L'Agence nationale de la recherche Des projets pour la science

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Ecotechnologies & EcoServices (ECO-TS)
Edition 2013


POLLUPROOF


Consolidation des preuves de pollution maritime chimique par moyens aéroportés radars et optiques

Méthodes de détection de polluants chimiques en mer à des fins de recueils de preuve pour la poursuite des contrevenants
Le projet POLLUPROOF consiste à améliorer les capacités à détecter, localiser et catégoriser des substances polluantes chimiques en mer (hors hydrocarbures pétroliers) à des fins de recueils de preuve pour la poursuite des contrevenants tout en assurant une intervention efficace dans le cas de rejets accidentels.

Détecter, localiser et catégoriser au moins 3 substances liquides nocives parmi les 6 les plus transportées par mer
Ce projet a pour principal objectif de relier la capacité de détection, de localisation et de catégorisation des Substances Nocives Potentiellement Dangereuses (SNPD) et des dégagements gazeux et particulaires à des éléments de preuve pour la poursuite des contrevenants.
Les recherches effectuées doivent permettre, in fine, de vérifier la capacité à détecter, localiser et catégoriser au moins 3 substances liquides nocives parmi les 6 les plus transportées par mer et d’avoir une diminution équivalente aux rejets d’hydrocarbures pour les rejets de substances liquides nocives. Cet objectif principal sera atteint par la réalisation des trois objectifs intermédiaires suivants :
· Identifier les capacités de détection, localisation, catégorisation des capteurs radars (SAR/SLAR) et imageurs optiques hyperspectraux face aux polluants liquides en mer
· Utiliser la synergie des informations radar et optique
· Identifier les rejets gazeux et particulaire des moteurs des navires par analyse hyperspectrale
La trame du projet consiste donc à développer une méthodologie intégrant ces nouvelles technologies, en parallèle des moyens existants, pour délivrer les faisceaux de preuves nécessaires aux actions en justice à l’encontre des contrevenants.

Détection de polluants chimiques en mer par imagerie radar et optique aéroportée
L'approche suivie dans le cadre du projet POLLUPROOF se veut expérimentale.
Après une première étape de recueil du besoin auprès des Douanes (DGDDI) qui a permis d'identifier les 6 produits ciblés dans le cadre de POLLUPROOF, deux campagnes de mesures expérimentales sont réalisées :
- des mesures optiques étalonnées sur les polluants liquides dans les bassins d’expérimentation du CEDRE.
- des mesures aéroportées en mer en vraie grandeur avec des capteurs radars et optiques hyperspectraux.
Finalement, un logiciel de démonstration intégrant l'ensemble des méthodes de détection, localisation et catégorisation développé à partir des mesures expérimentales permettra aux opérationnels de vérifier l'applicabilité et l'efficacité des avancées proposées par le consortium.

Résultats

Le recueil de besoin auprès des Douanes à tout d'abord permis d'identifier les 6 substances chimiques nocives qui feront l'objet des études POLLUPROOF : Toluène, Xylène, Heptane, Méthanol, FAME et huile de colza.
La campagne de mesure en bassin a eu lieu au CEDRE du 24 au 31 octobre 2014. Des acquisitions optiques en environnement contrôlé (nature et quantité de produit déversé) permettent d'avoir des réponses spectrales type pour chaque produit cible.
La campagne de mesure en mer a eu lieu du 18 au 22 mai 2015 en mer Méditerranée (au large de Toulon). Les 6 produits ciblés ont été déversés par le CEPPOL (Marine Nationale) et le CEDRE. Des acquisitions aéroportées coordonnées avec les déversements ont été réalisés par:
- DGDDI : avion POLMAR 2 opérationnel
- RDDC : caméra Infra-Rouge hyperspectrale
- ONERA : moyens de mesure radar et optique à bord du Falcon 20 d'AVDEF
Les mesures expérimentales ainsi obtenues sont très prometteuses. Tout les produits déversés ont été imagés simultanément par les moyens de mesures aéroportées déployés

Perspectives

Les mesures expérimentales acquises dans le cadre de ces 2 campagnes d'acquisition (en bassin puis en mer) sont tout à fait originales ; elles vont permettre de caractériser le potentiel de chaque moyen d'observation mise en oeuvre et d'identifier les avancées apportées par la fusion des informations radar et optique.
Les analyses réalisées sur les données acquises pendant la campagne de mesure en bassin montrent qu'une distinction entre type de polluants (aromatiques / non-aromatiques) est envisageable ainsi qu'une estimation de l'épaisseur de la nappe de polluant.
Les données acquises pendant la campagne de mesure en mer sont très prometteuses. Les analyses viennent juste de débuter et les premières images démontrent la capacité de détection de certaines substances déversées en mer.

