De nos jours, presque tout le monde a soit piloté un drone, soit écouté le gémissement désagréable qu’ils produisent. Bien que les petits drones (jusqu’à 20 kg) soient environ 40 décibels plus silencieux que les avions civils classiques, ils produisent un bruit aigu – que les gens ont tendance à trouver très gênant.
Une étude de la Nasa a révélé que les sons des drones étaient plus gênants que ceux émis par les véhicules routiers. Et mes propres recherches ont révélé que le bruit des drones est moins préférable à celui des avions civils – même à volume égal.
Une partie du problème est que les drones volent souvent à des altitudes relativement basses au-dessus de zones peuplées qui ne sont pas normalement exposées au bruit des avions. Cela est susceptible d’entraîner des tensions au sein des communautés exposées. Incontestablement, si les questions de bruit ne sont pas traitées de manière appropriée, elles pourraient faire dérailler l’adoption et la commercialisation plus large des drones et mettre en péril les avantages sociétaux importants qu’ils pourraient apporter.
Par exemple, les drones de petite à moyenne taille sont déjà utilisés pour de multiples applications telles que les livraisons médicales et la recherche de personnes disparues. Une autre innovation dans l’aviation commerciale est le développement de véhicules électriques à décollage et atterrissage verticaux (et éventuellement autonomes) pour transporter les personnes dans les villes.
Plusieurs véhicules de « mobilité aérienne urbaine », ou « taxis volants », sont actuellement développés par différents avionneurs. Les drones et les taxis volants produiront tous deux des sons sensiblement différents de ceux des avions civils conventionnels et partageront des problèmes similaires en matière de nuisance sonore.
En 2019, j’ai commencé une ligne de recherche qui visait à répondre à deux grandes questions : comment les communautés réagiront-elles à ces nouveaux véhicules aux signatures sonores non conventionnelles lorsqu’ils commenceront à fonctionner à l’échelle ? Et comment la conception de ces nouveaux véhicules peut-elle être améliorée pour protéger la santé et la qualité de vie des personnes vivant dans ces communautés ?
Pour répondre à la première question, nous avons étudié comment une opération de drone pouvait influencer la perception d’une série d’environnements sonores typiques dans les villes. Comme les drones ne peuvent pas être pilotés à moins de 50 m des personnes, des techniques de réalité virtuelle ont été utilisées pour produire des scénarios très réalistes avec un drone en vol stationnaire dans une sélection de lieux urbains.
Cette étude en laboratoire a révélé que le bruit généré par le vol stationnaire d’un petit quadricoptère affectait de manière significative la perception de l’environnement sonore. Par exemple, une augmentation importante de la gêne sonore a été signalée avec le vol stationnaire du drone, en particulier dans les endroits où le trafic routier est faible. Cela suggère que le bruit produit par le trafic routier pourrait rendre le bruit des drones moins perceptible. Ainsi, l’exploitation de drones le long de routes très fréquentées pourrait atténuer l’augmentation de l’impact sonore causé dans la communauté.
Nous testons actuellement une grande variété de drones, avec différentes manœuvres d’exploitation. Nous cherchons à mieux comprendre et à prédire les réponses humaines aux sons des drones et à recueillir des preuves significatives pour développer davantage la réglementation des sons qu’ils produisent.
Ingénierie influencée par la perception
En intégrant les réponses humaines dans le processus de conception, les bruits les plus indésirables peuvent être évités dès les premières étapes du développement du véhicule.
Cela peut se faire soit directement avec des tests subjectifs (des participants humains évaluant et fournissant des commentaires pour une série d’échantillons de bruits de drones), soit par l’utilisation de ce qu’on appelle des métriques psycho-acoustiques qui sont largement adoptées dans l’industrie automobile. Ces métriques permettent une représentation précise de la façon dont les différentes caractéristiques du son (hauteur, variations temporelles, tonalités) sont perçues. Nous souhaitons les utiliser pour guider la conception des drones. Par exemple, optimiser la position des rotors pour que les drones aient un son moins gênant.
La combinaison des techniques de réalité virtuelle et des méthodes psycho-acoustiques pour informer la conception et l’exploitation des drones évitera des corrections ad-hoc coûteuses et inefficaces à des stades ultérieurs, allant au-delà de l’approche traditionnelle pour l’évaluation du bruit des avions. Mais plus important encore, si les fabricants de drones intègrent ces stratégies dans leurs conceptions, ils pourraient bien construire des machines non seulement efficaces, mais aussi, juste un peu moins irritantes.