FR3143551A1 - Système et procédé de caractérisation et de prélèvement d’eau aéroporté - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé et un système aéroporté de caractérisation et de prélèvement d’eau d’un milieu aquatique comprenant un drone aérien (1), le drone aérien (1) comprenant un capteur optique (2) et un moyen de réception/transmission de données comprenant un moyen de géolocalisation, le système comprenant un dispositif d’instrumentation comprenant au moins un moyen de prélèvement (4b) de l’eau d’un milieu aquatique, un premier treuil (3) monté sur le drone aérien (1) et apte à positionner le dispositif d’instrumentation à une profondeur prédéterminée dans le milieu aquatique. De plus, le drone aérien (1) est apte à être maintenu en position aérienne lors du prélèvement et/ou de la caractérisation de l’eau et le dispositif d’instrumentation comprend un moyen d’acquisition de données (4a) pour mesurer au moins la pression, la température et/ou la conductivité de l’eau au sein du milieu aquatique et permettant de préférence la transmission des données en temps réel au moyen de réception/transmission de données. Figure 1 à publier
Description
La présente invention concerne le domaine de la caractérisation et du prélèvement d’eau, notamment pour identifier/caractériser des sources d’eau douce et/ou d’eau potable.
En hydrogéologie, la caractérisation et l’échantillonnage de l’eau de différents points (sources, rivières, réservoirs, puits, lacs…) sont essentiels. La caractérisation peut se faire in situ ou par le biais de prélèvements d’échantillons d’eau, ces échantillons étant ensuite analysés en laboratoire.
Cette caractérisation de l’eau nécessite alors un investissement important en ressources humaines ainsi que de nombreux déplacements dans des sites d’accès plus ou moins facile.
Par ailleurs, certaines zones sont difficiles d’accès, par exemple, en pleine mer ou dans des régions escarpées comme en montage.
Si les analyses pour la caractérisation de l’eau sont faites à grande échelle, il est alors possible d’identifier différents hydrosystèmes dont les interactions seront aussi établies par ces analyses.
Afin de réaliser le prélèvement d’eau, certaines solutions envisagent l’utilisation de drones flottants ou sous-marins.
Les drones sous-marins ont l’inconvénient de nécessiter des câbles pour la transmission de données et complexifient ainsi le système.
Les drones flottants sont difficilement utilisables au niveau des zones où l’eau est particulièrement agitée, notamment en surface, comme par exemple dans les zones côtières, car le drone pourrait être retourné et coulé et car le prélèvement d’eau peut s’avérer complexe lorsque l’eau est agitée. De ce fait, ces drones flottants sont utilisés aujourd’hui dans des mares, des étangs, des lacs ou des rivières relativement calmes.
Ainsi, le but de l’invention est de concevoir un système et un procédé robustes, qui permettent la caractérisation et le prélèvement d’eau dans des zones d’accès difficile (en particulier en mer et plus particulièrement à proximité des côtes), afin de détecter des sources sous-marines ou côtières. Le système et le procédé doivent également être conçus pour permettre le prélèvement et la caractérisation de l’eau quelles que soient les conditions de l’eau (conditions de mer par exemple : houle, courant etc. ...), tout en limitant les ressources humaines et en diminuant le temps d’intervention.
De plus, le système et le procédé de l’invention doivent permettre le prélèvement et la caractérisation d’eau à différentes profondeurs d’eau.
Le système et le procédé peuvent notamment être utilisés pour identifier au moins une source d’eau douce (ou faiblement salée, c’est-à-dire moins salée que l’eau de mer) sous-marine ou côtière afin de localiser ces sources et d’identifier la zone d’implantation idéale d’un système de captage de cette eau douce.
L’invention concerne un système aéroporté de caractérisation et de prélèvement d’eau d’un milieu aquatique comprenant un drone aérien, le drone aérien comprenant un capteur optique et un moyen de réception/transmission de données comprenant un moyen de géolocalisation, le système comprenant un dispositif d’instrumentation comprenant au moins un moyen de prélèvement de l’eau d’un milieu aquatique, un premier treuil monté sur le drone aérien et apte à positionner le dispositif d’instrumentation à une profondeur prédéterminée dans le milieu aquatique. De plus, le drone aérien est apte à être maintenu en position aérienne lors du prélèvement et/ou de la caractérisation de l’eau et en ce que le dispositif d’instrumentation comprend un moyen d’acquisition de données pour mesurer au moins la pression, la température et/ou la conductivité de l’eau au sein du milieu aquatique et permettant de préférence la transmission des données en temps réel au moyen de réception/transmission de données.
De préférence, le capteur optique comprend un capteur optique dans le spectre visible et/ou un capteur optique dans le spectre infrarouge.
Selon une variante, le moyen d’acquisition de données comprend un moyen de mesure du pH, du taux d’oxygène dissous dans l’eau et/ou de la turbidité.
Avantageusement, le système comprend un deuxième treuil monté sur le drone aérien et apte à vider le moyen de prélèvement.
De manière avantageuse, le moyen de prélèvement comprend plusieurs réservoirs de prélèvement.
Préférentiellement, le système comprend un moyen de traitement des images issues du capteur optique.
L’invention concerne aussi un procédé de caractérisation et de prélèvement d’eau à partir d’un système tel que décrit précédemment, pour lequel on réalise au moins les étapes suivantes :
a) on déplace le drone aérien par voie aérienne au-dessus d’un milieu aquatique,
b) on utilise le capteur optique pour déterminer une zone d’intérêt dans laquelle l’eau est à caractériser,
c) on stabilise le drone aérien en vol stationnaire sur un point prédéterminé au-dessus de la zone d’intérêt déterminée, et on acquiert une mesure de localisation à partir du moyen de géolocalisation puis on utilise le premier treuil pour descendre ledit dispositif d’instrumentation à une première profondeur prédéterminée dans le milieu aquatique,
d) on acquiert au moins les mesures de pression, température et conductivité par le moyen d’acquisition de données, pour réaliser une première caractérisation de l’eau, de préférence on acquiert lesdites mesures en temps réel,
e) on réalise un prélèvement de l’eau dans ledit milieu aquatique à ladite première profondeur prédéterminée par le moyen de prélèvement, et on effectue des analyses complémentaires sur l’eau prélevée pour réaliser une deuxième caractérisation de l’eau.
a) on déplace le drone aérien par voie aérienne au-dessus d’un milieu aquatique,
b) on utilise le capteur optique pour déterminer une zone d’intérêt dans laquelle l’eau est à caractériser,
c) on stabilise le drone aérien en vol stationnaire sur un point prédéterminé au-dessus de la zone d’intérêt déterminée, et on acquiert une mesure de localisation à partir du moyen de géolocalisation puis on utilise le premier treuil pour descendre ledit dispositif d’instrumentation à une première profondeur prédéterminée dans le milieu aquatique,
d) on acquiert au moins les mesures de pression, température et conductivité par le moyen d’acquisition de données, pour réaliser une première caractérisation de l’eau, de préférence on acquiert lesdites mesures en temps réel,
e) on réalise un prélèvement de l’eau dans ledit milieu aquatique à ladite première profondeur prédéterminée par le moyen de prélèvement, et on effectue des analyses complémentaires sur l’eau prélevée pour réaliser une deuxième caractérisation de l’eau.
