Drones de livraison : pas l'option la plus efficace sur le plan énergétique

La pandémiepandémie de coronaviruscoronavirus et les mesures de confinement qui en découlent auront-elles servies de rampe de lancement au développement de la livraison par drone ? S'il est sans doute encore un trop tôt pour l'affirmer, une chose est sûre, la crise sanitairecrise sanitaire a été l'occasion pour certains acteurs de ce marché très embryonnaire de démontrer l'efficacité de leur solution en pareilles circonstances. Ainsi Wing, filiale d'Alphabet qui opère un service de livraison par drones en Virginie (Etats-Unis) et en Australie, a indiqué que son activité avait doublé depuis l'instauration du confinement. En début de semaine, UPS et CVS Health Corporation ont annoncé qu'ils allaient livrer par drone des médicaments aux résidents de The Villages, un lotissement sécurisé réservé aux retraités de plus de 55 ans.

Et le mouvementmouvement s'enclenche aussi en Europe. Récemment, l'Agence Européenne de Sécurité Aérienne (AESAAESA) a remis à la Commission européenne sa proposition d'un cadre réglementaire destiné à faire coexister ces services de livraison par drone avec les autres activités aériennes et terrestres dans nos environnements urbains. Amazon, Alibaba, DHL, Uber ou encore La Poste sont également dans la course pour développer ces services que l'on vante pour leur rapiditérapidité et leur faible coût. Mais qu'en est-il de leur efficacité énergétique face aux solutions existantes ? C'est précisément la question que s'est posé le professeur Thomas Kirschstein de l'université Martin Luther (Allemagne). En se basant sur les modèles de drones de livraison actuels, il a réalisé des simulations et comparé leur consommation d'énergieénergie à celle d'utilitaires de livraison électriques et diesel qui sont utilisés dans les zones urbaines et rurales.

Le drone doit composer avec le vent

Résultat, les simulations effectuées avec Berlin comme zone urbaine de référence ont révélé que les fourgons électriques sont de loin les plus efficaces d'un point de vue énergétique, suivi des fourgons diesel qui consomment cinq fois plus d'énergie dans les mêmes conditions et enfin des drones qui sont dix fois plus énergivores. Plusieurs facteurs expliquent ce classement. Tout d'abord, en ville, les conditions de circulation obligent à des arrêts et des redémarrages fréquents, ce qui avantage les véhicules électriques qui consomment moins d'énergie que les diesel dans ces circonstances. Un critère qui ne vaut bien sûr pas pour le drone qui doit en revanche composer avec les conditions atmosphériques, et en particulier le ventvent qui peut l'obliger à utiliser plus de puissance pour conserver sa trajectoire ou maintenir son vol stationnairevol stationnaire au moment de livrer le colis.

L'autre critère retenu par l'étude qui pénalise l'efficacité énergétique du drone est la densité de population. En ville, les camionnettes emportent des dizaines voire des centaines de colis, avec des points de chute souvent très proches les uns des autres, les itinéraires étant optimisés pour assurer le maximum de livraisons dans un temps donné. Dans ces conditions, le drone, qui ne peut emporter qu'un seul colis dont le poids ne peut pas dépasser quelques kilos, est comparativement bien plus énergivore. « Les transporteurs de colis, par exemple, peuvent s'arrêter et livrer plusieurs colis à pied si plusieurs clients reçoivent des livraisons dans une même rue. Cela n'est pas possible pour les drones, car ils ne peuvent livrer qu'un seul colis à la fois. Cela augmente leur consommation d'énergie, parfois de manière drastique », commente le professeur Kirschstein.

Ce tableau recense la demande d'énergie totale en kWh classée selon les conditions de circulation (traffic congestion), le rayon de la zone de clientèle (customer radius) et le nombre de clients par arrêt (average number of customers/parcel per stop) avec des conditions de vent moyennes. Les carrés rouges figurent les drones de livraison, les verts les camionnettes diesel et les bleus les camionnettes électriques.© Martin Luther Universitat

Une alternative aux fourgons diesel si…

En revanche, l’étude fait clairement ressortir l'avantage des drones de livraison dans les zones rurales et à faible densité démographique. C'est d'ailleurs là que les premiers services disponibles se concentrent. Dès que la distance entre l'entrepôt et le client dépasse les 8 km et que les conditions de vent sont correctes, les coursiers volants font mieux que les fourgonnettes diesel s'il s'agit de livrer pas plus d'un client ou colis. Mais les camionnettes électriques demeurent toujours les championnes de l'efficacité énergétique.

Si cette étude a le mérite d'aborder la question de la livraison par drone sous un angle original, elle ne prend pas en compte plusieurs critères clés qui ont de fortes chances de jouer en faveur de ces derniers : la rémunération des chauffeurs, les temps de pause, l'entretien des véhicules, le coût du carburant, la recharge des batteries, la manière dont l'énergie utilisée pour cette recharge est produite, etc. D'ailleurs, l'étude reconnaît que même s'ils consomment plus d'énergie, les drones de livraison représentent une alternative aux véhicules diesel, « à condition que l'électricité dont ils ont besoin soit produite par des moyens respectueux de l'environnement ».