Résumé du projet

Le lac est situé dans une zone d'approvisionnement en eau essentielle et couvre environ 50 kilomètres carrés , ce qui rend la surveillance régulière de la qualité de l'eau indispensable à la protection de l'environnement et à la gestion des ressources en eau.

La surveillance traditionnelle repose sur le déplacement de personnel par bateau pour prélever des échantillons d'eau à différents endroits. Une seule session de surveillance peut durer environ deux jours , et la couverture des données obtenues est inférieure à 30 % de la zone surveillée.

Cette approche rend difficile la mise en œuvre d'une surveillance fréquente à grande échelle et peut également compliquer l'identification rapide des anomalies soudaines de la qualité de l'eau.

Pour améliorer la couverture et l'efficacité du suivi, un système de surveillance de la qualité de l'eau par drone à voilure fixe a été mis en place.

Équipés de capteurs multispectraux de qualité de l'eau et de dispositifs d'échantillonnage automatique , les drones suivent des itinéraires prédéfinis pour effectuer une surveillance et un échantillonnage aériens sur de vastes zones.

Le système peut analyser jusqu'à 100 kilomètres carrés d'eau par heure tout en collectant simultanément des données sur six indicateurs clés de la qualité de l'eau , dont la chlorophylle a, la turbidité et l'oxygène dissous.

Cela permet une approche plus efficace et plus riche en données pour la surveillance des grandes étendues d'eau.

La Problématique

Vaste zone de surveillance

Le lac couvre environ 50 kilomètres carrés , ce qui nécessite une surveillance sur une vaste zone aquatique géographiquement dispersée. La collecte régulière de données représentatives à partir de plusieurs sites peut s'avérer difficile avec les méthodes conventionnelles.

Échantillonnage manuel fastidieux

Le suivi traditionnel exige que le personnel se déplace par bateau vers différents points d'échantillonnage. Une seule session de suivi peut durer environ deux jours , ce qui augmente les besoins en main-d'œuvre et les contraintes opérationnelles.

Couverture de surveillance limitée

L'échantillonnage manuel fournit des données provenant de points d'échantillonnage sélectionnés, avec une couverture globale des données inférieure à 30 % . Il peut donc être difficile d'obtenir une image complète de la qualité de l'eau sur l'ensemble du lac.

Difficulté à détecter les changements soudains

La qualité de l'eau peut évoluer rapidement en raison des conditions météorologiques, de la pollution, du ruissellement ou d'autres facteurs environnementaux. Un échantillonnage limité, tant en fréquence qu'en couverture, peut rendre difficile la détection rapide d'anomalies soudaines.

Limites de l'échantillonnage à un seul point

La surveillance conventionnelle de la qualité de l'eau repose largement sur des points d'échantillonnage ponctuels. Bien que ces échantillons fournissent des informations précieuses, ils peuvent ne pas refléter pleinement les variations spatiales au sein d'une vaste étendue d'eau.

La solution des drones à voilure fixe

Pour surmonter les limites de la surveillance conventionnelle, le projet a introduit un système d'inspection de la qualité de l'eau par drone à voilure fixe.

Le système de drones combine :

• vol aérien à voilure fixe
• Capteurs multispectraux de qualité de l'eau
• Dispositifs d'échantillonnage automatique
• itinéraires de vol prédéfinis
• Numérisation de l'eau sur une grande surface
• Collecte de données multiparamètres

Les drones peuvent suivre des itinéraires prédéterminés au-dessus du lac, ce qui permet de surveiller systématiquement de vastes zones au lieu de se fier uniquement à des points d'échantillonnage sélectionnés manuellement.

Dans le même temps, des équipements d'échantillonnage automatique permettent de prélever des échantillons d'eau physiques à des endroits désignés, lorsque cela est nécessaire.

Cela crée un modèle de surveillance combiné qui intègre la télédétection aérienne et l'échantillonnage automatique de l'eau.