De préférence, à l’étape e), on réalise un prélèvement de l’eau dans ledit milieu aquatique à ladite première profondeur par le moyen de prélèvement si les données acquises de pression, température et conductivité vérifient des critères prédéterminés, et sinon, on déplace le drone aérien sur un autre point de la zone d’intérêt déterminée et on reprend à partir de l’étape c).
Avantageusement, à l’étape e), avant de réaliser chaque prélèvement d’eau, on effectue une phase de rinçage du moyen de prélèvement, cette phase de rinçage comprenant au moins trois répétitions de la séquence dans laquelle, on remplit le moyen de prélèvement avec l’eau du milieu aquatique et on vide l’eau du moyen de prélèvement, de préférence à l’aide d’un deuxième treuil.
Selon un aspect de l’invention, les analyses complémentaires de l’eau comprennent une analyse des isotopes de l’eau et/ou des mesures chimiques comprenant de préférence des mesures de carbone organique.
Selon une variante, on acquiert différentes mesures à l’aide du moyen d’acquisition de données à différentes premières profondeurs prédéterminées et/ou à différents points prédéterminés au-dessus de la zone d’intérêt déterminée.
Préférentiellement, en un même point prédéterminé de la zone d’intérêt et à plusieurs profondeurs d’eau, on acquiert les mesures par le moyen d’acquisition de données et de préférence, on prélève de l’eau par le moyen de prélèvement, sans avoir à remonter le dispositif d’instrumentation par le premier treuil et de manière préférée en temps réel.
Avantageusement, le drone aérien, le capteur optique, le moyen de géolocalisation, le premier treuil et l’éventuel deuxième treuil sont pilotés par plusieurs moyens de pilotage.
De préférence, on réalise un traitement numérique des images issues du capteur optique pour déterminer la zone d’intérêt.
D'autres caractéristiques et avantages du procédé et/ou du système selon l'invention, apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'exemples non limitatifs de réalisations, en se référant aux figures annexées et décrites ci-après.
La représente un premier mode de réalisation du système de caractérisation et de prélèvement d’eau selon l’invention.
La représente un deuxième mode de réalisation du système de caractérisation et de prélèvement d’eau selon l’invention.
La représente une première variante du procédé de caractérisation et de prélèvement d’eau selon l’invention.
La représente une deuxième variante du procédé de caractérisation et de prélèvement d’eau selon l’invention.
L’invention concerne un système aéroporté de caractérisation et de prélèvement d’eau d’un milieu aquatique (qu’on peut appeler également milieu aqueux). Le milieu aquatique peut être un lac, un étang, une rivière, une mer ou un océan et plus particulièrement, il peut s’agir d’une source d’eau (plus particulièrement d’eau douce) sous-marine ou côtière qui débouche dans une mer ou dans un océan.
Par « milieu aqueux » ou « milieu aquatique », on entend un milieu composé essentiellement d’eau, c’est-à-dire en majeure partie d’eau.
La surface de l’eau peut alors être très fortement perturbée les vagues, par la houle, le courant ou la présence de la côte à proximité si bien que la détection de la source d’eau douce à proximité est rendue difficile tout comme la caractérisation et le prélèvement de cette eau.
Le système comprend un drone aérien équipé de diverses charges utiles, aussi appelé UAS (pour « Unmanned Aerial System » en Anglais, ce qui signifie Système aérien sans pilote). Au sens de l’invention, un drone aérien est un drone apte à être déplacé par voie aérienne, avec un pilote non embarqué dans le drone (au sol par exemple) ou piloté automatiquement par un système informatique (par exemple un ordinateur, un serveur ou un calculateur). De préférence, le drone est configuré pour un pilotage automatique ou manuel radiocommandé. De ce fait, l’UAS peut être amené dans des zones d’accès difficile telles qu’à proximité d’une zone côtière en mer ou dans une zone particulièrement escarpée en montagne. Ainsi, le déplacement du système est simple et rapide et limite la prise de risque et le temps d’intervention pour les opérateurs. Ce drone aérien peut ne pas comprendre de système d’amerrissage : il est donc plus simple, moins cher, moins lourd et moins complexe qu’un drone avec un système d’amerrissage.
Le drone aérien comprend un capteur optique dans le spectre lumineux visible et/ou un capteur optique dans le spectre infrarouge. Ces différents capteurs sont une aide à la détermination les zones d’études potentielles ou « zone d’intérêt », à partir de la couleur de l’eau qui est différente entre l’eau douce et l’eau de mer, grâce au capteur optique dans le spectre lumineux visible, et/ou à partir de la température de l’eau (par le capteur optique dans le spectre infrarouge). En identifiant plus précisément la zone d’intérêt par ces capteurs optiques, on peut caractériser l’eau dans cette zone et ainsi limiter le nombre de prélèvements et de caractérisation. Cela permet d’obtenir plus rapidement et plus efficacement des résultats. Ces capteurs optiques permettent de limiter l’étendue de la zone dans laquelle les caractérisations de l’eau in situ et les prélèvements d’eau seront faits.
Le drone aérien est également équipé de moyen de réception/transmission de données (récepteur/transmetteur par exemple). Ainsi, l’UAS peut recevoir des informations (pour commander un treuil et/ou des sondes de mesure par exemple), ces informations peuvent par exemple provenir d’un utilisateur. Le drone aérien peut aussi recevoir des informations issues de données de mesure, par exemple de capteurs de mesure de l’eau. Ces données sont ensuite enregistrées (stockées) dans le moyen de réception/transmission de données (dans une carte informatique ou électronique par exemple). Le drone aérien peut également transmettre des données : par exemple, il peut transmettre les données de mesures soit en temps réel vers un utilisateur, soit après leur stockage et leur récupération par l’utilisateur via la carte informatique ou électronique par exemple.
L’UAS comprend en outre un moyen de géolocalisation, qui peut avantageusement être compris dans le moyen de réception/transmission de données (par exemple, le système connu sous le nom de GPS pour « Global Positioning System » ou de GNSS pour «Global Navigation Satellite System» signifiant système de positionnement par satellites en français, le GNSS pouvant capter les satellites GPS ou d’autres constellation comme Galiléo, le système européen, Glonass, le système russe, ou encore le système chinois). Ainsi, la position précise du drone peut être connue au moment des mesures et/ou du prélèvement d’eau. Les données de géolocalisation issues du moyen de géolocalisation, peuvent être réceptionnées dans le moyen de réception/transmission de données (la carte informatique ou électronique par exemple) et/ou être transmises à un utilisateur (via la carte informatique ou électronique par exemple ou en temps réel).
