Voir la source de Drones : expérimentation sur l'anse de Penfoul

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[[Image:projet_mexed_anse_de_penfoul.jpg|center|thumb|150px|projet mexed anse de penfoul]]Programme «&nbsp;'''''Drones&nbsp;: sentinelles de l'environnement'''''&nbsp;». 

Note d'avancement de [[Utilisateur:Chapalain]] 

[[Utilisateur:Chapalain|'''Georges Chapalain''']], LGCE, CETMEF. Projet MEXED - anse de Penfoul. 

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'''Contexte''' 

<br> Les estrans de la rade de Brest, site classé Natura 2000 (Figure), subissent depuis plusieurs décennies la prolifération de la graminée herbacée Spartina alterniflora Loisel, communément dénommée spartine. Cette invasion a des conséquences morphologiques et écologiques qui se soldent par une perte de biodiversité. En parallèle aux études à caractères botanique et écologique entreprises par le Conservatoire National Botanique de Brest (CNBB) et l'Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM), le Laboratoire de Génie Côtier et Environnement (LGCE) du Centre d'Etudes Maritimes Et Fluviales (CETMEF) mène des travaux d'expérimentation de terrain et de modélisation numérique sur l'hydrodynamique et la dynamique sédimentaire aux abords et dans les aires colonisées par la spartine pour mieux comprendre et prédire les phénomènes physiques en jeu (Ancelin et Kieffer, 2009; Petton, 2010; Querné et al., 2011). Ces études requièrent des données relatives au substrat (topographique, couvert végétal) et à la masse d'eau (vitesse, turbidité). <br> 

L'anse de Penfoul située en baie de Daoulas et sur les communes de Plougastel-Daoulas et Loperhet (Finistère) est retenue comme site d'étude privilégié. Elle se compose d'un secteur aval de sédiments de granularité variable et de roches et d'un secteur amont de type marais maritime où des vasières nues (slikke) jouxtent des vasières végétalisées (schorre), largement colonisées par la spartine. 

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[[Image:plan_de_situation_de_l_anse_de_penfoul.jpg|center|thumb|400px|plan de situation de l anse de penfoul]]
[[Image:couvert_vegetal_dans_le_secteur_amont_de_l_anse_de_penfoul.jpg|center|thumb|400px|couvert vegetal dans le secteur amont de l anse de penfoul]]

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Ce dernier secteur vaseux, d'intérêt écologique majeur, est un milieu (i) fragile à faible capacité de restauration due au faible hydrodynamisme ambiant et (ii) d’accessibilité par bateau difficile et réduite dans le temps de par sa position élevée et la marée. Il s'avère que les drones constituent des outils d'intervention aérienne non intrusive particulièrement adaptés à ce type de milieu. Naturellement, l'anse de Penfoul est ainsi devenue le premier site-atelier du Démonstrateur «&nbsp;Multi-Expérimentations sur Estrans par Drones&nbsp;» (MEXED) du Programme «&nbsp;Drones&nbsp;: sentinelles de l'environnement&nbsp;» qui vise à fédérer dans différents domaines d'application les compétences complémentaires des différents organismes du Réseau Scientifique et Technique (RST) du Ministère de l'Ecologie, du Développement durable et de l'Energie (MEDDE) pour élaborer et tester des solutions méthodologiques complètes optimisées répondant aux besoins spécifiques des divers utilisateurs/opérateurs publics. 

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'''Participants '''<br>Les organismes du RST qui participent au Projet MEXED-Penfoul sont le CETMEF, l'Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), l'Ecole Nationale de l'Aviation Civile (ENAC), l'Institut Géographique National (IGN), l'Ecole Nationale des Sciences Géographiques (ENSG), l'Institut National de Recherche en Sciences et Technologies pour l'Environnement et l'Agriculture (IRSTEA) et le Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement (CETE) de l'Ouest. 

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'''Aspects réglementaires '''<br>Une Zone Réglementée Temporaire (ZRT) a été créée à compter du 1er février 2012 pour une période de 2 ans par les autorités aériennes civiles (Service de la Navigation Aérienne (SNA) Ouest, Délégation Bretagne de la Direction de la Sécurité de l'Aviation Civile (DSAC) Ouest) et militaires (Préfecture maritime Atlantique-Bureau Aéronautique Navale du Centre Opérationnel de la Marine, Centre de Coordination et de Contrôle Marine de l'Atlantique) concernées. Un protocole d'accord définissant les modalités opérationnelles des survols de l'anse de Penfoul par les drones a été élaboré entre le Contrôle Local d'Aérodrome de la Base Aéronavale de Lanvéoc-Poulmic, le SNA Ouest, la Délégation Bretagne de la DSAC Ouest et le CETMEF.<br>Les mesures prises pour minimiser l'incidence temporaire des opérations sur le site Natura 2000 et l'élément compensatoire des incidences résiduelles sur l'avifaune d'intérêt communautaire que constitue l'étude et le suivi des spartinaies pour la mise en place d'une éventuelle gestion locale ont fait l'objet d'une notice d'incidence déposée en Préfecture du Finistère et acceptée par celle-ci. 

