Suite projet Litter Bank

(FEV 2023) Phase intensive du projet Litter Bank :  Débris plastiques sur les berges de Seine – Questionnements sur leur dynamique de stockage, leur remobilisation et/ou leur fragmentation grâce aux drones aériens couplés à de la captation visuelle.

Résumé des avancées

Partenaires mobilisés

• ABOT – https://www.abot.fr/
• GIP Seine Aval  – https://www.seine-aval.fr/
• Université Gustave EIFFEL – https://www.univ-gustave-eiffel.fr/
• LEESU – https://www.leesu.fr/
• SOS Mal de Seine – http://maldeseine.free.fr/

Moyens mobilisés 

• DRONE DJI MAVIC 3 MULTISPECTRAL – https://ag.dji.com/fr/mavic-3-m : Matériel ABOT 
• DRONE DJI MAVIC 2 ENTERPRISE – https://www.dji.com/fr/mavic-2-enterprise : Matériel DAE SYSTEM
• OUTILS LOGICIELS : DJI PILOT 2 – https://www.dji.com/fr/downloads/djiapp/dji-pilot ; QGIS – https://www.qgis.org/fr/site/ ; DJI TERRA – https://www.dji.com/fr/dji-terra ; PIX4D – https://www.pix4d.com/

Conditions

Les campagnes terrain ont été réalisées au cours du mois de février 2023, dans des conditions particulièrement atypiques. Le débit dans l’estuaire était très faible avec une moyenne autour de 300 m³/s, débit le plus faible observé depuis les années 1960, comme le montre l’historique suivant :

Côté marées, les coefficients étaient tout autant particuliers avec des variations de 24 à 112 !

Résumé

En savoir plus sur la nature du projet ? C’est ici

Dans le cadre du suivi des déchets sur les berges de la Seine débuté en septembre 2022, le consortium de recherche LitterBANK a mené une phase intensive de campagnes terrain durant le mois de février 2023, mois des grandes marées ! 

Des acquisitions de données ont notamment été réalisées avec des drones, dont l’objectif était double : 

• Réaliser des orthophotographies de certains sites clés représentatifs de l’estuaire de Seine pour identifier les différentes typologies de berges et tenter d’identifier un lien avec la mobilité des déchets sur les berges.
• Filmer et photographier en hauteur les zones cibles durant plusieurs jours dans un même mois pour démontrer l’impact du marnage sur le dépôt, la remobilisation des déchets et la morphologie des sites suivant les marées. 

Durée : Plus de 10 interventions sur l’ensemble du mois de février 2023.

Les déchets que nous appelons “Déchets marqués” sont recouverts de peintures fluorescentes (jaune ou rose) et sont équipés de colliers numérotés pour mieux les distinguer des autres déchets sur les berges.

Vis à vis des sites étudiés, trois d’entre eux ont été sélectionnés (Yville-sur-Seine, Vatteville-la-Rue et Marais Vernier) comme étant représentatifs  des morphologies et typologies de berges rencontrées en estuaire de Seine. 

Dans l’optique de caractériser et segmenter les différentes natures de sols suivant leur constitution, une campagne de modélisation de terrain a été réalisée sur ces sites grâce à diverses techniques par drone, réalisées par l’équipe DAE System : 

• La photogrammétrie : Technique de superposition d’images géoréférencées pour modéliser la surface d’un sujet ( En savoir plus ).
• L’inspection MultiSpectrales (MS) : Technique de captation visuelle dans plusieurs spectres de lumières ( En savoir plus ).

Suite à cette première modélisation 3D, l’analyse multispectrale démontre sa capacité à distinguer les zones intertidales de la végétation présente sur les berges. Les déchets marqués ressortent alors davantage et l’indice classique “NDVI” (Normalized Difference Vegetation Index) ajoute un marquage visuel supplémentaire entre nos objets peints et le reste. Ce qui s’avère pratique avec la vue ”Visible” pour repérer, annoter et géoréférencer les déchets étudiés rapidement sans en oublier !

Autrement, il est possible de catégoriser les terrains avec les jumeaux numériques. Couplé au marquage géoréférencé des déchets marqués, des relevés ultérieurs permettront d’annoter au centimètre près les déplacements de ceux-ci. 

Un exemple de reconstitution 2D et de post-traitement du site Marais-Vernier aux abords du pont de Tancarville est illustré ci-dessous :

In fine, il sera possible de trouver un lien entre : 

• la capacité des marées à remobiliser ou stocker des déchets en fonction de la nature des berges,
• la mobilité de déchets de natures diverses (encombrement, flottabilité) en fonction de la nature des sols où ils reposent.
• la configuration morphologique du site et son positionnement au sein de l’estuaire.

La variation des surfaces de chaque terrain sera également modélisée lors de différentes saisonnalités. Ceci permettra une meilleure compréhension du dépôt de déchets sur les berges sur deux années différentes, apportant un réel soutien aux équipes de nettoyage des berges de Seine (Exemple : Naturaul’un – https://www.naturaulun.fr/) pour répondre à l’objectif opérationnel du projet : Optimiser les collectes de déchets en berge de Seine.

Aller plus loin…

Les résultats obtenus restent limités pour distinguer plus précisément les différents déchets en fonction des typologies de berges. Une évolution via analyse HyperSpectrale par drone serait intéressante pour bénéficier davantage de bandes fréquentielles étroites dans le domaine de l’invisible. 

A ce stade de l’étude, il a été convenu mutuellement que l’analyse MS serait suffisante pour distinguer et catégoriser en un coup d’œil la nature des objets apparents sur les sites modélisés. Un suivi régulier permettra de continuer de quantifier visuellement l’évolution des zones cibles et la mobilité des déchets présents.

La suite…

• Il a été proposé de répliquer ce suivi haute-fréquence après les grandes marées d’avril et les forts débits, avant que la végétation ne commence à recouvrir les berges.
• Des jumeaux numériques des zones d’études seront réalisés lors de chaque intervention de l’année (Photogrammétrie et analyse MS). 
• Des captations LIDAR par drone seront collectées après le mois d’avril par DAE SYSTEM pour percer la végétation et mesurer l’évolution des laisses de mer avec de potentiels déchets marqués qui seraient enfouis.

Timelaps caméra fixe – Suivi intensif – Yville-sur-Seine – Fevrier 2023

En savoir plus : https://www.seine-aval.fr/projet/litterbank/

Remerciement

L’équipe DAE SYSTEM tient à remercier tous les acteurs et personnes impliquées dans cette étude.

Un remerciement spécial à ABOT pour leur soutien technique et leur disponibilité.