De plus, le système comprend un dispositif d’instrumentation comprenant au moins un moyen de prélèvement de l’eau du milieu aquatique, un premier treuil monté sur le drone aérien et apte à positionner le dispositif d’instrumentation à une profondeur prédéterminée dans le milieu aquatique. Ainsi, grâce au premier treuil et au moyen de prélèvement, il est possible de prélever de l’eau dans le milieu aquatique à différentes profondeurs d’eau pour une même position de géolocalisation. Ainsi, en répétant ces prélèvements pour plusieurs positions de géolocalisation de la zone d’intérêt, on peut établir une cartographie en 3D des caractéristiques de l’eau dans la zone d’intérêt identifiée.
De préférence, on peut également programmer le drone pour qu’il suive un plan de prélèvement composé de plusieurs positions de géolocalisation dans la zone d’intérêt et d’une ou plusieurs profondeurs d’eau pour chaque position de géolocalisation.
Le moyen de prélèvement peut comprendre au moins un récipient ouvert, tel qu’un réservoir ou un flacon. Alternativement, il peut comprendre au moins un instrument tel qu’une seringue équipée d’un piston. Le déplacement du piston situé à l’intérieur de la seringue dans un sens permettant d’augmenter le volume interne de la seringue permet d’aspirer l’eau du milieu aquatique, le déplacement du piston en sens inverse permet de vider la seringue.
Le moyen de prélèvement peut avantageusement être configuré pour pouvoir couler même lorsqu’il est vide, de manière à faciliter son immersion à la profondeur souhaitée.
En outre, le drone aérien est apte à être maintenu en position aérienne lors du prélèvement et/ou de la caractérisation de l’eau (il n’a donc pas besoin d’amerrir pour réaliser les mesures et/ou le prélèvement d’eau et il peut donc ne pas comprendre de système d’amerrissage) et le dispositif d’instrumentation comprend un moyen d’acquisition de données (des sondes ou des capteurs de mesures, par exemple des sondes autonomes à acquisition de données utilisées pour la mesure et l’enregistrement de paramètres tels que le niveau, la température et la conductivité électrique) pour mesurer au moins la pression, la température et/ou la conductivité de l’eau au sein du milieu aquatique.
Les sondes autonomes à acquisition de données peuvent notamment être des sondes connues sous le nom de sondes Diver, pour mesurer le niveau, la température et la conductivité.
Par exemple, le moyen d’acquisition de données peut être connecté au moyen de commande par câble ou être radiocommandé.
Le moyen d’acquisition de données peut aussi comprendre des sondes multi paramètres pour mesurer à la fois le niveau, la température et la conductivité électrique et à la fois d’autres paramètres tels que le pH, le taux d’oxygène dissous et/ou la turbidité.
Selon une variante, le moyen d’acquisition peut comprendre au moins une sonde piézométrique, notamment au moins une sonde piézométrique autonome à acquisition de données.
En effet, en maintenant la position aérienne lors du prélèvement d’eau ou de sa caractérisation in situ, le drone peut être éloigné de la surface de l’eau et ainsi il ne subit plus ou très peu (seulement par le biais du câble du premier treuil et d’un éventuel deuxième treuil) les impacts des perturbations de la surface de l’eau notamment liées à la houle, au courant ou à la présence de la côte à proximité. De ce fait, le système peut être utilisé dans des zones où l’amerrissage est impossible et/ou où l’eau est fortement perturbée (par exemple, dans une rivière) ou de dimension trop faible. De plus, le moyen d’acquisition de données permet des mesures de pression, température et/ou conductivité de l’eau in situ. Il peut ainsi comprendre un capteur de mesure de la pression, de la température et/ou de conductivité de l’eau au sein même du milieu aquatique. Ainsi, l’utilisation de ces données in situ permet de prévoir ou non un prélèvement de l’eau à cet endroit donné (issu de la géolocalisation) et à la profondeur donnée (issue du premier treuil). En effet, si les données mesurées de pression, température et/ou conductivité de l’eau ne sont pas satisfaisantes, un prélèvement de l’eau n’est alors pas nécessaire. En d’autres termes, les données mesurées par le moyen d’acquisition de données permettent d’établir une première sélection de l’eau pour réaliser ou non un prélèvement d’eau. On peut alors réduire le nombre de prélèvements à effectuer. Le prélèvement de l’eau permet de compléter la caractérisation de l’eau qui a été faite par le moyen d’acquisition de données par d’autres mesures complémentaires de l’eau, ces mesures complémentaires n’étant pas réalisables in situ et permettant d’accéder à des caractéristiques complémentaires de caractérisation de l’eau. La combinaison d’un moyen de prélèvement à un moyen d’acquisition de données permet ainsi de rendre plus rapide et plus efficace la caractérisation de l’eau et de cibler plus rapidement la zone d’intérêt, tout en étant précise.
La mesure de la pression, de la température et/ou de la conductibilité permet d’évaluer la densité et/ou la salinité de l’eau. Ainsi, on peut savoir grâce à ces mesures, si au point de géolocalisation identifié et à la profondeur identifiée, l’eau correspond ou non à de l’eau douce. De plus, grâce à la cartographie 3D qui peut être réalisée sur la zone d’intérêt et pour différentes profondeurs d’eau, on peut caractériser la localisation la plus intéressante pour capter l’eau potable, cette localisation pouvant dépendre de la sortie d’une ou plusieurs sources, du courant, de la houle et de la présence de la côte à proximité par exemple.
De préférence, le moyen d’acquisition de données peut permettre la transmission des données en temps réel au moyen de réception/transmission de données.
La transmission en temps réel des données de mesure acquises permet d’accélérer la caractérisation et de réduire le temps d’intervention.
De manière avantageuse, le capteur optique peut comprendre un capteur optique dans le spectre lumineux visible et/ou un capteur optique dans le spectre infrarouge. Les capteurs optiques peuvent être des caméras. Une caméra thermique, aussi appelée caméra infrarouge, détecte et mesure des ondes lumineuses dont le spectre se situe dans le domaine infrarouge. Elle permet de déterminer la température d’un corps par le rayonnement infrarouge qu’il émet. La caméra de visualisation est une caméra optique ou numérique qui permet de visualiser l’environnement sensiblement comme l’œil humain. Elle détecte les objets dans le domaine visible entre le rouge (infrarouge exclu) et le violet (ultraviolet exclu).
Comme le capteur optique est sur le drone aérien, elle est située au-dessus de la surface de l’eau et permet de détecter des variations de couleurs et/ou de température pour déterminer une zone d’intérêt dans laquelle il sera intéressant de réaliser des mesures et/ou de faire des prélèvements d’eau. En analysant à la fois la mesure du capteur optique dans le spectre lumineux visible et celle du capteur optique dans le spectre infrarouge, on peut croiser les données et définir une zone d’intérêt plus précise. Cela permet d’accélérer la caractérisation de l’eau et de mieux cibler la zone où il serait intéressant de capter l’eau douce par exemple.