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'''Objectifs techniques '''<br>Les principaux objectifs techniques du projet MEXED-Penfoul sont&nbsp;: 

*la restitution de Modèle Numérique de Terrain (MNT) par des méthodes photogrammétriques basées sur l'acquisition de prises de vues numériques avec recouvrements longitudinal et latéral. Une technique alternative basée sur le suivi de la ligne d'eau au cours d'un montant ou d’un perdant de marée sera testée. Les MNT ainsi produits seront comparés à des MNT obtenus par un scanneur laser terrestre, voire par systèmes GPS/GNSS (RTK), là où la nature du sol le permet&nbsp;; 
*le suivi de traceurs dissous et de flotteurs (non-toxiques et biodégradables) largués en différents points du site-atelier et à différents instants du cycle de marée pour quantifier l'hydrodynamique&nbsp;; 
*la cartographie des caractéristiques du couvert végétal (hauteur et densité spatiale des plants de spartine, notamment) variable selon la saison et analyse de sensibilité des MNT à ces paramètres.

Des travaux exploratoires sont également envisagés pour mesurer et caractériser depuis les airs la turbidité de l'eau et son influence sur la qualité des MNT, ainsi que caractériser le substrat en termes de granularité, teneur en eau et micro-phytobenthos et leurs influences respectives sur les levés topographiques. 

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'''Premiers travaux et résultats '''<br>Les premières expérimentations de terrain se sont déroulées en mars 2012. Ont été réalisés&nbsp;:[[Image:deux_drones_deployes_lors_de_la_campagne.jpg|center|thumb|300px|deux drones deployes lors de la campagne]]<br> 

*la pose de 18 balises au sol autour de l'anse par le CECP-CETE-Ouest et leur géolocalisation par l'ENSG par techniques GNSS en utilisant le mode RTK pour avoir une qualité de positionnement dans la référence nationale RGF93 de l'ordre de 3 cm en planimétrie et 5 cm en altimétrie (Tertre, 2012)&nbsp;; 
*les vols expérimentaux dans le secteur amont de deux drones (Figure) de gabarits &amp; appareillages de prise de vue numérique embarqués différents&nbsp;: mini-drone électrique multi-rotors FlyingHexaCopter 2000 &amp; appareil photo grand public Panasonic Lumix5 du LGCE/CETMEF et drone thermique Survey Copter 1B &amp; appareil photographique professionnel Nikon D7000 de l'IFSTTAR (Sorin et Gaud, 2012)&nbsp;; 
*le test d'une balise flottante codée par le CECP/CETE-Ouest&nbsp;; 
*le test de nouvelles balises terrestres par le LGCE/CETMEF&nbsp;; 
*l'exploitation du jeu de 18 photos LGCE/CETMEF du 30 mars 2012 à basse mer dans le secteur amont par l'ENSG pour restituer un premier MNT. Les outils utilisés sont ceux de la chaîne Apero/Micmac (Pierrot-Deseilligny, 2007; Pierrot-Deseilligny et Cléry, 2011) utilisés pour (i) l'extraction de points de liaison, (ii) la mise en place des images, (iii) le basculement du système de coordonnées pour que l’estran soit horizontal et (iv) la corrélation dense sur les images (Héno et Pierrot-Deseilligny, 2012). Toutes ces étapes, hormis la détermination du plan horizontal, sont automatiques. L'image ci-dessous montre une première image de MNT en relief ombré non encore géoréférencé restitué à partir du jeu de 18 prises de vues collecté par le mini-drone du LGCE/CETMEF le 30 mars 2012. [[Image:mnt_calcule_par_l_ensg.jpg|center|thumb|300px|mnt calcule par l ensg]]'''Prochaines étapes '''<br>Cet été, une campagne élargie sera entreprise. Les drones ultra-légers électriques à voilure fixe Funjet et à voilure tournante Quadrirotor de l'ENAC seront associés aux drones du LGCE/CETMEF et de l'IFSTTAR. La technique de topométrie par scanneur laser terrestre sera mise en oeuvre par l'IRSTEA. Les observations visant à suivre depuis les airs des traceurs dissous et des flotteurs pour quantifier l'hydrodynamique seront engagées. <br>De par sa proximité avec le site-atelier, le LGCE effectuera des vols complémentaires.<br>Les différentes procédures de traitement de données seront appliquées, testées et, exploitées (en interaction avec les expérimentateurs de terrain) pour optimiser la qualité de la mesure. Une réflexion sera engagée pour les conditionner sous forme d'outils méthodologiques transférables aux divers usagers potentiels du MEDDE.

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'''Conclusions '''<br>Les premiers travaux de terrain (opérabilité de deux modèles de drones, stéréopréparation, acquisition de prises de vues numériques) et de traitement/exploitation en vue de restituer un MNT accomplis à ce jour consacrent la formation d'un groupe scientifique et technique pluricompétent à même de produire à terme des outils méthodologiques intégrés optimisés et des recommandations pour la mise en place d'équipes opérationnelles.<br>Dans la double perspective de connaissance scientifique et de gestion/protection durable des marais maritimes, les résultats acquis laissent augurer des progrès significatifs dans leur surveillance/«monitoring» et la simulation/prédiction numérique de leurs hydrodynamique, dynamique sédimentaire et morphodynamique. 

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{| cellspacing="1" cellpadding="1" border="1" width="200"
|-
| [[Image:medde.jpg|center|thumb|40px|medde]] 
| [[Image:cetmef_ifsttar.jpg|center|thumb|40px|cetmef ifsttar]] 
| [[Image:ign.jpg|center|thumb|40px|ign]] 
| [[Image:irstea.jpg|center|thumb|40px|irstea]] 
| [[Image:cete_ouest.jpg|center|thumb|40px|cete ouest]] 
| [[Image:enac.jpg|center|thumb|40px|enac]]
|}

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[[Catégorie:Surveillance_opérationnelle_des_milieux]]