ou professionnels, des pilotes de Drones…
    Pour les Drones “amateurs” haut de gamme, le vent maximum est de 40 km/h.
    Pour les Drones “professionnels”, même d’une dizaine de kilos (ou plus) avec 6 hélices, le vent maximum est de 50 km/h.
    De plus, il faut savoir que quand la météo annonce un vent de 20 km/h, les rafales de vent (le plus dangereux pour les Drones) peuvent la majorité du temps, presque tripler la vitesse du vent… ce qui donne des rafales de 50 à 60 km/h…
    Si vous regarder Météo France ou WeatherPro ou Meteo Consult, vous ne serez tranquille que s’ils indiquent un vent moyen de 10 km/h…
    Et 10 km/h de vent (en moyenne) c’est très peu fréquent !!! (Malheureusement…).
    Vous avez alors le choix entre deux options : le matin tôt ou le soir tard, périodes durant lesquelles le vent est encore assez faible…
    En ce qui concerne les anémomètres ou “chaussettes”, pour ma part, je les trouve inutiles, car ils mesurent le vent là où vous vous trouvez, alors que votre Drone peut-être à une altitude de 150 mètres (ou plus… 😉 ) et à une distance de 1 à 2 km (ou largement plus… 😉 ). Mème en vol à vue (ou pas…). Donc pas du tout dans les mêmes conditions de vent que là où vous pilotez votre Drone. Mais ce n’est que mon point de vue…
    Cordialement. Clara.

    • Denis JEANT 19 mai 2017 at 08:21 - Reply

      Bj Clara, Merci pour vos encouragements et vos commentaires intéressants. Effectivement, il faut se méfier des rafales, des effets de reliefs et du vent plus important en altitude. De même, des phénomènes locaux violents (tornade, nuage de type Cumulonimbus…), peuvent ne pas avoir été prévu par les prévisions météo. D’où l’importance de rester vigilant sur le terrain et d’observer le ciel. Et je suis confronté régulièrement au facteur limitant que représente le vent car je réside en Bretagne sud, en bord de mer. Certains drones du marché sont plus stables dans le vent, quand d’autres restent au sol. Il faut savoir également abandonner une session de vols (Le pouvoir de dire NON) quand les conditions de vent sur le terrain sont défavorables ou évoluent défavorablement. En effet, en bord de mer, le risque est de boire le bouillon. Et en général, l’électronique ne le supporte pas, à moins d’avoir un drone étanche comme le Splash drone qui est prévu pour voler dans des vents jusqu’à 4 Beaufort (F4): http://www.swellpro.com . La vitesse du vent est généralement donnée par les prévisions météo à une hauteur du sol de 10 mètres. Par contre, une petite manche à air portable est intéressante à mon sens, plus particulièrement pour l’atterrissage qui est rendu plus difficile en cas de vent et avec des rafales. En effet, elle permet de matérialiser plus facilement le lit du vent, surtout si celui-ci varie en direction, avec les rafales. Comme pour les aéronefs habités, il est recommandé de toujours décoller et d’atterrir face au vent. C’est encore plus important quand le vent est conséquent ou/et qu’il oscille. Bons vols 😉

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