De préférence, le moyen d’acquisition de données peut également comprendre un moyen de mesure du pH, du taux d’oxygène dissous dans l’eau et/ou de la turbidité. La température et le pH mesurés peuvent notamment informer sur l’origine de l’eau : ces données peuvent informer sur l’aquifère d’origine, les terrains drainés par cet aquifère, mais également l’origine même de l’eau, que ce soit par exemple une eau météorique (de pluie) infiltrée dans l’aquifère, une eau de mer réinjectée dans l’aquifère, ou une eau de formation/hydrothermale souterraine et profonde.
La mesure d’oxygène dissous dans l’eau permet de mesurer la qualité de l’eau.
L'oxygène dissous se réfère au niveau d'oxygène libre, non composé, présent dans l'eau ou d'autres liquides. C'est un paramètre biologique et chimique important dans l'évaluation de la qualité de l'eau en raison de son influence sur les organismes vivants dans un plan d'eau. Un niveau d'oxygène dissous trop élevé ou trop bas peut nuire à la vie aquatique et à la qualité de l'eau. Par exemple, un taux entre 0 et 2 mg d’oxygène dissous par litre (1 litre correspondant à 0.001 m3) d’eau, le taux d'oxygène est insuffisant pour la survie de la plupart des organismes. Entre 2 et 4 mg d’oxygène dissous par litre d’eau, le taux d'oxygène permet seulement à certaines espèces de poissons et d'insectes de survivre. Entre 4 à 7 mg d’oxygène dissous par litre d’eau, le taux d'oxygène est acceptable pour les espèces de poissons d'eau chaude mais il reste faible pour les espèces de poissons d'eau froide alors qu’un taux entre 7 à 11 mg d’oxygène dissous par litre d’eau est idéal pour la plupart des poissons d'eau froide.
Lorsque le taux d’oxygène dissous est trop élevé, il peut également être dangereux pour les poissons par exemple.
La mesure de turbidité permet d’identifier la qualité de l’eau et les éventuelles particules en suspension qu’elle contient. Toutes ces mesures peuvent être intégrées dans un seul et même capteur tel qu’une sonde autonome à acquisition de données.
La mesure de la turbidité désigne la teneur d’une eau en particules en suspension et particules colloïdales qui absorbent, diffusent ou réfléchissent la lumière et troublent donc l’eau. Il s’agit donc, comme pour l’oxygène dissous, d’un indicateur de qualité de l’eau.
Concernant les mesures en milieu aquatique, on mesure la turbidité en unités de turbidité néphélométriques (uTN) à l’aide d’un turbidimètre. Par exemple, à 5 uTN, l’eau est visiblement trouble alors qu’à 25 uTN, elle est noirâtre.
Selon une configuration de l’invention, le système peut comprendre un deuxième treuil monté sur le drone aérien et apte à vider le moyen de prélèvement. En effet, afin d’améliorer la qualité des prélèvements d’eau, il est avantageux de réaliser une opération de rinçage avant chaque prélèvement. Cette opération de rinçage peut notamment comprendre au moins un remplissage du moyen de prélèvement par l’eau du milieu aquatique, suivi d’un vidage du moyen de prélèvement, de préférence au moins trois remplissages, chaque remplissage étant suivi d’un vidage du moyen de prélèvement.
Lorsque le moyen de prélèvement est un réservoir, une extrémité du réservoir peut être rattachée au premier treuil et permet ainsi le remplissage, la deuxième extrémité du réservoir peut alors être rattachée au deuxième treuil. En actionnant le deuxième treuil, on peut alors renverser le réservoir, et donc le vider.
Avantageusement, le moyen de prélèvement peut comprendre plusieurs réservoirs de prélèvement et/ou plusieurs instruments comme des seringues. Ainsi, à un point déterminé (à une localisation déterminée), on peut par exemple prélever de l’eau à différentes profondeurs. A chaque profondeur, on remplit alors un réservoir de prélèvement distinct (ou une seringue distincte). On peut également prélever de l’eau dans un réservoir de prélèvement pour différents points déterminés (à différentes localisations) pour une même profondeur ou pour différentes profondeurs d’eau. Ainsi, le système est très flexible en termes d’utilisations, et il est plus rapide de réaliser des prélèvements. Lorsque la mer est très agitée, cela permet aussi de réduire le temps d’intervention et de limiter le risque de détérioration du matériel.
Préférentiellement, le système peut comprendre un moyen de traitement des images issues du capteur optique, tel qu’un logiciel de traitement d’images. D’une part, ce traitement numérique peut être plus rapide qu’un traitement humain, par exemple par l’établissement de critères préétablis indiqués dans le logiciel et d’autre part, ce traitement d’images peut être réalisé en temps réel, ce qui permet encore de raccourcir le temps d’intervention et de caractérisation de l’eau et de faciliter la prise de décision quant à la définition de la zone d’intérêt.
Une fois le prélèvement d’eau établi, l’eau prélevée peut être analysée en laboratoire. Par exemple, une étude des isotopes de l’eau et des mesures de carbone organique donnent des informations sur le temps de résidence de l’eau dans le réservoir géologique (un aquifère par exemple).
Le temps de résidence de l’eau dans l’aquifère renseigne sur la durée de transfert et donc indirectement sur la perméabilité des terrains. Dans le cas des aquifères karstiques, le temps de résidence peut être extrêmement court (de quelques jours à quelques semaines), ce qui est dû à la présence de cavernes et de vides souterrains. Ces vides, peuvent agir comme des stockages temporaires (tampons) qui vont retarder le transfert de l’eau entre la recharge et l’exutoire.
Le temps de résidence donne également une indication sur la vitesse de renouvellement de l’eau dans l’aquifère. Dans le cas d’aquifère exploité, il s’agit donc d’une information majeure pour estimer la durabilité de la ressource, et améliorer sa gestion durable en établissant des modèles hydrodynamiques. C’est également un paramètre important pour estimer la sensibilité à la pollution de l’aquifère : un aquifère à temps de renouvellement court sera très sensible à l’arrivée potentielle de polluants. Il pourra néanmoins retrouver un bon état chimique si la source de pollution est arrêtée. Un aquifère à temps de résidence important quant à lui, s’il est contaminé, ne pourra pas récupérer rapidement un bon état chimique.
