Un drone sur le terrain

9 avril 2021 | Audrey-Maude Vézina

Mise à jour : 9 avril 2021

L’INRS et l’entreprise DroneXperts mettront à l’épreuve un prototype de drone lors de campagnes d’échantillonnage de cours d’eau à l’été 2021.

échantillonnage par drône
Photo : DroneXperts

Le lac Saint-Charles, situé au nord de la ville de Québec, sera le terrain de jeu du Laboratoire de télédétection environnementale par drone, dirigé par le professeur Karem Chokmani. L’équipe de l’Institut national de la recherche scientifique (INRS) testera le 7e prototype d’un drone équipé d’un échantillonneur. Les campagnes d’échantillonnage sont effectuées en partenariat avec l’organisme de conservation Agiro et DroneXperts, un centre d’expertise qui professionnalise l’intégration des drones en utilisant la robotique et l’intelligence artificielle, notamment dans le secteur des technologies environnementales au Canada et à l’international.


Améliorations par itérations

Le professeur Chokmani a entamé ce projet il y a cinq ans. « J’ai rapidement vu le potentiel et l’utilité du drone comme outil de travail, particulièrement pour le suivi des plans d’eau difficilement accessibles ou présentant des contraintes sécuritaires, rapporte le chercheur en télédétection. Cette technologie nous permet d’aller sur des terrains auxquels nous avions difficilement accès auparavant. »

C’est lorsque le laboratoire en était à son 5e prototype que DroneXperts a rejoint le projet. En plus de contribuer au travail de terrain, l’entreprise collabore avec l’INRS au développement du produit, entre autres sur le plan de l’équipement et des caractéristiques attendues. « Nous sommes très heureux d’être partenaires de ces travaux novateurs. Nous bénéficions de l’expertise et des ressources de l’INRS tout en participant à la conception du drone, jusqu’à l’étape de sa commercialisation », souligne Patrick Chatelle, ancien étudiant du professeur Chokmani et directeur du service de recherche et développement chez DroneXperts.

échantillonnage par drône dans les lacs
Photo : DroneXperts

Des tests, réalisés au lac Saint-Charles en décembre 2020, ont été un succès. L’équipe du professeur Chokmani et DroneXperts ont donc décidé de mettre à nouveau leur appareil à l’épreuve, avec une utilisation encore plus intensive. Pendant la prochaine période estivale, ils prévoient, entre autres, une campagne d’échantillonnage permettant de cartographier la qualité de l’eau. Ils souhaitent ainsi démontrer la capacité et l’utilité du drone dans des conditions réelles.


Optimisation sur mesure

Ces tests grandeur nature posent tout un défi, en particulier quant à l’ajustement et à l’optimisation du drone. Déjà, l’appareil est le premier à pouvoir récolter jusqu’à 3 litres d’eau en un vol, et ce, sur 6 points différents dans l’espace ou en profondeur. Il comporte aussi un système de pompage et un système de lavage qui s’active entre chaque prise d’échantillon, permettant d’éviter la contamination croisée. Tout ce système est automatisé.

Les membres de l’équipe cherchent maintenant à réduire le poids du prototype afin d’augmenter son temps de vol. L’échantillonneur, incluant les 3 litres d’eau, pèse actuellement 6 kg, mais plus il sera léger, moins il nécessitera d’énergie pour voler. « Nous allons travailler sur une version plus légère, qui offre aussi la possibilité d’y intégrer d’autres senseurs permettant de mesurer le pH, la température ou la turbidité de l’eau, par exemple », indique le professeur Chokmani. 

Des membres étudiants et des stagiaires en génie mécanique et en robotique contribuent à la conception du système et participent aux essais au sol, puis en vol. À la suite de chaque expérience, l’équipe effectue des ajustements sont effectués. Selon le professeur Chokmani, ce processus d’optimisation est possible grâce à l’impression 3D. « Nous sommes capables de faire des pièces sur mesure et du prototypage à une fraction du coût demandé par les compagnies industrielles. Nous n’avons pas peur de tester et d’ajuster le prototype au besoin. L’impression 3D est un vrai accélérateur de recherche, de développement et d’innovation. »

La prochaine phase d’optimisation du projet, qui s’étendra sur 3 ans, reçoit un financement du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG) et de Mitacs. L’équipe prévoit faire un usage routinier du prototype dès la 2e année afin de bien cerner son potentiel de développement et ses limites. Selon DroneXperts, les applications possibles sont la surveillance des eaux de surface et des plages ainsi que la surveillance environnementale (paramètres biologiques et physicochimiques). L’entreprise prévoit un réel succès pour la commercialisation de cette technologie aéroportée. Déjà, plusieurs de leurs partenaires démontrent de l’intérêt pour cette innovation… qui prend son envol!