Laboratoire de télédétection environnementale par drone

Le Laboratoire de télédétection environnementale par drone (TED) contribue à l’avancement des connaissances et au développement technologique dans l’utilisation de données acquises par drone pour des problématiques environnementales.

La mission du Laboratoire de télédétection environnementale par drone est de concevoir et de développer des solutions innovantes de suivi de l’état de l’environnement en utilisant des capteurs et des dispositifs embarqués sur drone. Alliant les avantages de la télédétection à la souplesse de déploiement offerte par les drones, le Laboratoire TED occupe une niche de recherche et développement inexploitée auparavant.

Le Laboratoire de télédétection environnementale par drone allie les avantages de la télédétection – richesse et qualité de l’information – à la souplesse de déploiement offerte par les drones.

Il facilite l’exploration de nouvelles données autrement inaccessibles en termes de caractéristiques : 

  • Spectrales : large gamme spectrale, meilleures résolution spectrale
  • Temporelles : déploiement fréquent et au bon moment
  • Spatiales : étendue et résolution spatiales modulables selon le besoin et vol sur des zones inaccessibles

L’infrastructure comprend des logiciels, des drones, des capteurs et un laboratoire mobile.

Logiciels 

 

Drones

AltiGator Hydra-12

  • Multicoptère à 12 rotors
  • Temps de vol 
    • 30 min sans charge utile
    • 8 minutes avec 12 kg de charge
  • Charge maximale : 12 kg
  • Poids maximal au décollage 25 kg

ING Responder

  • Hélicoptère à un rotor
  • Temps de vol 20 min avec charge de 7 kg
  • Charge maximale : 7 kg
  • Poids maximal au décollage 20 kg

Observer-6 (plusieurs exemplaires)

  • Multicoptère à 6 rotors
  • Temp de vol
    • 20 minutes sans charge utile
    • 10 à 17 minutes en fonction de la combinaison batteries/charge utile utilisée
  • Charge maximale : 2 kg
  • Poids maximal au décollage 6 kg

AltiGator ALG-EOS

  • Multicoptère à 4 rotors
  • Drone d’entraînement
  • Temps de vol 30 min sans charge utile

 

Capteurs

Capteur Lidar – système en développement composé de :

Velodyne Puck

  • Portée : 100 m
  • Longueur d’onde : 905 nm
  • Points/sec : 600000
  • Précision : jusqu’à +/- 3 cm

Caméra RVB : SONY A6000

  • Résolution : 24 Mpx (6000 x 4000 pixels)

 

Caméras hyperspectrales

RESONON PIKA II

  • Plage spectrale : 400 – 900 nm
  • Nombre de bandes spectrales : 24
  • Focale : 12 mm
  • Résolution spatiale @100 m = 6 cm
  • Couverture @100 m = 40 m

RESONON PIKA NIR

  • Plage spectrale : 900 – 1700 nm
  • Nombre de bandes spectrales : 164
  • Focale : 25 mm
  • Résolution spatiale @100 m = 12 cm
  • Couverture @100 m = 39 m

 

Spectromètres

Ocean Optics USB2000+ : Plage spectrale : 400 – 900 nm

Ocean Optics NIRQuest : Plage spectrale : 900 – 1700 nm

 

Accessoires pour le dispositif de spectroscopie proximale :

  • Fibre optique
  • Source de lumière
  • Source de calibration
  • Fibre optique
  • Support
  • Spectralon

 

Caméras multispectrales

Tetracam Micro-MCA6 SNAP

  • Capteurs (6x) : 1.3 Mpx
  • Focale : 9 mm
  • 12 filtres passe-bande visible et proche infrarouge
  • Résolution spatiale @100 m = 5 cm
  • Couverture @100 m = 70 m

Parrot Sequoia

  • Capteur RGB 16 Mpx (4608 x 3456 pixels)
  • Capteurs (4x) 1.2 Mpx en bande étroite et synchronisées (vert, rouge, red-edge et proche infrarouge)
  • Résolution spatiale @100 m = 9.4 cm (RGB = 2.7 cm)
  • Couverture @100 m = 120 m (RGB = 126 m)

 

Caméra RVB – SONY A6000

  • Résolution : 24 Mpx (6000 x 4000 pixels)
  • Focale : 16 mm
  • Résolution spatiale @100 m = 2 cm
  • Couverture @100 m = 130 m

 

Caméra infrarouge thermique – Optris Pi 640

  • Résolution : 0.3 Mpx (640 x 480 pixels)
  • Plage de température : de -20 °C à 900 °C
  • Plage spectrale : 7,5 à 13 μm
  • Résolution spatiale @100 m = 9 cm
  • Couverture @100 m = 60 m

 

Thermomètre infrarouge – FLIR

  • Plage de température : -30 ºC à 650 ºC
  • Précision : ±1 ºC ou 1 % de la mesure
  • Résolution : 0,1 ºC
  • Thermocouple (Précision : ±2 ºC ou 1 % de la mesure)

 