L’invention concerne également un procédé de caractérisation et de prélèvement d’eau à partir d’un système tel que décrit précédemment, pour lequel on réalise au moins les étapes suivantes :
a) on déplace le drone aérien par voie aérienne au-dessus d’un milieu aquatique. De ce fait, le système et le procédé sont utilisables dans des zones d’accès difficile et/ou dans des zones où les conditions de l’eau (notamment en surface) sont fortement perturbées. Le drone aérien ne nécessite pas de système d’amerrissage.
b) on utilise les (au moins un) capteurs optiques pour déterminer une zone d’intérêt dans laquelle l’eau est à caractériser. En utilisant ces capteurs optiques situés sous le drone aérien, on peut visualiser la surface de l’eau à une altitude du drone au-dessus de la surface. Cette visualisation aérienne permet de visualiser une différence de couleur de l’eau (capteur optique dans le domaine du spectre lumineux visible) ou une différence de température (capteur optique dans le spectre infrarouge). Cette différence de couleur et/ou de température peut alors servir à identifier une zone d’intérêt où l’eau sera caractérisée. En utilisant à la fois le capteur optique dans le spectre lumineux visible et le capteur optique dans le spectre infrarouge, on peut resserrer la zone d’intérêt, c’est-à-dire limiter l’étendue de cette zone et donc améliorer sa précision.
c) on stabilise le drone aérien en vol stationnaire sur un point prédéterminé au-dessus de la zone d’intérêt déterminée. En restant en vol stationnaire, le drone aérien n’est pas (ou très peu via le premier treuil) soumis aux perturbations de l’eau, et notamment aux perturbations de la surface de l’eau. Le drone aérien est donc ainsi maintenu en sécurité à distance de la surface de l’eau. De plus, le capteur optique peut toujours être utilisé simultanément. Une fois, le drone aérien en vol stationnaire, on acquiert une mesure de localisation à partir du moyen de géolocalisation de manière à pouvoir déterminer avec précision la localisation, puis on utilise le premier treuil pour descendre ledit dispositif d’instrumentation à une première profondeur prédéterminée dans le milieu aquatique. Ainsi, c’est seulement le câble du treuil qui est soumis à la perturbation de la surface de l’eau. Par conséquent, il est peu perturbé et les mesures restent précises (les mesures et prélèvements réalisés sont faits à la localisation déterminée).
d) on acquiert au moins les mesures de pression, température et/ou conductivité, et éventuellement de taux d’oxygène dans l’eau, de turbidité et/ou de pH, par le moyen d’acquisition de données, pour réaliser une première caractérisation de l’eau. Par ces mesures de pression, température et/ou conductivité, et éventuellement de taux d’oxygène dans l’eau, de turbidité et/ou de pH, on peut déterminer des premières caractéristiques de l’eau telles que la densité et/ou la salinité de l’eau et donc identifier par exemple s’il s’agit ou non d’eau potable (l’eau est considérée potable si sa salinité est inférieure à 0.2g/L suivant les normes OMS). De préférence, on peut acquérir les mesures en temps réel. Cela permet une analyse plus rapide et d’éviter un prélèvement d’eau inutile si la salinité est trop élevée par exemple.
e) on réalise un prélèvement de l’eau dans le milieu aquatique à la première profondeur par le moyen de prélèvement (un réservoir ou une seringue de prélèvement par exemple) et on effectue des analyses complémentaires sur l’eau prélevée pour réaliser une deuxième caractérisation de l’eau. L’eau prélevée permet des analyses complémentaires en laboratoire, ces analyses complémentaires n’étant pas possibles directement in situ et permettant de définir des deuxièmes caractéristiques de l’eau ou d’affiner les premières caractéristiques de l’eau pour les rendre plus précises.
a) on déplace le drone aérien par voie aérienne au-dessus d’un milieu aquatique. De ce fait, le système et le procédé sont utilisables dans des zones d’accès difficile et/ou dans des zones où les conditions de l’eau (notamment en surface) sont fortement perturbées. Le drone aérien ne nécessite pas de système d’amerrissage.
b) on utilise les (au moins un) capteurs optiques pour déterminer une zone d’intérêt dans laquelle l’eau est à caractériser. En utilisant ces capteurs optiques situés sous le drone aérien, on peut visualiser la surface de l’eau à une altitude du drone au-dessus de la surface. Cette visualisation aérienne permet de visualiser une différence de couleur de l’eau (capteur optique dans le domaine du spectre lumineux visible) ou une différence de température (capteur optique dans le spectre infrarouge). Cette différence de couleur et/ou de température peut alors servir à identifier une zone d’intérêt où l’eau sera caractérisée. En utilisant à la fois le capteur optique dans le spectre lumineux visible et le capteur optique dans le spectre infrarouge, on peut resserrer la zone d’intérêt, c’est-à-dire limiter l’étendue de cette zone et donc améliorer sa précision.
c) on stabilise le drone aérien en vol stationnaire sur un point prédéterminé au-dessus de la zone d’intérêt déterminée. En restant en vol stationnaire, le drone aérien n’est pas (ou très peu via le premier treuil) soumis aux perturbations de l’eau, et notamment aux perturbations de la surface de l’eau. Le drone aérien est donc ainsi maintenu en sécurité à distance de la surface de l’eau. De plus, le capteur optique peut toujours être utilisé simultanément. Une fois, le drone aérien en vol stationnaire, on acquiert une mesure de localisation à partir du moyen de géolocalisation de manière à pouvoir déterminer avec précision la localisation, puis on utilise le premier treuil pour descendre ledit dispositif d’instrumentation à une première profondeur prédéterminée dans le milieu aquatique. Ainsi, c’est seulement le câble du treuil qui est soumis à la perturbation de la surface de l’eau. Par conséquent, il est peu perturbé et les mesures restent précises (les mesures et prélèvements réalisés sont faits à la localisation déterminée).
d) on acquiert au moins les mesures de pression, température et/ou conductivité, et éventuellement de taux d’oxygène dans l’eau, de turbidité et/ou de pH, par le moyen d’acquisition de données, pour réaliser une première caractérisation de l’eau. Par ces mesures de pression, température et/ou conductivité, et éventuellement de taux d’oxygène dans l’eau, de turbidité et/ou de pH, on peut déterminer des premières caractéristiques de l’eau telles que la densité et/ou la salinité de l’eau et donc identifier par exemple s’il s’agit ou non d’eau potable (l’eau est considérée potable si sa salinité est inférieure à 0.2g/L suivant les normes OMS). De préférence, on peut acquérir les mesures en temps réel. Cela permet une analyse plus rapide et d’éviter un prélèvement d’eau inutile si la salinité est trop élevée par exemple.
e) on réalise un prélèvement de l’eau dans le milieu aquatique à la première profondeur par le moyen de prélèvement (un réservoir ou une seringue de prélèvement par exemple) et on effectue des analyses complémentaires sur l’eau prélevée pour réaliser une deuxième caractérisation de l’eau. L’eau prélevée permet des analyses complémentaires en laboratoire, ces analyses complémentaires n’étant pas possibles directement in situ et permettant de définir des deuxièmes caractéristiques de l’eau ou d’affiner les premières caractéristiques de l’eau pour les rendre plus précises.