Productions scientifiques et brevets

Le projet POLLUPROOF a fait l'objet de présentation dans des colloques liés à l'industrie pétrolière / chimique et au domaine de la lutte anti-pollution en mer.

Partenaires

AIS AGENIUM Informatique et Systèmes

AVDEF Aviation Défense Service

CEPPOL Marine Nationale Centre d'Expertises Pratiques de Lutte Antipollution

 CTRE DOC RECH EXPER POLLU ACCID EAU

DGDDI Direction générale des douanes et des droits indirects

ONERA Office National d'Etudes et de Recherches Aérospatiales

TC Tranports Canada

Aide de l'ANR 914 123 euros
Début et durée du projet scientifique février 2014 - 42 mois

Résumé de soumission

Les activités maritimes sont à l’origine d’environ 20% des pollutions de la mer. Les pollutions, accidentelles ou délibérées, mettent en danger la biodiversité et l’équilibre de nos océans. L’augmentation du trafic maritime, par les rejets des gaz d’échappement et des résidus de cargaison, est source de pollutions, qui, par leurs conséquences sur l’environnement marin (acidification, contamination de la flore et de la faune) et terrestre (pluies acides), deviennent à la fois une priorité au niveau national (Grenelle de la mer) et européen (directives 2005/35 et 2005/33) avec la mise en application des conventions internationales (Protocole OPRC/HNS, Convention MARPOL). Il convient de tendre vers la disparition ou la réduction drastique de la pollution liée aux activités maritimes.
L’ampleur du problème est donnée par les quantités de marchandises transportées par mer : sur 8000 millions de tonnes (Mt), 350 Mt représentent la quantité de produits chimiques transitant dans les eaux européennes. La quantité de produits rejetés illégalement dans ces eaux peut être estimée par plus de 100 incidents par an impliquant des substances liquides nocives. Depuis plus de 25 ans, la douane (DGDDI) est impliquée avec succès dans la lutte contre les accidents et la poursuite des navires pollueurs avec ses avions de télédétection (radar et scanner IR/UV). Cette politique a démontré son efficacité par une réduction significative des pollutions par hydrocarbures dans les eaux sous juridiction française (réduction par un facteur supérieur à 3 des constatations de pollutions orphelines et des navires pris en flagrant délit dans la période 2006-2012). POLLUPROOF améliore les capacités de la Douane à détecter, localiser et catégoriser des substances polluantes (hors hydrocarbures pétroliers), des dégagements gazeux et particulaires à des fins de recueils de preuve pour la poursuite des contrevenants tout en assurant une intervention efficace dans le cas de rejets accidentels. L’objectif sera de vérifier la capacité de détecter, localiser et catégoriser au moins 3 substances liquides nocives parmi les 6 les plus transportés par mer, d’avoir une diminution équivalente aux rejets d’hydrocarbure pour les rejets de substances liquides nocives et une politique stricte de contrôle des rejets des gaz dans les zones de contrôle d’émission de sulfures (SECA).

Cet objectif est atteint par :
• L’identification des capacités de capteurs radars (SAR/SLAR) et optiques (camera hyper spectrale) face aux polluants liquides en mer.
• La synergie des informations radar et optique.
• L’identification les rejets gazeux des moteurs des navires et les émanations des polluants liquides par analyse hyper spectrale.

Pour cela, le projet POLLUPROOF analyse les besoins de la Douane dans ce domaine puis réalise :
• des mesures optiques étalonnées sur les polluants liquides dans les bassins d’expérimentation du Cedre.
• des mesures aéroportées en mer en vraie grandeur avec des capteurs radars et optiques hyper spectraux après analyse des essais en bassin.
• des algorithmes de détection, localisation, et catégorisation des polluants sont développés à partir de ces données. Le consortium en déduit une méthodologie de recueil de preuves. Les équipages de la Douane vérifient sur une IHM l’efficacité et l’applicabilité de ces avancées.

La démonstration, la communication et la dissémination des résultats de POLLUPROOF seront faites à l’issue du projet vers toutes les autorités nationales et internationales en charge de la lutte contre les pollutions (ateliers de travail de l’OMI, de l’union européenne, de l’EMSA, des accords régionaux) notamment par le biais d’un atelier organisé par la DGDDI.

Toutes les actions seront mises en œuvre par un consortium dont les membres ont un savoir-faire reconnu et complémentaire, à savoir l’ONERA, la DGDDI, le Cedre, le CEPPOL, AGENIUM, AVDef et RDDC. En plus de ce consortium, TC agira comme utilisateur final et membre du comité de pilotage.

 

Programme ANR : Ecotechnologies & EcoServices (ECO-TS) 2013

Référence projet : ANR-13-ECOT-0007

Coordinateur du projet :
Sébastien Angelliaume (Office National d'Etudes et de Recherches Aérospatiales)

Site internet du projet : http://w3.onera.fr/polluproof/

 

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L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.