Innovation : quand les appareils de mesure s’envolent !

Mesures aériennes à l'aide d'un drone équipé

Publié le 7 janvier 2022 - Mis à jour le

Afin d’améliorer les connaissances sur  la qualité de l’air de notre région, l’observatoire Atmo Auvergne-Rhône-Alpes est en veille constante sur les outils, méthodes ou pratiques innovantes qui émergent dans la société, afin d’apporter des réponses toujours plus précises et adaptées. Après s’être par exemple approprié la technologie des micro-capteurs, Atmo Auvergne-Rhône-Alpes évalue aujourd’hui le potentiel des drones  afin de mettre ce nouvel outil au service de la mesure de la qualité de l’air.

Drone, la mesure de l’impossible

Ces petits aéronefs, sans équipage et souvent à pilotage télécommandé, fleurissent depuis quelques années dans le ciel de nos territoires. Utilisés par des particuliers à des fins de loisirs, c’est dans le monde professionnel civil que leur usage pourrait façonner, et façonne déjà, les nouvelles pratiques. Audiovisuel, agriculture, surveillance et sécurité, logistique, génie civil, secourisme… Chacun de ses domaines a su adopter le drone pour améliorer la performance de leur travail.

Des caractéristiques intéressantes pour la mesure de la qualité de l'air

Souvent, les drones comblent un espace que l’être humain ou les autres machines n’ont pu combler, pour atteindre des objectifs, point de vue ou terrain impossible. Petit, rapide, robuste relativement facile à prendre en main, ils sont déployables très rapidement et permettent de couvrir un territoire en 3 dimensions.
Des caractéristiques intéressantes dans l’optique de la mesure de la qualité de l’air.

De la mesure en terrains inaccessibles et dangereux

Du fait de leur mobilité et de leur adaptabilité, les drones pourraient en effet permettre de réaliser des mesures dans des zones habituellement inaccessibles par des moyens métrologiques traditionnels. On peut penser notamment aux terrains escarpés comme dans les massifs montagneux, pour aller traquer les polluants dans les vallons les plus reculés, et recueillir des données précieuses pour constater l’état, voire à plus long terme, l’évolution de la pollution dans nos massifs.

Un outil pour se rapprocher des sources de pollution

Leur robustesse et leur résistance permettent également d’envisager ce qu’aucun être humain, sauf au prix de risques conséquents, ne peut faire : s’approcher des sources émettrices de pollution, pour aller constater à la fois la composition et la quantité de polluant émis, comme dans le cadre d’un incident, sans mettre en péril aucune équipe au sol.

C’est par exemple ce qu’ont expérimenté nos confrères d’Atmo SUD, dans le cadre du projet SCIPPER, en faisant voler des drones équipés d’appareil de mesure dans le sillage de navire de commerce. Nos confrères d’Atmo Normandie collaborent également avec l’INERIS et NAE suite à l’accident de industriel de Lubrizol survenu fin septembre 2019, pour mettre en place une stratégie d’intervention en cas d’accidents et incidents faisant intervenir des mesures aéroportées.

Des drones en cas de situation d’urgence

L’utilisation des drones trouve donc sa place dans la participation à la gestion des situations d’urgences (accidents ou incidents industriels, incendies de toute nature) ou dans l'évaluation de l’impact sanitaire des retombées de la pollution au plus proche des populations riveraines impactées. Cela pourrait contribuer à accroitre l’efficacité des interventions et des actions mises en œuvre.

L’utilisation des drones trouve une place naturelle dans la participation à la gestion des situations d’urgences ou dans l'évaluation de l’impact sanitaire des retombées de la pollution au plus proche des populations.

C’est d’ailleurs l’une des pistes privilégiées par Atmo Auvergne-Rhône-Alpes dans l’utilisation des drones dans son arsenal, avec notamment une collaboration avec le Service Départemental de Secours et d’Incendie de la Savoie (SDIS 73), de la Haute Savoie (SDIS 74) et les Sapeurs-pompiers du département du Rhône et de la métropole de Lyon (SDMIS 69) dans le but, à terme et en concertation avec les services d’urgence de l’état, de mettre en place une méthodologie de prélévements et d'analyse d'air.

Au-delà des situations d’urgence, l’utilisation des drones permettra également d’apporter de nouveaux éléments et de nouveaux regards dans des missions ciblées venant compléter les informations déjà disponibles du réseau de mesures et d’investigation opérationnels d’Atmo Auvergne-Rhône-Alpes.

Atmo Auvergne-Rhône-Alpes s’équipe et se forme

Initié en 2020, la recherche sur l’utilisation des drones au service de l’observation de la qualité de l’air a abouti, après une évaluation prospective, à la formation d’un technicien d'Atmo Auvergne-Rhône-Alpes au télépilotage de drones et, pour la partie équipement, à l’acquisition d’un drone porte charges le DJI Matrice 600, d’un microcapteur et d’un canister pouvant être embarqués simultanément sur le drone.

Drone équipé pour effectuer des mesures
Un drone équipé par les équipes d'Atmo Auvergne-Rhône-Alpes pour mesurer la qualité de l'air

 

Le microcapteur permet de réaliser des mesures en temps réel de dioxyde d'azote et des particules PM2.5 et PM10. Le canister permet de mesurer plus de 50 composés organiques volatiles suivants le type d’analyse consécutive au prélèvement. Il peut s’agir des précurseurs d’ozone ou de composés plus ciblés dans le cas d’un accident ou incident de type incendie.

L’observatoire évalue donc la pertinence de l’utilisation des drones pour mesurer la pollution atmosphérique dans différents contextes. Il est aujourd’hui capable de faire voler un drone et de réaliser des meures. Cette nouvelle compétence se développe pour partie en collaboration avec le SDIS 73, le SDIS 74 et le SDMIS 69 via des premières expérimentations dans un contexte d'accident, ou d'incident.

L’observatoire évalue la pertinence de l’utilisation des drones pour mesurer la pollution atmosphérique dans différents contextes

Les premières expérimentations mises en place ont d’abord permis de valider les mesures par micro-capteur grâce à une inter-comparaison de mesures entre un micro-capteur au sol et un autre embarqué sur le drone.

Dans un second temps, nous avons réalisé des mesures par micro-capteur et canister sur la plateforme d’exercice du SDIS 73 à Montmélian lors d’un exercice de formation des pompiers.

L’exploitation des données de ces premières expériences est en cours.

Une recherche et développement financée par le fonds de dotation convAIRgence

Cette nouvelle possibilité d’évaluer la qualité de l’air a suscité l’intérêt de mécènes, dont Autoroutes et Tunnel du Mont-Blanc (ATMB), qui a souhaité apporter son soutien financier à cette aventure expérimentale, par le biais d’une partie de son don au fonds de dotation ConvAIRgence.
Le fonds de dotation ConvAIRgence, créé à l’initiative d’Atmo Auvergne-Rhône-Alpes, vise à réunir tous les acteurs souhaitant contribuer à l’émergence de projets innovants permettant d’imaginer l’air de demain.

Aujourd’hui le fonds ConvAIRgence démarche des mécènes pour allouer de  nouveaux dons sur cette action expérimentale d'utilisation des drones,  pour  permettre de poursuivre cette aventure d’exploration de la qualité de l’air depuis les airs.