Préférentiellement, à l’étape e), on peut réaliser un prélèvement de l’eau dans le milieu aquatique à la première profondeur par le moyen de prélèvement si les données acquises de pression, température et conductivité, et éventuellement de pH, de taux d’oxygène dissous dans l’eau et/ou de turbidité, vérifient des critères prédéterminés, par exemple si la salinité de l’eau, déterminée à partir des mesures est inférieure à 10% de la salinité du milieu environnant. Sinon, on peut déplacer le drone aérien sur un autre point de la zone d’intérêt déterminée et on reprend à partir de l’étape c). Si les critères prédéterminés ne sont pas vérifiés (si la salinité est trop élevée), le point est jugé non intéressant, le prélèvement n’est alors pas nécessaire et le processus consiste à trouver un autre point au-dessus de la zone d’intérêt déterminée.
Avantageusement, à l’étape e), avant de réaliser chaque prélèvement d’eau, on peut effectuer une phase de rinçage du moyen de prélèvement, cette phase de rinçage comprenant au moins trois répétitions de la séquence dans laquelle, on remplit le moyen de prélèvement avec l’eau du milieu aquatique et on vide l’eau du moyen de prélèvement, de préférence à l’aide d’un deuxième treuil. Ces phases de rinçage permettent d’améliorer la précision de la caractérisation de l’eau.
Selon une configuration de l’invention, les analyses complémentaires de l’eau peuvent comprendre une analyse des isotopes de l’eau et/ou des mesures chimiques comprenant de préférence des mesures de carbone organique. Ces analyses donnent des informations du temps de résidence de l’eau dans son réservoir géologique.
Selon une mise en œuvre de l’invention, on peut acquérir différentes mesures à l’aide du moyen d’acquisition de données à différentes premières profondeurs prédéterminées et/ou à différents points prédéterminés au-dessus de la zone d’intérêt déterminée. Ainsi, on peut établir une cartographie de la caractérisation de l’eau dans la zone d’intérêt et ainsi identifier l’endroit le plus intéressant pour capter l’eau douce par exemple.
De préférence, en un même point prédéterminé de la zone d’intérêt et à plusieurs profondeurs d’eau, on peut acquérir les mesures par le moyen d’acquisition de données et de préférence, on peut prélever de l’eau par le moyen de prélèvement, sans avoir à remonter le dispositif d’instrumentation par le premier treuil. Ainsi, la caractérisation de l’eau est plus précise et la cartographie qui peut être établie peut également être plus précise. De plus, en prélevant l’eau sans avoir à remonter le dispositif d’instrumentation, le temps d’intervention est réduit. De manière préférée, ces prélèvements et acquisitions peuvent être réalisés en temps réel pour encore accélérer la caractérisation de l’eau et éventuellement gagner encore en précision.
Selon une variante avantageuse de l’invention, le drone aérien, le capteur optique, le moyen de géolocalisation, le premier treuil et l’éventuel deuxième treuil peuvent être pilotés par plusieurs moyens de pilotage. Par exemple, le drone aérien, le capteur optique, le moyen de géolocalisation peuvent être commandés par un premier moyen de pilotage (commande d’un premier utilisateur par exemple) et la commande du premier treuil, et de l’éventuel deuxième treuil, peut être pilotée par un deuxième moyen de pilotage (commande d’un deuxième utilisateur distinct du premier utilisateur par exemple). Ainsi, le premier utilisateur peut se concentrer exclusivement sur le pilotage du drone aérien et le deuxième utilisateur s’occupe de la manipulation du dispositif d’instrumentation pour réaliser les mesures et/ou les prélèvements nécessaires (et l’éventuel rinçage du moyen de prélèvement par le biais du deuxième treuil). Ainsi, les opérations sont sécurisées et le risque de perte matérielle du système est réduit, chaque utilisateur ayant une unique fonction.
Alternativement, le premier utilisateur et le deuxième utilisateur (leurs commandes/moyens de pilotage) peuvent être remplacés par un ordinateur.
De préférence, on peut réaliser un traitement numérique des images issues du capteur optique pour déterminer la zone d’intérêt. Ce traitement numérique peut permettre de resserrer la zone d’intérêt en limitant son étendue ou obtenir la zone d’intérêt plus rapidement ou de manière plus efficace. Par exemple, le traitement numérique peut comprendre un traitement des données d’un capteur optique dans le spectre lumineux visible et un traitement des données du capteur optique dans le spectre infrarouge.
La illustre, de manière schématique et non limitative, un premier mode de réalisation du système de caractérisation et de prélèvement d’eau aéroporté.
Ce système comprend un drone aérien 1 qui ne comprend pas de système d’amerrissage.
un capteur optique 2, tel qu’une caméra, est fixé sur le drone aérien 1. le capteur optique 2 est positionné de manière à permettre l’enregistrement d’images visuelles et/ou thermiques en dessous du drone (en dessous lorsque le drone est en vol ou en vol stationnaire) de manière à visualiser la surface de l’eau située en dessous du drone.
Le système comprend également un treuil 3 sur lequel un câble peut être enroulé ou déroulé. Le treuil 3 est monté sur le drone aérien 1. Une extrémité du câble est fixée au treuil 3. A l’autre extrémité du câble, un dispositif d’instrumentation est fixé.
Le dispositif d’instrumentation comprend un réservoir de prélèvement 4b et une sonde autonome à acquisition de données 4a pour la mesure de la pression, de la température, de la conductivité, du pH, du taux d’oxygène dissous dans l’eau et de la turbidité de l’eau.
Lorsque le treuil est activé dans une première position, le câble est déroulé et le dispositif d’instrumentation est alors positionné jusqu’à une certaine profondeur en dessous de la surface de l’eau. A l’inverse, lorsque le treuil est activé dans une deuxième position, le câble est enroulé ce qui permet de récupérer le dispositif d’instrumentation. Ainsi, on peut récupérer l’eau prélevée dans le réservoir de prélèvement 4b. De plus, si les mesures de la sonde autonome à acquisition de données 4a n’ont pas été transmises en temps réel et ont été conservées dans une carte électronique, un utilisateur peut alors récupérer cette carte et les données associées qui y ont été enregistrées.
Comme illustré, un premier utilisateur 6a peut piloter le drone, à savoir sa trajectoire, par le biais du capteur optique 2 et d’un moyen de géolocalisation compris dans le drone aérien 1 et un autre utilisateur 6b peut piloter le premier treuil 3 de manière à descendre ou à remonter le dispositif d’instrumentation.
Alternativement, les deux pilotes pourraient être remplacés par un ordinateur (tel que sur la décrite ultérieurement). Le procédé (ou le système) est alors mis en œuvre par ordinateur et est automatique.
