Approche novatrice de surveillance de la stabilité physique d’un habitat construit au moyen des UAV

Hero Image: Reducing the Time and Cost of Screening Projects Using Automated Tools and Data Warehouses

Les drones se multiplient dans notre espace aérien depuis une dizaine d’années. Ils appartiennent à la catégorie des véhicules aériens sans pilote (UAV) ou des systèmes d’aéronefs sans pilote (UAS). Leur popularité croissante est attribuable aux progrès de la technologie des batteries et des composants électroniques. L’utilisation des drones est maintenant limitée par l’imagination plutôt que par la technologie.

L’avantage des drones en environnement

Un secteur dans lequel les drones commerciaux peuvent être utilisés pour économiser du temps et des ressources, c’est celui de l’environnement, pour la surveillance de la réhabilitation. L’utilisation de cette technologie présente plusieurs avantages par rapport aux méthodes d’arpentage ordinaires :

  • Accès : Lorsque le terrain est difficile d’accès, il est plus sécuritaire, plus simple et plus rapide d’envoyer un drone que des équipes d’arpenteurs.
  • Coût : L’utilisation d’un drone coûte beaucoup moins cher qu’un levé ordinaire, en raison surtout du temps et des ressources qu’exige l’arpentage.
  • Temps : Les économies de temps sont importantes. À titre d’exemple, un tronçon d’un kilomètre de ruisseau peut prendre quelques minutes seulement à photographier au moyen d’un drone. C’est beaucoup plus rapide que le travail d’une équipe d’arpenteurs au sol, qui peut prendre plusieurs jours.
  • Plus de données : Ironiquement, même si elle prend beaucoup moins de temps, cette méthode permet d’obtenir beaucoup plus de données que l’arpentage.
  • Sous-produits : Les photos prises à l’aide des drones sont des outils de communication et de présentation supplémentaires pour les intervenants.

Économies de temps et de ressources au moyen d’un seul drone

Le travail de Golder à Hazeltine Creek (Canada) est un exemple d’utilisation novatrice des drones pour la surveillance de la réhabilitation.

En 2014, une rupture de digue bien documentée s’est produite à la mine du mont Polley, mine d’or et de cuivre à ciel ouvert de la Colombie-Britannique (Canada). Elle a entraîné le rejet d’environ 19 millions de mètres cubes de résidus miniers et d’eau dans le lac Polley, le lac Quesnel et le ruisseau Hazeltine, ce qui a causé des dommages aux cours d’eau et aux habitats touchés.

Depuis, un vaste projet de nettoyage et de réhabilitation a été entrepris pour réparer la digue et reconstruire le ruisseau Hazeltine, suivant deux objectifs principaux :

  1. Construire un lit de ruisseau stabilisé et résistant à l’érosion.
  2. Créer un habitat propice au frai et à la croissance des poissons.

L’intégration réussie de l’expertise en ingénierie et en biologie de Golder a permis de procéder rapidement à la stabilisation du terrain et du ruisseau, ainsi qu’à la construction d’un habitat de qualité. Jusqu’à présent, un tronçon d’environ huit kilomètres du ruisseau a été entièrement reconstruit, c’est-à-dire qu’une fondation solide a été bâtie et qu’un habitat fonctionnel y a été aménagé. Pour toute reconstruction de cette nature, une exigence réglementaire majeure est de surveiller la stabilité de l’habitat construit. Il est important de démontrer la stabilité physique et la performance biologique aux gouvernements fédéral et provincial ainsi qu’à leurs partenaires des Premières Nations pour que l’habitat soit accepté comme compensation.

Auparavant, une équipe d’arpenteurs devait être physiquement présente sur le terrain et effectuer un ou deux levés par année. Dans le cas du ruisseau Hazeltine, une équipe de deux ou trois personnes aurait pris d’un à deux jours par kilomètre de ruisseau.

Cherchant des moyens d’aider le client, Golder lui a proposé d’utiliser un drone afin d’obtenir plus efficacement les données nécessaires pour assurer la surveillance. Nous avons donc fait voler un drone au-dessus du nouveau lit du ruisseau pour prendre des photos de l’ouvrage. La première évaluation nous a servi de point de référence pour les années subséquentes. Cela nous a permis de vérifier la stabilité de chacun des éléments de l’habitat et d’élaborer une base de données sur ceux-ci.

