Système de livraison par drone

Description

Les camions de livraison de colis constituent une part notable du trafic urbain qui pourrait être réduite grâce à la mise en place d’un système de livraison par drones. Cette question prend d’autant plus d’importance que le marché de la livraison connaît une croissance significative et constante, notamment en raison de l’élargissement des possibilités offertes par le commerce en ligne. De même, le marché de la livraison évolue progressivement d’un marché essentiellement B2B vers un marché B2C. Ces évolutions confèrent une importance croissante à ce que l’on appelle le « dernier kilomètre », c’est-à-dire la livraison depuis le centre de transport le plus proche jusqu’à la destination finale. Les drones constituent une opportunité d’améliorer la livraison du dernier kilomètre. Les drones autonomes peuvent réduire considérablement les délais de livraison et diminuer les coûts de main-d’œuvre associés à la livraison.

Modèles d'exploitation

Modes de fonctionnement :

• Centres de distribution centraux : tous les drones partent d’un centre de distribution central et livrent un colis à la fois. Pour les destinataires situés hors de portée ou dont les colis sont trop lourds pour les drones, on recourt aux modes de livraison traditionnels (b). Le recours partiel à la livraison traditionnelle peut être optimisé, car les destinataires situés sur le trajet du camion de livraison traditionnel peuvent être desservis plus efficacement par ce dernier que par les drones (c). Afin de comparer les différents modes de livraison, la figure (a) illustre un système de livraison traditionnel par camion. (Murray, Chase C. ; Chu, Amanda G., 2015)

• Le camion de livraison comme base pour les drones : notamment lorsque le centre de distribution est situé loin des clients, une alternative consiste à associer le système de livraison par drone à un camion de livraison traditionnel (b). Le camion de livraison transporte l’ensemble des colis et des drones depuis le centre de distribution jusqu’à proximité des destinataires. En fonction de l’itinéraire optimal du camion, une partie des colis est livrée par des drones. Les drones décollent et atterrissent sur le camion. Le camion peut changer de position pendant que le drone effectue la livraison. Le chauffeur doit charger les colis, remplacer les batteries et récupérer les drones afin de les arrimer à bord du camion pendant le trajet. (Murray, Chase C. ; Chu, Amanda G., 2015)

Avantage financier :

Selon Business Insider, les livraisons par drone se traduiront par des économies immédiates, dont une partie sera répercutée sur les consommateurs. Principalement dans les pays développés, l’exploitation d’une flotte de véhicules aériens sans pilote coûte bien moins cher que celle d’une flotte de véhicules terrestres. D’après un calcul réalisé par Raffaello D’Andrea, cofondateur de Kiva Systems (les robots d’entrepôt utilisés par Amazon), la livraison d’un colis de 2 g sur près de 10 km à l’aide d’un drone coûte 10 centimes. C’est bien moins cher que les 2 à 8 dollars par colis qu’il en coûte aujourd’hui à Amazon lorsqu’elle utilise le transport terrestre pour les livraisons sur ce « dernier kilomètre ».

Répercuter ces économies réalisées sur les frais de livraison auprès des clients peut augmenter considérablement la part de marché d’une entreprise de commerce électronique, car les « frais de livraison plus élevés que prévu » constituent la principale raison pour laquelle les consommateurs abandonnent leur panier d’achat en ligne. (Smith, 2015)

Le graphique ci-dessous présente les coûts de livraison par envoi via drone. Ce calcul s’appuie sur une étude de l’Ivey Business Review consacrée au système de livraison d’Amazon. Les coûts calculés varient en fonction de la part de marché de la livraison par drone, de l’année considérée et des coûts d’investissement par drone. (Menon, Prashon, 2013 – De combien de drones Amazon a-t-elle besoin ?)

Pour une entreprise de commerce électronique aussi importante qu’Amazon, avec des coûts d’investissement inférieurs à 500 dollars par drone, tous les coûts calculés sont bien inférieurs aux frais de livraison traditionnels, qui s’élèvent en moyenne à 2,1 dollars.