La illustre, de manière schématique et non limitative, un deuxième mode de réalisation du système de caractérisation et de prélèvement d’eau aéroporté.
Les références identiques à celles de la correspondent aux mêmes éléments et ne seront pas redétaillés.
Ce système se distingue de la par un deuxième treuil 7 également monté sur le drone aérien 1.
Une extrémité d’un deuxième câble est fixée à ce deuxième treuil 7. L’autre extrémité du deuxième câble est fixée sur une extrémité du réservoir de prélèvement 4b, l’autre extrémité du réservoir étant reliée au premier câble fixé au premier treuil 3.
Pour descendre le dispositif d’instrumentation à une profondeur prédéterminée, les premier et deuxième câbles du premier treuil 3 et du deuxième treuil 7 sont déroulés simultanément et le dispositif d’instrumentation est alors positionné jusqu’à une certaine profondeur en dessous de la surface de l’eau. Le prélèvement d’eau peut alors avoir lieu. Pour vider le réservoir de prélèvement 4b (pour le rincer par exemple), le treuil est activé pour enrouler le deuxième câble.
De plus, un ordinateur 6c peut alors récupérer les données de la sonde autonome à acquisition de données 4a, en temps réel ou récupérer les données enregistrées sur une carte électronique si les mesures de la sonde autonome à acquisition de données 4a n’ont pas été transmises en temps réel mais conservées dans la carte électronique.
Comme illustré, l’ordinateur 6c (alternativement un premier utilisateur comme sur la ) peut piloter le drone, à savoir sa trajectoire, par le biais du capteur optique 2 et d’un moyen de géolocalisation compris dans le drone aérien 1 et l’ordinateur 6c (alternativement un autre utilisateur 6b) peut piloter le premier treuil 3 de manière à descendre ou à remonter le dispositif d’instrumentation.
Lorsque le procédé et le système sont mis en œuvre par ordinateur, ils sont automatiques.
Comme discuté, l’ordinateur peut être remplacé par deux utilisateurs comme sur la , un pour piloter notamment le drone et l’autre pour piloter le premier treuil.
La illustre, de manière schématique et non limitative, une première variante du procédé de caractérisation et de prélèvement d’eau selon l’invention.
Dans ce procédé, on réalise au moins les étapes suivantes :
a) on déplace Dep le drone aérien par voie aérienne au-dessus d’un milieu aquatique,
b) on utilise Cam le capteur optique pour déterminer une zone d’intérêt ZI dans laquelle l’eau est à caractériser en déterminant des variations de couleur et/ou de température sur la surface de l’eau à partir du capteur optique,
c) on stabilise Stat le drone aérien en vol stationnaire sur un point prédéterminé Pt au-dessus de la zone d’intérêt déterminée et on acquiert une mesure de localisation du point déterminé Pt à partir du moyen de géolocalisation puis on utilise le premier treuil pour descendre le dispositif d’instrumentation à une première profondeur prédéterminée Pf dans le milieu aquatique,
d) on acquiert Acq au moins les mesures de pression, température et conductivité, et éventuellement de pH, de taux d’oxygène dissous dans l’eau et/ou de turbidité par le moyen d’acquisition de données, pour réaliser une première caractérisation de l’eau, de préférence on acquiert les mesures en temps réel,
e) on réalise Prel un prélèvement de l’eau dans le milieu aquatique à la première profondeur prédéterminée Pf par le moyen de prélèvement et on effectue des analyses complémentaires sur l’eau prélevée pour réaliser une deuxième caractérisation de l’eau.
a) on déplace Dep le drone aérien par voie aérienne au-dessus d’un milieu aquatique,
b) on utilise Cam le capteur optique pour déterminer une zone d’intérêt ZI dans laquelle l’eau est à caractériser en déterminant des variations de couleur et/ou de température sur la surface de l’eau à partir du capteur optique,
c) on stabilise Stat le drone aérien en vol stationnaire sur un point prédéterminé Pt au-dessus de la zone d’intérêt déterminée et on acquiert une mesure de localisation du point déterminé Pt à partir du moyen de géolocalisation puis on utilise le premier treuil pour descendre le dispositif d’instrumentation à une première profondeur prédéterminée Pf dans le milieu aquatique,
d) on acquiert Acq au moins les mesures de pression, température et conductivité, et éventuellement de pH, de taux d’oxygène dissous dans l’eau et/ou de turbidité par le moyen d’acquisition de données, pour réaliser une première caractérisation de l’eau, de préférence on acquiert les mesures en temps réel,
e) on réalise Prel un prélèvement de l’eau dans le milieu aquatique à la première profondeur prédéterminée Pf par le moyen de prélèvement et on effectue des analyses complémentaires sur l’eau prélevée pour réaliser une deuxième caractérisation de l’eau.
Une fois le prélèvement d’eau réalisé à la première profondeur prédéterminée Pf, il est possible de modifier la profondeur d’eau pour reprendre le procédé à partir de l’étape c).
Il est également possible de modifier le point déterminé Pt pour réaliser la caractérisation de l’eau et/ou son prélèvement à un autre point déterminé Pt de la zone d’intérêt ZI.
A partir de ces données de mesures de caractérisation in situ et d’éventuelles deuxièmes caractérisations au laboratoire à partir des prélèvements d’eau, il est possible d’établir une cartographie des caractéristiques de l’eau dans la zone d’intérêt ZI en fonction de la profondeur d’eau Pf et des points déterminés Pt.
Sur la figure, la flèche en trait mixte montre une répétition optionnelle des étapes c) à e).
La illustre, de manière schématique et non limitative, une deuxième variante du procédé de caractérisation et de prélèvement d’eau selon l’invention.
Les références identiques à celle de la correspondent aux mêmes éléments et ne seront pas redétaillés.
Cette figure se distingue de la par l’ajout d’une étape de rinçage Rin du moyen de prélèvement avant l’étape de prélèvement Prel. De ce fait, après avoir réalisé l’étape d) d’acquisition Acq des données par le moyen d’acquisition des données, on peut rincer le moyen de prélèvement de manière à éviter toute pollution de l’échantillon de prélèvement.
Une fois le prélèvement d’eau réalisé à la première profondeur prédéterminée Pf, il est possible de modifier la profondeur d’eau pour reprendre le procédé à partir de l’étape c).
Il est également possible de modifier le point déterminé Pt pour réaliser la caractérisation de l’eau et/ou son prélèvement à un autre point déterminé Pt de la zone d’intérêt ZI.
A partir de ces données de mesures de caractérisation in situ et d’éventuelles deuxièmes caractérisations au laboratoire à partir des prélèvements d’eau, il est possible d’établir une cartographie des caractéristiques de l’eau dans la zone d’intérêt ZI en fonction de la profondeur d’eau Pf et des points déterminés Pt.
Sur la figure, la flèche en trait mixte montre une répétition optionnelle des étapes c) à e).
