La popularité et l'accessibilité des drones ont profité à de nombreux secteurs en réduisant les coûts et en améliorant la sécurité du personnel. Qu'en est-il de la communauté scientifique ? Des centaines, voire des milliers, de scientifiques et d'universités indépendants à travers le monde utilisent ces drones pour mener des expériences scientifiques complexes de manière novatrice.
Nous avons tendance à nous concentrer sur les applications industrielles et commerciales des drones, mais la science fondamentale bénéficie également de l'accessibilité et de la disponibilité de l'aviation lorsque les budgets sont serrés et que le temps nécessaire pour mener à bien les expériences est crucial.
Par exemple, plusieurs scientifiques polonais ont collaboré à une étude exhaustive de l'érosion côtière, en utilisant plusieurs nouvelles technologies telles que le LiDAR aéroporté et la bathymétrie.
Pawel Tysiac et Rafal Ossowski de la Faculté de génie civil et environnemental de l'Université de technologie de Gdansk, en collaboration avec Lukasz Janowski de l'Académie maritime de l'Université maritime de Gdynia et Damian Moskalewicz du Département de géomorphologie et de géologie du Quaternaire de la Faculté d'océanographie et de géographie de l'Université de Gdansk, ont mené une étude approfondie de l'érosion d'une partie de la côte polonaise (plus précisément, une bande de 1,6 km dans le sud de la mer Baltique).
L'article, intitulé « Évaluation de la dégradation des falaises côtières à l'aide de données de drones, d'orthophotos et de données LiDAR bathymétriques dans Google Earth Engine », a été publié dans Scientific Reports en janvier 2025 et constitue un excellent exemple de l'utilisation des nouvelles technologies pour collecter des données essentielles à la compréhension des mécanismes par lesquels la nature modifie le paysage.
Nous avons eu l'occasion de nous entretenir avec Pawel Tysiac, l'un des auteurs de l'étude, afin de mieux comprendre l'impact des drones et du LiDAR sur leur projet.
« Les méthodes traditionnelles de surveillance de l'érosion des falaises nécessitent généralement un travail de terrain intensif et des calculs complexes de distribution spatiale des points, à l'aide de techniques topographiques classiques », a déclaré Pawel. « En revanche, les progrès récents en télédétection et en apprentissage automatique offrent de nouvelles méthodes pour évaluer la dégradation des falaises avec une efficacité et une précision accrues. »
La dégradation des zones côtières a attiré l'attention des gouvernements et des scientifiques du monde entier, car le nombre de catastrophes naturelles augmente et chaque catastrophe cause de plus en plus de dégâts aux populations et aux environnements géographiques.
« Dans cet article, nous utilisons le terme « dégradation des falaises » au sens large. Nous le définissons comme l'impact global des modifications des falaises côtières érosives causées par divers facteurs et processus, notamment des environnements lithologiques et hydrogéologiques complexes, l'activité des ondes de tempête, les précipitations, le vent et les activités humaines qui entraînent des mouvements de grande ampleur et leurs conséquences, comme les glissements de terrain, les failles, les fissures et les éboulements », a déclaré Pawel. « De ce fait, un postulat clé de cette étude est que le spectre de réflectance des ondes électromagnétiques varie dans les zones affectées par la dégradation. Dans le cas des falaises côtières, les changements dans l'agrégation des matériaux, la végétation et d'autres facteurs peuvent engendrer des différences significatives. »
TAujourd'hui, la télédétection est la méthode standard pour la surveillance des environnements côtiers. Grâce à l'utilisation de différents types d'images et de données collectées par satellites, plateformes aéroportées et capteurs au sol, les chercheurs peuvent obtenir des informations spatiales détaillées et actualisées sur les zones côtières. Des images à haute résolution permettent d'observer l'évolution de la morphologie côtière et d'identifier les zones les plus touchées par les catastrophes naturelles. Dans cette étude, les auteurs ont utilisé la photographie aérienne, qui fournit des images haute résolution utiles pour des comparaisons détaillées avant-après. Cependant, les variations d'éclairage lors de l'acquisition des images entraînent un traitement différent des objets. En photogrammétrie, les vols doivent être effectués dans des conditions similaires, mais les variations saisonnières posent encore problème.
« Nous avons opté pour le LiDAR afin de pallier les variations de luminosité », explique Pawel. « Les données LiDAR sont essentielles pour mesurer avec une grande précision les changements topographiques côtiers, permettant notamment de filtrer les données provenant de la végétation ou de points isolés. Le produit phare du LiDAR est le Modèle Numérique de Terrain (MNT), utilisé pour créer une représentation 3D du paysage côtier. Ces modèles permettent de mieux comprendre la répartition spatiale de l'érosion grâce à des calculs effectués au fil du temps. »
Le problème est apparu car la composante de dégradation côtière qui se produit sous l'eau joue un rôle important dans l'apparition de ce phénomène, d'où la décision d'utiliser le LiDAR comme outil bathymétrique.
Pawel a déclaré : « Les résultats de l’étude nous éclairent sur la façon dont les falaises côtières réagissent aux changements climatiques actuels et futurs, notamment à l’élévation du niveau de la mer et à l’intensification des tempêtes. » « L’amélioration des levés géotechniques traditionnels par l’utilisation de technologies de télédétection avancées, telles que l’utilisation de… » Drone de cartographie Les relevés aéroportés et terrestres constituent un modèle pour d'autres régions confrontées à des défis similaires. Les enseignements tirés de cette étude peuvent éclairer les politiques de gestion côtière, non seulement en Pologne, mais aussi dans d'autres régions présentant des conditions géologiques et environnementales comparables. Des plans de gestion efficaces, fondés sur de telles recherches, peuvent contribuer à atténuer les risques pour les vies humaines et les infrastructures liés à l'érosion et à l'instabilité des falaises côtières.
En combinant la collecte d'informations aériennes et maritimes à partir de véhicules autonomes, ce groupe de scientifiques a pu améliorer la qualité des données, la précision des conclusions et la pertinence des actions entreprises pour atténuer les dommages causés à la géographie et aux habitants des zones touchées.
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