aéronautique

Les drones au service de la recherche

L’utilisation des drones pour la récolte de données scientifiques s’est démocratisée. Prix abordables et facilité d’utilisation en font un outil toujours plus prisé

Les drones ne sont pas seulement de plus en plus populaires dans les loisirs, ils deviennent également des outils très prisés en sciences. Ces engins volants équipés de caméras et autres capteurs permettent une collecte de données à distance sans précédent. L’état des avancées techniques ainsi que les applications possibles de cette technologie étaient discutés à l’occasion d’un congrès d’hydrologie organisé par l’Académie suisse des sciences naturelles (SCNAT) et l’Office fédéral de l’environnement (OFEV), le 13 septembre dernier.

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L’observation de la terre depuis le ciel ne date pas d’hier. Des photographies aériennes prises par avion ou hélicoptère sont depuis longtemps utilisées par les scientifiques pour étudier la surface terrestre par télédétection. C’est ce même principe qu’utilisent aujourd’hui les drones. La manière dont un point de la surface terrestre émet ou réfléchit un rayonnement du soleil dépend de certaines caractéristiques comme sa composition, sa température, ou encore son degré d’humidité. En analysant ces photographies aériennes et le rayonnement d’un point, il est donc possible d’en déduire ses caractéristiques.

Données quantifiables

A partir d’images en 2D acquises à des points de vue différents par des drones, des logiciels peuvent déterminer la topographie de la surface terrestre en 3D, selon un procédé nommé photogrammétrie. Avec cette technique, il est possible d’extraire toutes sortes d’informations quantifiables.

«En envoyant régulièrement un drone faire des images de tout un tronçon de rivière, et en comparant ces images, nous obtenons entre autres des informations sur l’érosion et le volume de sédiments charriés», explique Stuart Lane, professeur à la Faculté des géosciences et de l’environnement de l’Université de Lausanne. Un paramètre important pour la faune aquatique qui a parfois du mal à survivre aux différences de débit entraînés par l’exploitation hydroélectrique. Un autre exemple: «Avec les photos prises par un drone, nous avons aussi effectué un suivi de l’évolution d’un glacier en suivant le déplacement des cailloux à la surface de la glace, jusqu’à 20 centimètres par jour en saison de fonte», précise le géomorphologue.

Prix abordables

Depuis sept ans, l’utilisation de ces engins volants s’est considérablement développée dans le milieu scientifique, principalement grâce à la diminution de leurs prix. «Dans ma faculté, nous avons une dizaine de drones disponibles pour les projets de recherche, annonce Stuart Lane. Environ la moitié de ces engins valent autour des 1000 francs. Sachant que les accidents de vol sont vite arrivés, ce prix relativement bas nous permet de les utiliser sans trop de scrupules, en veillant à respecter la protection de la sphère privée et les réglementations en la matière.»

Le professeur se souvient notamment d’un appareil qui s’est retrouvé bloqué au fond d’une crevasse et d’un autre qui a été embarqué par un aigle. D’après François Gervaix, de la société productrice de drones SenseFly, basée à Cheseaux-sur-Lausanne, le prix d’un drone peut varier entre 2000 et 50 000 francs, selon les capteurs embarqués et l’utilisation projetée. «L’option de géolocalisation précise vaut ainsi 10 000 francs, signale-t-il. Elle permet de passer de la précision standard à 5 mètres, que l’on retrouve sur les téléphones portables, à une précision de 3 centimètres.»

Les drones ont changé la façon de travailler de certains professionnels

François Gervaix

Outre le coût moindre, l’usager bénéficie d’un contrôle direct de l’appareil sans devoir passer par un tiers. Il peut moduler la fréquence des vols et adapter les paramètres de vol en fonction du rendu des images. «En modifiant l’altitude du drone et en calibrant la caméra, nous pouvons facilement adapter la résolution des images à nos besoins», indique Stuart Lane. Le processus de récolte de données est également plus rapide. Seules quelques heures peuvent séparer la décision de faire une collecte de données et le résultat exploitable.

Selon François Gervaix, «les drones ont changé la façon de travailler de certains professionnels. Sur un projet de grande ampleur comme un suivi de rivière sur des dizaines de kilomètres, les vols en hélicoptère étaient réduits au minimum et ne parcouraient pas forcément l’entier de la zone d’étude. Maintenant, il est facile et peu coûteux d’envoyer un drone. Il permet d’avoir une vision complète et régulière.» Ces engins peuvent aussi être utilisés dans les zones dangereuses, sujettes entre autres aux glissements de terrain, ou inaccessibles, comme les parois verticales.

Un drone est par contre dépendant des conditions météo. Sa résistance au vent et à la pluie est généralement restreinte. Mais sa principale limitation reste la consommation en énergie, les vols durant une heure tout au plus.

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