Comment fonctionne la surveillance de la qualité de l'eau par drone

1. Planifier le parcours de surveillance

Un itinéraire de vol prédéfini est établi en fonction des caractéristiques géographiques du lac et des exigences de surveillance. Cet itinéraire peut être conçu pour couvrir systématiquement des zones désignées.

2. Déployer le drone à voilure fixe

Le drone à voilure fixe est déployé pour effectuer une surveillance étendue des plans d'eau. Ses capacités de vol lui permettent de couvrir efficacement de longues distances au-dessus du lac.

3. Effectuer une analyse multispectrale de la qualité de l'eau

Des capteurs multispectraux de qualité de l'eau recueillent des informations à la surface de l'eau pendant que le drone suit un itinéraire prédéfini. Le système peut scanner jusqu'à 100 kilomètres carrés d'eau par heure.

4. Collecter plusieurs indicateurs de qualité de l'eau

Le système recueille simultanément des données sur six indicateurs clés de la qualité de l'eau.

Ces paramètres incluent notamment :

• Chlorophylle-a
• Turbidité
• Oxygène dissous
• Autres indicateurs de qualité de l'eau désignés

L'approche multiparamètres offre une vision plus globale des conditions de l'eau que l'utilisation d'une seule mesure.

5. Effectuer un échantillonnage automatique

Le dispositif d'échantillonnage automatique intégré permet de prélever des échantillons d'eau physiques à des endroits précis. Ceci fournit des données supplémentaires qui peuvent compléter les résultats de la surveillance aérienne.

6. Analyser les conditions spatiales de la qualité de l'eau

Les données recueillies par les capteurs et les prélèvements permettent d'évaluer la qualité de l'eau dans différentes zones du lac. Comparée à un échantillonnage manuel ponctuel, la surveillance aérienne offre une couverture spatiale plus étendue.

Technologies Clés

Plateforme de drone à voilure fixe

La plateforme à voilure fixe est conçue pour des vols long-courriers efficaces et la surveillance de vastes zones. Elle est donc particulièrement adaptée à la surveillance des grands lacs et autres étendues d'eau importantes.

Capteurs multispectraux de qualité de l'eau

La détection multispectrale fournit des informations provenant de différentes bandes spectrales, permettant ainsi la surveillance et l'évaluation de la qualité de l'eau sur de vastes zones.

Dispositif d'échantillonnage automatique

Le système d'échantillonnage automatique permet de prélever des échantillons d'eau physiques lors d'opérations par drone, réduisant ainsi la dépendance à l'égard de l'échantillonnage par bateau pour chaque point de surveillance.

Itinéraires de vol prédéfinis

Des itinéraires prédéfinis permettent de standardiser les missions de surveillance et d'assurer une couverture systématique des zones aquatiques désignées.

Surveillance multiparamètres

Le système peut collecter simultanément des données sur six indicateurs clés de la qualité de l'eau, fournissant ainsi un ensemble de données de surveillance plus complet.

Résultats du projet

100 km² d'eau scannés par heure

Le système de drone à voilure fixe peut scanner jusqu'à 100 kilomètres carrés d'eau par heure , offrant une couverture de surveillance nettement plus large que l'échantillonnage ponctuel conventionnel.

Six indicateurs clés collectés simultanément

Le système peut recueillir des données sur six indicateurs clés de la qualité de l'eau au cours d'une même opération de surveillance, fournissant ainsi des informations multidimensionnelles sur l'état de l'eau.

Couverture spatiale plus étendue

Comparé à l'échantillonnage manuel traditionnel, le système de surveillance aérienne offre une vision beaucoup plus large de la qualité de l'eau sur l'ensemble du lac.

Opérations de surveillance plus rapides

La capacité d'effectuer des relevés aériens de grande envergure réduit la dépendance aux longs itinéraires de surveillance par bateau et permet des opérations de surveillance plus fréquentes.

Assistance à la détection des anomalies

Une couverture spatiale plus large et une surveillance plus fréquente peuvent aider à identifier plus tôt les anomalies potentielles de la qualité de l'eau et fournir des informations supplémentaires pour les enquêtes ultérieures.