Golder a utilisé l’imagerie par drone pour géoréférencer certains lieux de l’habitat construit. Les photos aériennes étaient d’une résolution suffisante pour documenter géospatialement chaque élément de l’habitat du ruisseau et donc pour en surveiller la stabilité physique. Cette technique novatrice de surveillance de l’habitat combine les photos aériennes prises avec les drones et l’utilisation d’un logiciel de système d’information géographique.

Les éléments clés surveillés à l’aide des drones sont les rochers, les débris de bois (racines, branches, etc.), la cime des arbres et les barrages. En nous assurant que ces éléments sont fixes et stables, nous démontrons les avantages écologiques du nouvel habitat.

Défis et résultats

Toute nouvelle façon de faire peut poser des défis. Heureusement, les défis liés à l’utilisation de drones pour prendre des photos et évaluer la stabilité environnementale étaient mineurs.

Des choses simples doivent être prises en considération, comme le fait de choisir un moment où la visibilité est bonne, de prévoir la prise de photos au cours de périodes de l’année où les débits d’eau sont faibles et dans des conditions semblables d’un levé à l’autre, et de travailler chaque fois à la même heure de la journée afin que les ombres soient constantes. Si la planification et la préparation sont adéquates, ces défis causent peu de perturbations.

Jusqu’ici, les résultats sont excellents. À l’aide des photos prises avec les drones, des mouvements mineurs de certains éléments construits ont été détectés et rapidement corrigés. Sur plus de 800 nouveaux éléments, seulement 13 changements notables ont fait l’objet de corrections. En conséquence, le client a mis au point de meilleures techniques de construction et a pu collaborer avec divers entrepreneurs en vue de mieux systématiser les procédures à l’avenir.

Le client a également pu soumettre des photos et des données analytiques aux organismes de réglementation pour confirmer que la reconstruction est une réussite jusqu’à maintenant et que les choses vont bien.

Le résultat le plus important tient au fait que le nouveau ruisseau a été colonisé. Il y a maintenant plus de 4 000 truites adultes en âge de frayer qui ont produit plus de 40 000 alevins. Avec l’aide des drones pour surveiller l’habitat construit, l’avenir du ruisseau Hazeltine semble beaucoup plus prometteur.

Regard vers l’avenir

Les amateurs s’amusent avec les drones, et ils causent même parfois des ennuis, ayant par exemple forcé récemment l’immobilisation d’avions à l’aéroport de Heathrow (Royaume-Uni). Aux États-Unis, la Federal Aviation Administration (FAA) exige l’enregistrement en ligne des drones depuis 2015 pour tenter de limiter l’augmentation de leur utilisation.

Selon un rapport récent de la FAA, l’enregistrement de drones de loisir diminue, mais celui de drones à usage professionnel (essentiellement commercial) augmente. Amazon, Google et Walmart expérimentent tous avec les drones pour leurs opérations logistiques. Toujours selon le rapport de la FAA, en 2018 seulement, plus de 175 000 drones à usage professionnel ont été enregistrés, et le nombre augmente rapidement. En fait, la FAA prévoit que le nombre d’enregistrements professionnels ou commerciaux passera à plus de 835 000 d’ici 2023[1].

À mesure que la technologie des drones évoluera et que le nombre de demandes d’enregistrement commercial augmentera, de nouvelles utilisations se feront inévitablement jour. Nous commençons tout juste à constater que ce qui était pour beaucoup un passe-temps est maintenant un outil utilisé de façon pratique, légale et responsable par des entreprises. Il s’agit d’utilisations ayant des répercussions financières réelles, que ce soit sur le plan logistique ou des ressources d’entreprises mondiales, ou encore pour les études environnementales nécessaires à des projets de réhabilitation et à l’obtention de permis d’exploitation minière. Nous sommes dans une période d’effervescence, et les clients qui envisagent la technologie novatrice des drones peuvent s’attendre à obtenir des résultats fiables rapidement et à moindre coût.

Source
[1] https://www.faa.gov/data_research/aviation/aerospace_forecasts/media/FY2019-39_FAA_Aerospace_Forecast.pdf [en anglais seulement]

 

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James Ogilvie Member Name

ingénieur en ressources hydriques

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