Il est important de préciser que, sur les figures 3 et 4, l’étape de prélèvement (et l’éventuelle phase de rinçage préalable) peut ne pas être réalisée si les données issues de l’étape d) d’acquisition ne sont pas satisfaisantes (si la salinité de l’eau est trop élevée par exemple supérieure à 5g/L). Dans ce cas, le drone est déplacé vers un nouveau point déterminé dans la zone d’intérêt et le procédé est repris une fois que le drone aérien est en vol stationnaire au-dessus de ce nouveau point déterminé.
Le système et le procédé ne sont pas limités aux exemples décrits mais embrassent au contraire les variantes sans sortir du cadre de l’invention.
Claims (14)
- Système aéroporté de caractérisation et de prélèvement d’eau d’un milieu aquatique comprenant un drone aérien (1), le drone aérien (1) comprenant un capteur optique (2) et un moyen de réception/transmission de données comprenant un moyen de géolocalisation, le système comprenant un dispositif d’instrumentation comprenant au moins un moyen de prélèvement (4b) de l’eau d’un milieu aquatique, un premier treuil (3) monté sur le drone aérien (1) et apte à positionner le dispositif d’instrumentation à une profondeur prédéterminée dans le milieu aquatique, caractérisé en ce que le drone aérien (1) est apte à être maintenu en position aérienne lors du prélèvement et/ou de la caractérisation de l’eau et en ce que le dispositif d’instrumentation comprend un moyen d’acquisition de données (4a) pour mesurer au moins la pression, la température et/ou la conductivité de l’eau au sein du milieu aquatique et permettant de préférence la transmission des données en temps réel au moyen de réception/transmission de données.
- Système aéroporté de caractérisation et de prélèvement d’eau d’un milieu aquatique selon la revendication 1, pour lequel le capteur optique (2) comprend un capteur optique dans le spectre visible et/ou un capteur optique dans le spectre infrarouge.
- Système aéroporté de caractérisation et de prélèvement d’eau d’un milieu aquatique selon l’une des revendications précédentes, pour lequel le moyen d’acquisition de données (4a) comprend un moyen de mesure du pH, du taux d’oxygène dissous dans l’eau et/ou de la turbidité.
- Système aéroporté de caractérisation et de prélèvement d’eau d’un milieu aquatique selon l’une des revendications précédentes, pour lequel le système comprend un deuxième treuil (4) monté sur le drone aérien (1) et apte à vider le moyen de prélèvement (4b).
- Système aéroporté de caractérisation et de prélèvement d’eau d’un milieu aquatique selon l’une des revendications précédentes, pour lequel le moyen de prélèvement (4b) comprend plusieurs réservoirs de prélèvement.
- Système aéroporté de caractérisation et de prélèvement d’eau d’un milieu aquatique selon l’une des revendications précédentes, pour lequel le système comprend un moyen de traitement des images issues du capteur optique (2).
- Procédé de caractérisation et de prélèvement d’eau à partir d’un système selon l’une des revendications précédentes, pour lequel on réalise au moins les étapes suivantes :
a) on déplace (Dep) le drone aérien (1) par voie aérienne au-dessus d’un milieu aquatique,
b) on utilise (Cam) le capteur optique (2) pour déterminer une zone d’intérêt (ZI) dans laquelle l’eau est à caractériser,
c) on stabilise (Stab) le drone aérien (1) en vol stationnaire sur un point prédéterminé (Pt) au-dessus de la zone d’intérêt (ZI) déterminée, et on acquiert une mesure de localisation à partir du moyen de géolocalisation puis on utilise le premier treuil (3) pour descendre ledit dispositif d’instrumentation à une première profondeur prédéterminée dans le milieu aquatique,
d) on acquiert (Acq) au moins les mesures de pression, température et conductivité par le moyen d’acquisition de données (4a), pour réaliser une première caractérisation de l’eau, de préférence on acquiert lesdites mesures en temps réel,
e) on réalise (Prel) un prélèvement de l’eau dans ledit milieu aquatique à ladite première profondeur prédéterminée (Pf) par le moyen de prélèvement (4b), et on effectue des analyses complémentaires sur l’eau prélevée pour réaliser une deuxième caractérisation de l’eau. - Procédé de caractérisation et de prélèvement d’eau selon la revendication 7, pour lequel, à l’étape e), on réalise (Prel) un prélèvement de l’eau dans ledit milieu aquatique à ladite première profondeur par le moyen de prélèvement si les données acquises de pression, température et conductivité vérifient des critères prédéterminés, et sinon, on déplace le drone aérien (1) sur un autre point de la zone d’intérêt déterminée et on reprend à partir de l’étape c).
- Procédé de caractérisation et de prélèvement d’eau selon l’une des revendications 7 ou 8, dans lequel, à l’étape e), avant de réaliser chaque prélèvement d’eau, on effectue une phase de rinçage (Rin) du moyen de prélèvement, cette phase de rinçage comprenant au moins trois répétitions de la séquence dans laquelle, on remplit le moyen de prélèvement (4b) avec l’eau du milieu aquatique et on vide l’eau du moyen de prélèvement (4b), de préférence à l’aide d’un deuxième treuil (7).
- Procédé de caractérisation et de prélèvement d’eau selon l’une des revendications 7 à 9, pour lequel les analyses complémentaires de l’eau comprennent une analyse des isotopes de l’eau et/ou des mesures chimiques comprenant de préférence des mesures de carbone organique.
- Procédé de caractérisation et de prélèvement d’eau selon l’une des revendications 7 à 10, pour lequel on acquiert différentes mesures à l’aide du moyen d’acquisition de données (4a) à différentes premières profondeurs prédéterminées (Pf) et/ou à différents points prédéterminés (Pt) au-dessus de la zone d’intérêt (ZI) déterminée.
- Procédé de caractérisation et de prélèvement d’eau selon la revendication 11, pour lequel, en un même point prédéterminé (Pt) de la zone d’intérêt et à plusieurs profondeurs d’eau (Pf), on acquiert les mesures par le moyen d’acquisition de données (4a) et de préférence, on prélève de l’eau par le moyen de prélèvement (4b), sans avoir à remonter le dispositif d’instrumentation par le premier treuil (3) et de manière préférée en temps réel.
- Procédé de caractérisation et de prélèvement d’eau selon l’une des revendications 7 à 12, pour lequel le drone aérien (1), le capteur optique (2), le moyen de géolocalisation, le premier treuil et l’éventuel deuxième treuil sont pilotés par plusieurs moyens de pilotage.
- Procédé de caractérisation et de prélèvement d’eau selon l’une des revendications 7 à 13, pour lequel on réalise un traitement numérique des images issues du capteur optique (2) pour déterminer la zone d’intérêt.
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| WO (1) | WO2024132529A1 (fr) |
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- 2023-12-06 WO PCT/EP2023/084496 patent/WO2024132529A1/fr unknown
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