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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

Sources naturelles et d’origine humaine

Pourquoi étudier les aérosols(particules liquides et solides en

suspension dans l’air) ?

- Suivi des risques naturels (incendies, volcans)

- Suivi et études d’épisodes de pollution (air, déposition sur les sols)

- Enjeux pour la santé humaine

Fly-n-Sense copyright Nov, 2013

Ces études peuvent être notamment menées depuis des drones

Environnement Sécurité

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

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

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 »

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

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

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

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

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

- Approche instrumentale novatrice- Faible poids, faible encombrement et faible consommation

- Concentrations pour 19 gammes de tailles entre 0.2 et 100 mm

- 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)

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

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

Exemple d’un vol sous ballon météorologique (Minorque,

17 juin 2013, 19h)

Aérosols liquides (stratosphère)

Episode de sables sahariens (troposphère)

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

Exemple de mesures depuis Mérignac (proche de Bordeaux)

Evolution temporelle des 19 gammes de tailles

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

CONTACTSBordeaux Airport

25, Rue Marcel Issartier - BP 2000533702 Merignac Cedex - FRANCE

Phone: +33 (0)5 35 54 00 97Fax: +33 (0)9 72 23 85 52

Email: contact@fly-n-sense.com

www.fly-n-sense.com

LPC2E-CNRS3A avenue de la recherche scientifique, 45071 Orléans cedex 2jean-baptiste.renard@cnrs-orleans.fr

LOAC sur twitter: @LOAC_balloon