Projets pilotes : Actuellement , Amazon mène un essai local « Amazon Prime Air » à Cambridge, en Angleterre, tandis que DHL mène des expériences sur des systèmes de livraison par drone en Allemagne. DHL utilise différents drones en fonction de l’environnement local. L’image suivante présente les caractéristiques techniques des trois drones actuellement utilisés.

VIDÉO : www.edge-cdn.net/video_1046346

Potentiel du marché

Aperçu du marché :

Le système de livraison par drone peut s'inscrire dans le marché de la livraison de colis. Le coût mondial total de la livraison de colis, hors collecte, transport de fond et tri, s'élève à environ 70 milliards d'euros. La Chine, l'Allemagne et les États-Unis représentent quant à eux plus de 40 % du marché. Cependant, ce marché n’est pas seulement vaste, il est également très dynamique. Les taux de croissance varient d’un pays à l’autre. Les principaux marchés actuels, qui sont principalement des pays développés tels que l’Allemagne ou les États-Unis, affichent des taux de croissance compris entre 7 et 10 %. Les marchés en développement, comme l’Inde, atteignent quant à eux des taux de croissance de près de 300 %. (McKinsey, 2016)

Même si les drones ne peuvent prendre en charge que certaines parties ou certains créneaux du marché de la livraison de colis, comme nous le verrons ci-dessous, le potentiel du marché mondial reste considérable. Ce marché a suscité un vif intérêt de la part des start-ups. Le graphique ci-dessous présente 308 de ces start-ups, regroupées en fonction du type de livraison sur lequel elles se concentrent.

Le graphique montre que la plupart des start-ups travaillent sur des solutions de livraison de repas. De nombreux investisseurs s’intéressent également aux systèmes de livraison par drone : entre 2011 et 2016, par exemple, les jeunes entreprises de ce secteur ont levé un peu moins de 10 milliards de dollars. (McKinsey, 2016)

Groupes cibles potentiels :

• Livraison rapide haut de gamme : Selon une enquête à grande échelle menée par McKinsey en Chine, en Allemagne et aux États-Unis auprès de 4 700 personnes au total (plus de 1 500 dans chacun des trois pays), 25 % des clients seraient prêts à payer un supplément pouvant aller jusqu’à 3 € si leur colis était livré le jour même. Quoi qu’il en soit, 70 % des personnes ayant participé à l’étude opteraient pour l’option la moins chère. (McKinsey, 2016)
• Livraison de courses : le secteur de l'épicerie est le seul secteur de l'enquête susmentionnée où plus de 25 % des clients sont prêts à payer des frais supplémentaires pour bénéficier d'une livraison plus rapide. D'un autre côté, certaines personnes ont également indiqué que, notamment pour les courses en ligne, elles souhaitent toujours que les caisses soient montées jusqu'à leur appartement et que les retours soient gérés directement. (McKinsey, 2016)
• Produits médicaux : tout comme les produits alimentaires, les médicaments constituent également une catégorie de produits pour laquelle le délai de livraison peut revêtir une grande importance. Zipline, au Rwanda, où du sang est livré à des hôpitaux ruraux, est un exemple de système de livraison médicale par drones déjà mis en œuvre.
• Petits immeubles et bâtiments privés : comme dans les immeubles de grande hauteur ou les bâtiments d’affaires, plusieurs colis peuvent être livrés en même temps, ce qui réduit l’avantage financier du système de livraison par drone. D’après les calculs basés sur une étude de McKinsey, leseuil de rentabilité entre la livraison traditionnelle et la livraison par drone est atteint à un facteur de livraison moyen de 10 à 15 colis par site. Pour ce calcul, le coût de la main-d’œuvre a été estimé à 20 euros de l’heure. (McKinsey, 2016)
• Zones où les coûts de main-d’œuvre sont élevés : d’après les calculs de McKinsey, les drones offrent un avantage financier principalement en permettant d’éviter les coûts de personnel. Ils peuvent donc constituer un avantage en termes de coûts par rapport au système de livraison traditionnel dans les pays où les coûts de main-d’œuvre sont supérieurs à 10 à 12 euros de l’heure. C’est le cas dans la quasi-totalité des pays développés. (McKinsey, 2016)