Station d’acquisition proximale pour les caméras hyperspectrales

  • Système d’éclairage
  • Support de fixation
  • Plateforme mobile
  • Logiciel d’acquisition de données
  • Lentilles d’acquisition proximale

 

Système de positionnement

Trimble 5800

  • Récepteurs GPS-RTK
  • 2 récepteurs bi-fréquence
  • Émetteur radio Pacific Crest
  • Précision horizontale de 1 cm et verticale de 2 cm

Garmin, Magellan

  • Récepteur GPS
  • Mesure de code
  • Précision de 2 à 5m

 

Imprimante 3D – Makerbot Replicator+

  • Volume : 29.5 L X 19.5 W X 16.5 H cm
  • Résolution : 100 microns

 

Station météo

Davis Vantage Pro2

  • Variables mesurées : précipitation, vent, température, humidité, rayonnement UV

Campbell Scientific

  • Capteur de distance acoustique SR50A
  • Profileur de température CS230

 

Divers

  • Génératrice à onduleur Honda 2200W
  • Ordinateurs de terrain
  • Téléphone satellite
  • Système de communication avionique
  • Cibles de calibration pour la réflectance

 

Atelier de réparation et d’entreposage – Laboratoire mobile

Le laboratoire TED comprend également une remorque aménagée pouvant être utilisée lors des travaux de terrain. Elle peut servir de station de contrôle lors des vols de drone ou de laboratoire selon les besoins. De plus, elle est autonome en énergie de sorte qu’elle peut être facilement et rapidement opérationnelle pratiquement n’importe où.

  • Agriculture de précision (fertilisation, irrigation, érosion, phytoprotection)
  • Suivi des écosystèmes aquatiques
  • Qualité de l’eau
  • Caractérisation des habitats
  • Sécurité publique (inondations, embâcles, déversement)
  • Géomorphologie
  • Détection des plantes envahissantes
  • Industrie minière
  • Foresterie
  • Spectroscopie (sol, neige, minéraux)
  • Orthophotographie et Modélisation 3D
  • Simulation de données satellitaires

Financement

Le Laboratoire de télédétection environnementale par drone (TED) a été créé en 2016 grâce aux subventions de la Fondation canadienne pour l’innovation et du gouvernement du Québec.

 

Partenaires

Projets en cours

Développement d’un système d’échantillonnage des eaux de surface embarqué sur drone

Financement : Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)

Partenaire : DroneXperts

 

Risk assessment of metals determined using remote sensing of dissolved organic carbon ISK 

Financement : International Copper Association (ICA), Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)

 

DAVE : Dispositif d’alerte et de vigilance pour les embâcles de glace 

Financement : Défense nationale (Canada)

 

Détection et suivi des fleurs d’eau d’algues bleu-vert ou cyanobactéries (FEA) par télédétection

Financement :  Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)

 

Projets terminés

Télédétection hyperspectrale pour les applications environnementales

Financement :  Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)

 

Détection automatique des doryphores de la pomme de terre en utilisant l’imagerie RVB à ultra haute résolution acquise par drone 

Financement : Patates Dolbec, MITACS

 

Gestion intra-saisonnière de la fertilisation azotée dans la pomme de terre à l’aide de drone 

Financement : Ministère de l’Agriculture, des Pêcheries et de l’Alimentation du Québec (MAPAQ)

 

Utilisation de l’imagerie hyperspectrale embarquée sur drone pour la calibration et la validation d’un algorithme basé sur l’imagerie Sentinel-2 pour le suivi des fleurs d’eau d’algues et/ou de cyanobactéries dans les eaux douces du Québec méridional 

Financement : Agence spatiale canadienne (ASC)

 

Suivi des émanations de méthane à partir des sites d’enfouissement par imagerie thermique sur drone 

Financement : MITACS, Telops, Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)

 

Étude de la relation entre les données d’imagerie thermique acquises par drone et des indicateurs agro-météorologiques de stress hydrique dans la culture des pommes de terre 

Financement : Institut de recherche et de développement en agroenvironnement (IRDA), MITACS

Personnes-ressources

Karem Chokmani
Professeur et responsable scientifique
Téléphone : 418 654-2570
karem.chokmani@ete.inrs.ca

Monique Bernier
Professeure honoraire
Téléphone : 418 654-2585
monique.bernier@ete.inrs.ca

Yves Gauthier
Agent de recherche
Téléphone : 418 654-3753
yves.gauthier@ete.inrs.ca 

 

Jimmy Poulin
Agent de recherche
Pilote de drone, opération de base
Téléphone : 418 654-3729
jimmy.poulin@ete.inrs.ca 

Hachem Agili
Étudiant au doctorat
Pilote de drone, opération de base
Téléphone : 418 654-3724
hachem.agili@ete.inrs.ca 

Carole Parent
Conseillère partenariats-valorisation
Téléphone : 418 654-2531
carole.parent@ete.inrs.ca

Laboratoire de télédétection environnementale par drone

Institut national de la recherche scientifique
Centre Eau Terre Environnement
490, rue de la Couronne
Québec (Québec)  G1K 9A9
CANADA

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