fr.wedoany.com Rapport : Le Centre aérospatial allemand (DLR) a développé et testé une plateforme de détection pour l'évaluation à distance de substances chimiques et biologiques dangereuses. Ce système, déployable sur des rovers autonomes et des drones, combine un réseau compact de capteurs multiples, la spectroscopie laser et des algorithmes d'intelligence artificielle, contribuant ainsi à fournir une évaluation rapide de la situation pour les secouristes d'urgence.
Afin de réduire les risques physiques lors des opérations d'intervention d'urgence, les travaux de développement se sont concentrés sur l'automatisation de la détection des dangers grâce à l'intégration de multiples capteurs. Ce système combine des caméras multispectrales, des techniques de mesure laser et le traitement de données par intelligence artificielle pour identifier de manière autonome les menaces solides sous forme de liquides et de poudres. Équipé sur des plateformes terrestres sans pilote, comme un petit rover ou la plateforme robotique SHERP testée sur le site du DLR à Oberpfaffenhofen, le système peut se rendre dans une zone cible et détecter des anomalies sans intervention humaine. Lors des premiers essais, le système a identifié des conteneurs suspects, des fûts, ainsi que des taches localisées de poudre ou de liquide sur les routes et les terrains découverts. Après l'identification visuelle, un spectromètre laser intégré peut évaluer la position cible à plusieurs mètres de distance, sans nécessiter de contact physique direct. En mesurant l'interaction entre le laser incident et la substance cible, le système optique peut effectuer directement une détection, une classification et une identification sur site des dangers chimiques et biologiques.
Cette suite technologique a été développée en collaboration par l'Institut de physique technique du DLR, l'Institut de technologie logicielle du DLR et l'Institut de robotique et de mécatronique du DLR. La validation du système comprend des évaluations en laboratoire menées conjointement avec l'Office fédéral allemand de la protection civile et de l'aide en cas de catastrophe (BBK) ainsi qu'avec l'Institut de la technologie de protection et de la protection NBC des forces armées allemandes (WIS). Des simulations opérationnelles ont été réalisées sur le site du DLR à Lampoldshausen, en utilisant une infrastructure de génie des procédés spécialement construite pour reproduire des installations de traitement chimique réelles. Thomas Dekorsy, directeur de l'Institut de physique technique du DLR, a indiqué que les méthodes de détection et d'identification varient en fonction des propriétés spécifiques de chaque substance dangereuse, nécessitant une intégration automatisée de multiples capteurs permettant au système de naviguer de manière autonome dans la zone cible, de localiser les objets et de déterminer la catégorie de la substance. Par ailleurs, pour faire face aux menaces aéroportées libérées lors d'incendies, d'accidents industriels, de défaillances techniques ou d'actes intentionnels, le DLR a également développé, pour le compte du BBK, une plateforme d'échantillonnage aérien. Ce système, monté sur un drone ou une plateforme mobile, permet de collecter à distance des échantillons de gaz et d'aérosols environnementaux pour une analyse ultérieure en laboratoire, remplaçant ainsi les méthodes d'échantillonnage manuelles qui nécessitent que les secouristes, équipés de protections, pénètrent dans des zones dangereuses.
La détection optique à distance de substances dangereuses repose généralement sur des techniques de spectroscopie laser actives, notamment la spectroscopie de claquage induit par laser (LIBS), la spectroscopie Raman et la fluorescence induite par laser (LIF). Dans un dispositif LIBS, des impulsions laser nanosecondes de haute énergie sont focalisées sur l'échantillon cible via un télescope de type Cassegrain, générant un micro-plasma à des distances de plusieurs dizaines de mètres. Lors du refroidissement des ions excités, des spectres atomiques spécifiques aux éléments sont émis, permettant une identification élémentaire quantitative sans préparation d'échantillon. Pour l'identification moléculaire des composés organiques, la spectroscopie Raman à distance mesure le déplacement de la diffusion photonique inélastique dû aux modes de vibration moléculaire. Les optiques de collecte focalisent le signal rétrodiffusé sur un détecteur à dispositif à transfert de charge (CCD) refroidi. Un détecteur à déclenchement temporel, synchronisé avec l'éclairage laser pulsé, permet de supprimer la lumière ambiante diurne et la fluorescence de fond, obtenant ainsi un rapport signal/bruit élevé lors des opérations sur le terrain.
