Déploiement d’une flotte de drones pour le suivi temps-réel de pollution atmosphérique accidentelle – PANACHE

Ce projet a pour objectif de mener des recherches et développements sur les stratégies adaptatives d'échantillonnage d’un panache de pollution accidentel par une flotte de drones afin de fournir une cartographie temps-réel du panache pour une réponse innovante et proactive en situations de crise.

Le problème de l’observation d’un phénomène atmosphérique présente des caractéristiques qui nécessitent de revisiter en profondeur l’instanciation du paradigme “sense - plan - act” qui gouverne les systèmes autonomes :

- Perception : le phénomène est volumique et dynamique (4 dimensions), alors que les données le concernant ne sont acquises qu’en une séquence de points, le long des trajectoires suivies par les drones. Des techniques particulières de cartographie doivent être considérées, leur finalité étant duale : elles doivent fournir une représentation du phénomène exploitée par les algorithmes de pilotage de la flotte, mais elles doivent aussi informer les opérateurs sur l’évolution du phénomène, leur permettant d’exprimer leurs besoins en informations supplémentaires.
- Décision : la dimension du phénomène par rapport au caractère parcimonieux des données acquises fait qu’il est nécessaire de doter la flotte de capacités décisionnelles qui permettent de faire de l’échantillonnage adaptatif, qui optimise les déplacements des drones de manière à répondre au mieux aux besoins exprimés par les opérateurs.
- Action : il est nécessaire de doter les drones de la capacité individuelle d’optimiser l’acquisition des données, en asservissant leurs déplacements sur ces données et non plus simplement sur des trajectoires planifiées - dont le suivi précis au sein d’un phénomène atmosphérique dynamique est quasiment impossible.

La qualité des mesures acquises par les drones est naturellement essentielle, puisqu'elle conditionne la qualité de chacune de ces trois grandes functions. Une partie importante du projet consiste à sélectionner et qualifier des capteurs de polluants lorsqu'ils sont embarqués à bord d'un micro-drone.

Les travaux seront menés en collaboration étroite avec des scientifiques de l'atmosphère experts en modélisation de panache : les modèles de ces phénomènes doivent en effet être exploités pour les algorithmes de cartographie, et aussi pour la spécification de schémas de vols asservis sur les données pour les drones et les algorithmes de pilotage de plus haut niveau de la flotte.

Enfin, les développements du projet PANACHE permettront d’envisager, au-delà du terme du projet, la future insertion d’une flotte de drones au sein de l’ensemble des moyens de réponse technique à la problématique de gestion de crise lors d’un incendie industriel. Des échanges seront menés avec des utilisateurs potentiels, afin de considérer la manière dont une flotte de drones peut être déployée dans une situation accidentelle d’un point de vue pratique sans entraver les actions des primo-intervenants.