Des véhicules aériens sans pilote et des colorants inoffensifs peuvent être utilisés pour surveiller le mouvement de l’eau entre les habitats le long de la côte de la mer Rouge. Crédit : 2022 KAUST
Les véhicules aériens sans pilote sont prometteurs pour la surveillance des flux d’eau côtière sur de grandes zones.
Le ruissellement dans les eaux côtières est lié à la pollution et à la dégradation des récifs coralliens et autres écosystèmes marins. Les véhicules aériens sans pilote (UAV) sont désormais utilisés pour surmonter les difficultés liées à la surveillance des flux d’eau entre les écosystèmes et sur de vastes zones.
Les chercheurs de KAUST ont utilisé des images de drones en vol stationnaire à haute fréquence et des relevés en vol pour suivre le mouvement des panaches de colorants libérés pendant une marée descendante. Dirigée par Kasper Johansen, chercheur en télédétection, l’équipe a également utilisé des informations provenant d’images aériennes combinées à des mesures sur le terrain pour cartographier les concentrations de colorant, fournissant ainsi un aperçu de la dispersion des matériaux dans la colonne d’eau et le long de la côte.
Cette méthode représente un moyen plus accessible et plus rentable de surveiller le flux de polluants ou de nutriments le long des côtes ou entre les habitats marins. Crédit : 2022 KAUST
Pour permettre un traçage continu des panaches de colorant, deux drones ont plané pendant 80 minutes au-dessus des emplacements d’herbiers et de mangroves où le colorant a été libéré, recueillant des photos toutes les 10 secondes et assurant une couverture complète des panaches. Les relevés de vol des drones ont ensuite permis de collecter des données au fur et à mesure que les panaches s’étendaient sur une zone plus large.
Les mesures de concentration de colorant sur le terrain ont été liées aux valeurs des pixels des bandes spectrales et des indices de 30 photos différentes prises par des drones. Ces photos ont été prises à l’heure précise de chaque échantillon d’eau de mer collecté afin de produire une relation qui pourrait être utilisée pour cartographier les concentrations de colorant pendant la durée de la marée descendante.
Selon Johansen, les informations obtenues peuvent donner un aperçu de l’échange, du transport et des dépendances des nutriments entre les écosystèmes des mangroves, des herbiers et des récifs coralliens.
“Avec les nouvelles constellations de satellites à haute résolution spatiale qui deviennent disponibles et permettent la collecte d’images subquotidiennes, les expériences de traçage de colorants par satellite peuvent être réalisées sur des zones beaucoup plus vastes, les données des drones pouvant combler le fossé entre les mesures sur le terrain et les données d’images satellites”, dit-il.
Le mouvement des marées noires ou des écoulements d’eaux usées peut être surveillé de près, ce qui permet de réduire leur impact sur les précieuses ressources marines. Crédit : 2022 KAUST
La compréhension de la dynamique et des échanges d’eau et de nutriments le long de la frange côtière est importante pour de nombreux efforts de recherche à KAUST.
Le directeur de la KAUST’s Climate and Livability Initiative Matthew McCabe affirme que l’étude a démontré la capacité des nouvelles techniques d’observation de la Terre à surveiller des événements sensibles au temps et à capturer des processus en développement rapide.
“Ces technologies peuvent être déployées pour soutenir certains des projets à grande échelle en cours en Arabie saoudite”, dit-il.
Les études futures pourraient surveiller les flux d’eau côtière dans différents contextes environnementaux, par exemple, avec des amplitudes de marée plus importantes ou des eaux plus profondes. La méthode pourrait également aider à prédire où les polluants tels que les eaux usées, le ruissellement des rivières ou les marées noires seront transportés le long de la côte.
“L’étude représente un moyen moins coûteux de visualiser les flux d’eau côtiers”, explique Aislinn Dunne, un scientifique marin de l’équipe. “Les drones sont de plus en plus disponibles pour les scientifiques et les citoyens privés, cette méthode offre donc un moyen plus accessible et rentable pour la surveillance régulière du mouvement des eaux côtières.”
Référence : “Traçage de colorants et cartographie de la concentration dans les eaux côtières à l’aide de véhicules aériens sans pilote” par Kasper Johansen, Aislinn F. Dunne, Yu-Hsuan Tu, Samir Almashharawi, Burton H. Jones et Matthew F. McCabe, 21 janvier 2022, Rapports scientifiques.
DOI: 10.1038/s41598-022-05189-9
