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LOAC, un mini-compteur d’aérosol embarquable à bord de drones LOAC, un mini-compteur d’aérosol embarquable à bord de drones Jean-Baptiste RENARD, LPC2E-CNRS,

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1 LOAC, un mini-compteur d’aérosol embarquable à bord de drones LOAC, un mini-compteur d’aérosol embarquable à bord de drones Jean-Baptiste RENARD, LPC2E-CNRS, Orléans Nicolas CORTEZ, Fly-n-Sense, Mérignac

2 Sources naturelles et d’origine humaine Pourquoi étudier les aérosols (particules liquides et solides en suspension dans l’air) ?

3 - Suivi des risques naturels (incendies, volcans) - Suivi et études d’épisodes de pollution (air, déposition sur les sols) - Enjeux pour la santé humaine

4 Fly-n-Sense copyright Nov, 2013 Ces études peuvent être notamment menées depuis des drones EnvironnementSécurité

5 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

6 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

7 AIR SEGMENT X4 – VTOL multirotor CARACTERISTIQUES => Opération champ proche vol « en vue » et « hors vue » => Vol stationnaire multi rotor avec vol stabilisé maintien sur point fixe  Missions urbaines  Système « tout-temps » CARACTERISTIQUES => Opération champ proche vol « en vue » et « hors vue » => Vol stationnaire multi rotor avec vol stabilisé maintien sur point fixe  Missions urbaines  Système « tout-temps »

8 AIR SEGMENT X6 – VTOL multirotor CARACTERISTIQUES => Opération double capteurs => Vol stationnaire multi rotor avec vol stabilisé maintien sur point fixe => Prises de vues et mesures environnementales de haute qualité CARACTERISTIQUES => Opération double capteurs => Vol stationnaire multi rotor avec vol stabilisé maintien sur point fixe => Prises de vues et mesures environnementales de haute qualité

9 AIR SEGMENT FW – Fixed wing UAV CARACTERISTIQUES => Opération longue distance endurance 60mn - > 25m/s => Facile à opérer lancé main ou catapultage, déploiement rapide => Portable conditionnement compact

10 SOLUTIONS Système de drone Tactique contre les Feux de Forêts CARACTERISTIQUES => Opération champ proche rayon d’action 2km => Vol stationnaire multi rotor avec vol stabilisé maintien 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 CARACTERISTIQUES => Opération champ proche rayon d’action 2km => Vol stationnaire multi rotor avec vol stabilisé maintien 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

11 X4 – charges utiles compatibles AIR SEGMENT Mosaicing1 axis IR1 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/identifica tion précise (IR) Opération de jour Vidéo/photos HD pour post diagnostic GAMME STANDARD Mosaicing software ChimiqueMicro radar altimètre Analyseur de particules CAPTEURS SPECIFIQUES Opérations nocturnes

12 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

13 - Approche instrumentale novatrice - Faible poids, faible encombrement et faible consommation - Concentrations pour 19 gammes de tailles entre 0.2 et 100  m

14 -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)

15 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

16 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

17 Exemple d’un vol sous ballon météorologique (Minorque, 17 juin 2013, 19h) Aérosols liquides (stratosphère) Episode de sables sahariens (troposphère)

18 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  m « PM10 », masse cumulée des particules < 10  m à partir des mesures de concentrations

19 Exemple de mesures depuis Mérignac (proche de Bordeaux) Evolution temporelle des 19 gammes de tailles

20 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

21 CONTACTS Bordeaux Airport 25, Rue Marcel Issartier - BP Merignac Cedex - FRANCE Phone: +33 (0) Fax: +33 (0) LPC2E-CNRS 3A avenue de la recherche scientifique, Orléans cedex 2 LOAC sur


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