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LOAC, un mini-compteur d’aérosol embarquable
à bord de drones
Jean-Baptiste RENARD, LPC2E-CNRS, OrléansNicolas CORTEZ, Fly-n-Sense, Mérignac
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Sources naturelles et d’origine humaine
Pourquoi étudier les aérosols(particules liquides et solides en
suspension dans l’air) ?
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- Suivi des risques naturels (incendies, volcans)
- Suivi et études d’épisodes de pollution (air, déposition sur les sols)
- Enjeux pour la santé humaine
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Fly-n-Sense copyright Nov, 2013
Ces études peuvent être notamment menées depuis des drones
Environnement Sécurité
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LPC2E : Présentation
Un des laboratoires spatiaux du CNRS - Physico-chimie de l'atmosphère Terrestre - Physico-Chimie des Environnements Planétaires - Physique des Plasmas Spatiaux - Radioastronomie.
Implantation: Orléans (site CNRS et université d’Orléans)
~100 personnes
Equipe atmosphère:- Instrumentation sous ballons atmosphériques, à bord d’avion, au sol- Travaux de modélisation
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Fly-n-Sense: Présentation
Conception et fabrication de Systèmes de Drones
Création SAS en 2008
Implantation: Technopole Bordeaux Technowest (Mérignac).
13 personnes dont 8 ingénieurs en R&D.
Voilures tournantes et Voilures fixes certifiées DGAC
Formation, Opérations aériennes, Maintenance
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AIRSE
GMEN
T
X4 – VTOL multirotor
CARACTERISTIQUES
=> Opération champ prochevol « en vue » et « hors vue »
=> Vol stationnairemulti rotor avec vol stabilisémaintien sur point fixe
Þ Missions urbaines
Þ Système « tout-temps »
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AIRSE
GMEN
T
X6 – VTOL multirotor
CARACTERISTIQUES
=> Opération double capteurs
=> Vol stationnairemulti rotor avec vol stabilisémaintien sur point fixe
=> Prises de vues et mesures environnementales de haute qualité
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AIRSE
GMEN
T
FW – Fixed wing UAV
CARACTERISTIQUES
=> Opération longue distance endurance 60mn - > 25m/s
=> Facile à opérerlancé main ou catapultage,déploiement rapide
=> Portableconditionnement compact
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SOLU
TIONS
Système de drone Tactique contre les Feux de Forêts
CARACTERISTIQUES
=> Opération champ procherayon d’action 2km
=> Vol stationnairemulti rotor avec vol stabilisémaintien sur point fixe
=> Missions en environnement difficile
Sécurité civile lutte contre les incendies,analyse tactique de situation,cartographie des fronts de flamme,détection de points chauds
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X4 – charges utiles compatibles
AIRSE
GMEN
T
Mosaicing 1 axis IR 1 axis Dual(EO/IR)
1 axis EO(enregistrement à bord + photos HD)
• Dédiée au applications de lutte contre les feux de forets
• Opérations 24/24• Détection/
identification précise (IR)
• Opération de jour• Vidéo/photos HD
pour post diagnostic
GAMME STANDARD
Mosaicing software
Chimique Micro radar altimètre
Analyseur de particules
CAPTEURS SPECIFIQUES
• Opérations nocturnes
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Analyseur de particules LOAC (Light Optical Aerosols Counter)
Instrument conçu au LPC2E-CNRS dans le cadre d’une ANR « Ecothec » avec la société Environnement-SA, et la participation du CNES
Fabriqué par Environnement-SA
Distribué par MeteoModem (solutions sol et ballons atmosphériques)
Implanté à bord du drone X6 de Fly-N-Sense
Lauréat du trophée ANR
Eco-technologie 2014
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- Approche instrumentale novatrice- Faible poids, faible encombrement et faible consommation
- Concentrations pour 19 gammes de tailles entre 0.2 et 100 mm
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- Estimation de la nature principale des aérosols (gouttes, minéraux, carbone) par combinaison des signaux aux 2 angles
- Comparaison à des abaques obtenus en laboratoire (base de données en fonction des particules que l’on veut détecter)
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Mesures sous ballon captif à Paris (ballon touristique OAG,
Aerophile SAS)
Mesure sous ballon troposphérique au-dessus de la méditerranée
(campagne Charmex)
Distribution en taille
Spéciation
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LOAC est le seul compteur optique - embarquable sous véhicule léger - à fournir une information sur la nature des particules
Envoi des données brutes en temps réel
Post-traitement automatique en fin de session de mesure
Mesures dans un nuage au Puy de Dôme
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Exemple d’un vol sous ballon météorologique (Minorque,
17 juin 2013, 19h)
Aérosols liquides (stratosphère)
Episode de sables sahariens (troposphère)
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Collaboration CNRS – Fly-n-Sense
Implantation et tests de LOAC à bord du drone
Calcul des masses (« normes environnementales »)« PM2.5 », masse cumulée des particules < 2,5 mm« PM10 », masse cumulée des particules < 10 mmà partir des mesures de concentrations
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Exemple de mesures depuis Mérignac (proche de Bordeaux)
Evolution temporelle des 19 gammes de tailles
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Applications
Mesures de la qualité de l’air- Profils verticaux- Mesures à points fixes (cartographie)
Identification des sources de pollution et de leurs natures
Surveillance et suivi d’évènements particulaires
Projets de campagnes de mesures
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