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L’Utilisation des drones en foresterie

Le drone est un outil que vous auriez avantage à utiliser lors de vos travaux en forêt. Voici certains détails que vous devez absolument connaître.

 

L’imagerie aérienne par drone est une technologie en pleine émergence pour produire efficacement de l’imagerie de qualité à moindre coût. Les applications en foresterie sont nombreuses. L’imagerie aérienne par drone permettant entre autres de réaliser la caractérisation de la végétation, ainsi que la planification et le suivi de travaux sylvicoles.

 

Les types de drones

Le drone est un petit appareil aéronef muni d’un capteur qui est contrôlé à distance par un pilote ou dirigé selon un plan de vol préétabli. On distingue ceux-ci en deux catégories principales : les drones VTOL et les voilures fixes.

 

Drones VTOL (vertical take-off and landing)

Les drones VTOL ont la capacité de décoller et d’atterrir de manière verticale. Bien qu’il en existe avec les allures d’un hélicoptère traditionnel, la plupart d’entre eux sont des appareils à multi-rotors, soit plusieurs hélices fixes dont la vitesse varie de manière indépendante pour induire du mouvement (rotation et mouvement linéaire).

 

Comme les besoins en foresterie impliquent des sites avec la présence d’arbres, les drones VTOL sont les appareils offrant la meilleure polyvalence.

 

UAV forestry

 

De par leur conception, les drones VTOL ont généralement une autonomie plus faible que les voilures fixes. Toutefois, les drones multirotors de dernières générations ont une autonomie qui répond à la majorité des besoins en foresterie.

 

Drones à voilure fixe (fixed-wing)

Les drones avec ailes fixes fonctionnent quant à eux comme des avions traditionnels. Ils utilisent beaucoup moins d’énergie et peuvent couvrir de très grande surface avec une seule charge de batterie.

 

Cependant, comme la réglementation actuelle exige le vol à vue, la superficie couverte est généralement limitée par le contact visuel entre le pilote et le drone plutôt que l’autonomie de la batterie.

 

Tout comme un avion traditionnel, le décollage et l’atterrissage requièrent un espace dégagé, ce qui peut être contraignant en milieu forestier. De plus, ces manœuvres exigent beaucoup plus d’habiletés de pilotage qu’avec un drone de type VTOL.  

 

Bien que tout de même dispendieux, les voilures fixes d’entrée de gamme ne sont généralement pas équipées de Gimbal. Ainsi, cela peut occasionner des photos de moindre qualité lors de projets de cartographie en présence de vent.

 

Drone fixed wing

 

Drones hybrides

Les drones de type hybride (Wing Hybrid VTOL) combinent les avantages des deux types précédents. Généralement, il s’agit d’un drone à ailes fixes auxquelles s’ajoutent des rotors à levage vertical permettant de faciliter le décollage. Il ne nécessite pas de pistes d’atterrissage et de décollage et peut donc être utilisé dans des endroits restreints. 

 

Bien que très prometteurs, peu de modèles existent actuellement sur le marché. Cela devrait changer avec le perfectionnement de la technologie au cours des prochaines années.

 

De plus, dans la mesure où la réglementation exige le vol à vue, l’ajout d’autonomie ne justifie pas l’investissement pour le moment, du moins pour le milieu forestier.

 

 

Capteurs de drones

Ce qui rend l’utilisation des drones intéressante d’un point de vue professionnel sont la présence des capteurs qui y sont rattachés. Les appareils sont généralement équipés de caméras permettant la prise de photos et de vidéos (caméra RGB). Toutefois, pour des besoins plus spécifiques, il est possible d’installer sur certains drones des capteurs plus spécialisés tel que des caméras multispectrales, thermiques ou même des capteurs LIDAR.

 

Caméras RGB

Les caméras RGB (Red-Blue-Green) ou caméras traditionnelles captent les spectres de lumières visibles à l’œil nu. Bien que la plupart des drones en soient équipés, il existe des modèles pour tous les besoins et tous les budgets.

 

Pour des projets de cartographie, la résolution des images (cm/pixel) dépend entre autres de la résolution de la caméra et de la hauteur de vol. Donc, s’il y a un besoin d’images très précises, il faut prévoir une caméra avec une haute résolution ou un plan de vol à basse altitude. Avec la dernière option, il faut prévoir une importante diminution de productivité, car la vitesse de vol doit être réduite considérablement pour maintenir une netteté d’images.

 

Image prise par drone

Multispectral (essences feuillues et NDVI)

Pour ce qui est des caméras multispectrales, en plus des spectres visibles à l’œil nu, elles captent des spectres de la bande de l’infrarouge et du proche infra rouge. Évidemment, les spectres captés varient selon la caméra utilisée.

 

L’une des utilisations les plus populaires des images multispectrales est la production de cartes illustrant l’indice NDVI (indice de végétation par différence normalisé). Celui-ci est simple à calculer et permet de mesurer la santé et la vitalité des végétaux. 

 

Cela s’explique par le fait que les végétaux en état de stress ne reflètent pas la lumière de la même manière que ceux en santé. Camera multispectrale

 

Cet outil est très populaire en agriculture de précision et ses avantages s’appliquent également en foresterie.

 

Image de drone dans une plantation

 

L’indice NDVI démystifié

 

LiDAR

Les capteurs LiDAR aéroporté par drones fonctionnent de la même manière que ceux installés sur les avions. Étant donné qu’il est possible de voler à basse altitude, cette option offre la possibilité d’obtenir une très grande densité de points pour un niveau de précision très élevé.