Conditions requises :

• Poids du colis : À l’heure actuelle , les drones ne peuvent livrer que des colis pesant jusqu’à 5 kg. (McKinsey, 2016) Amazon indique que 86 % de ses livraisons pèsent moins que cette limite.
• Longueur de l’itinéraire de livraison : le service instantané ne peut être économiquement viable que si le produit souhaité est disponible à proximité du destinataire, ce qui exclut de nombreuses zones rurales de ce service. Pour les produits commerciaux, les coûts supplémentaires ne sont acceptables que pour des distances inférieures à 5 à 10 km. (McKinsey, 2016) Le drone Prime Air, par exemple, a une autonomie de 10 miles (Gross, 2013). Le centre de distribution doit donc être situé à proximité des destinataires.

Problèmes techniques :

• Actuellement, la plupart des drones s’appuient sur le GPS, dont la précision est limitée à environ 10 m en l’absence de technologies correctives (Arnold et Zandbergen, 2011).
• En raison de la longueur limitée des itinéraires de livraison, les opérations en milieu urbain constituent un domaine d’application efficace pour le système de livraison par drone. L’un des principaux problèmes liés aux signaux GPS en milieu urbain est le risque de perte de signal dans ce que l’on appelle les « canyons urbains ». De ce fait, on observe un intérêt croissant pour les approches de localisation et de navigation permettant aux drones de fonctionner dans des environnements où le GPS est indisponible (Clark et Bevly, 2008 ; Marais et al., 2014)
• Un autre risque lié à la navigation des drones est celui du détournement ( Humphreys, 2012 ; Faughnan et al., 2013)
• Les batteries des drones limitent actuellement considérablement la longueur des itinéraires de livraison (Gross, 2013)

Enjeux environnementaux et sociaux :

• Résistance aux fortes pluies et capacité à supporter les dommages causés par les intempéries et les animaux (Murray, Chase C. ; Chu, Amanda G., 2015)
• Pollution sonore (Murray, Chase C. ; Chu, Amanda G., 2015)
• Abattage de drones (Gross, 2013)

Facteurs de soutien

• Infrastructure informatique : pour guider les drones au milieu de la circulation quotidienne
• Précision du GPS

Exigences légales

UE :

• Il n’existe pas encore de réglementation juridiquement contraignante. Une réglementation est en cours d’élaboration par l’Agence européenne de la sécurité aérienne (AESA) depuis le 29/11/17.
• Actuellement, les exploitants de drones doivent être enregistrés s’ils utilisent des drones capables de transférer plus de 80 joules d’énergie cinétique en cas de collision avec une personne.
• Première version disponible ici : data.consilium.europa.eu/doc/document/ST-5218-2018-INIT/en/pdf
• Objectif : garantir la sécurité, la sûreté, la vie privée et la protection des données à caractère personnel

États-Unis :

• Les États, les pays et les villes disposent pour la plupart de leurs propres réglementations supplémentaires.
• Dérogation prévue par la partie 333 de la FAA pour l’exploitation commerciale de drones :
  • L'exploitation hors de portée visuelle est possible, mais pas au-dessus de la propriété d'autrui.
  • Cette autorisation n'est accordée qu'aux pilotes certifiés ou si vous restez à 500 pieds de toute personne non impliquée.
• Réglementation de la FAA relative aux drones (Partie 107) :
  • Les drones transportant du courrier ne sont pas autorisés à franchir les frontières d'État ou nationales.
  • Les drones doivent rester dans le champ de vision du pilote.
  • La présence d’un pilote à distance est obligatoire.
  • Un pilote à distance ne peut faire voler qu’un seul drone à la fois.
  • Les drones ne peuvent pas être pilotés depuis un véhicule en mouvement.
  • Il est interdit de les faire voler à proximité des aéroports (à l'exception de la plupart des quartiers de la ville !).