 

 

Cependant, comme ces capteurs sont très dispendieux et que le traitement des données est particulièrement lourd, les applications en foresterie sont restreintes. 

 

Dans un contexte de recherche, les données LiDAR permettent de qualifier précisément la structure interne des peuplements. Par contre, il est difficile d’envisager à court terme son utilisation dans un contexte opérationnel.

 

LiDAR en foresterie, l’outil à maîtriser

 

Applications des drones en foresterie

Plusieurs utilisateurs se contentent tout simplement de prendre des photos et des vidéos pour élargir leur champ de vision du territoire à l’étude. Toutefois, il est possible d’en faire davantage en utilisant des plans de vol et en traitant les données à l’aide d’un logiciel de photogrammétrie.

 

Pour en savoir plus sur le traitement des données de drone

 

Suite au traitement, les données obtenues par drone peuvent être intégrées dans un système d’information géographique (SIG), pouvant être combinées ou non avec d’autres types de données.

 

Les applications en foresterie sont nombreuses, et ce, aux différents stades de croissance des peuplements:

– L’évaluation du territoire quant aux perturbations

– Le suivi des travaux sylvicoles

– La construction de chemins forestiers

– La caractérisation d’espèces et de peuplements

– L’estimation de la hauteur de la canopée et de la biomasse (modèles numériques ou 3D)

– Le suivi de feux de forêt et le diagnostic de l’état de santé des arbres

-et bien d’autres…

 

Réglementation

Voici un bref aperçu des exigences réglementaires relatives à l’utilisation de drones. À noter que ces informations sont à titre indicatif seulement et que vous devez vous référer à Transport Canada pour obtenir la réglementation officielle à jour.

 

Permis et immatriculation

Il est nécessaire d’obtenir une immatriculation auprès de Transport Canada pour tout système d’aéronefs télépilotés (SATP) de plus de 250 g jusqu’à 25 kg. Le coût est de 5 $ et peut être obtenu via un portail numérique. L’immatriculation devra être apposée clairement sur l’appareil.

 

Catégorie d’opération

Il existe deux catégories principales d’opération de drones : les opérations de base et les opérations avancées. 

 

Les opérations de base concernent l’ensemble des vols qui répondent à ces trois critères de pilotage :

  • Vol à l’extérieur des espaces aériens contrôlés
  • Vol à une distance horizontale de plus de 30 mètres (100 pieds) des passants
  • Vol jamais au-dessus des passants

 

Vous effectuez des opérations avancées, lorsque l’une des conditions suivantes s’applique :

  • Vol à l’intérieur des espaces aériens contrôlés
  • Vol à une distance horizontale de moins de 30 mètres (100 pieds) des passants
  • Vol au-dessus des passants

 

Qualification des pilotes de drones

Un certificat de pilote de petit aéronef télépiloté exploité en portée visuelle (VLOS) est nécessaire pour piloter un drone, qui est différent selon le type de catégorie d’exploitation (opérations de base ou avancées).

 

Pour l’une ou l’autre des catégories, vous devrez réussir l’examen en ligne spécifique et maintenir vos connaissances à jour tous les 24 mois. Il peut être pertinent de suivre un cours dans une école de vol de drone pour s’y préparer. Pour les opérations avancées, il faudra également démontrer votre capacité à utiliser votre drone de façon sécuritaire lors d’une révision en vol avec un évaluateur de vol autorisé.



Lors d’un vol, il faudra être en mesure de fournir sur demande le certificat de pilote ainsi que la preuve d’immatriculation. L’âge minimal est de 14 ans pour les opérations de base, et de 16 ans pour les opérations avancées. 

 

Sécurité et respect de la vie privée

Les lois de la protection de la vie privée s’appliquent aux images, vidéos et autres renseignements obtenus avec un drone. Vous êtes tenu responsable des renseignements personnels qui sont collectés et de leur stockage. Il est donc important d’éviter dans la mesure du possible la collecte de ces données et de tenter d’obtenir le consentement des personnes visées. Il est possible entre autres de brouiller les visages et les plaques d’immatriculation.

 

Pour plus détails sur le respect de la vie privée

 

Obligations lors des vols de drones

Depuis juin 2019, de nouvelles réglementations de Transport Canada sont également à respecter pour toute utilisation de drones pesant entre 250 grammes et 25 kilogrammes. 

 

Notamment, il faut garder le vol à vue en tout temps, ce qui restreint la productivité de l’appareil à des superficies de couverture plus petite que sa capacité. Les vols doivent rester à une altitude inférieure à 122 m au-dessus du sol et également rester à distance du trafic aérien et des aéroports et héliports (une zone de 5.6 km à respecter pour le premier et 1.9 km pour le second). 

 

Pour plus d’informations sur la sécurité, les réglementations, les catégories d’opérations, l’immatriculation, les certificats de pilote, et autres, visitez le site de Transports Canada.

 

Conclusion

Ainsi, il s’avère nécessaire de respecter plusieurs réglementations, d’obtenir les permis et de démontrer les qualifications nécessaires avant de débuter la collecte de données par drone. 

 

Néanmoins, devant l’évolution rapide de la technologie, qui est de plus en plus abordable, productive et de meilleure qualité, il faut s’attendre à ce que celle-ci soit utilisée de façon croissante dans le domaine de l’aménagement forestier.

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