Institut d'Électronique et de Télécommunications de Rennes
UMR CNRS 6164

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Plateforme d’Ingénierie Multimodale Aéroportée (PIMA)

Partenaires


Contexte

L’observation et le suivi de l’environnement terrestre s’appuient principalement sur l’acquisition de données de télédétection optique et radar par des capteurs satellitaires ou aéroportés. La Bretagne a désormais la capacité d’acquérir des images satellitaires via la station de réception MSG2 située à l’Université de Rennes 2 et via la station VIGISAT portée par le GIS BRETEL (Bretagne-Télédétection) qui s’inscrit dans l’initiative européenne NEREUS (Network of European Regions Using Space technologies) dont la région Bretagne est devenue membre en 2009 après avoir été reconnue comme région Européenne d’excellence en télédétection.

L’objectif du projet PIMA (Plateforme d’Ingénierie Multimodale Aéroportée) est de développer une plateforme aéroportée pouvant accueillir des capteurs couvrant l’ensemble du spectre électromagnétique (de l’optique jusqu’aux micro-ondes).

Le développement de la plateforme aéroportée PIMA est en parfaite adéquation avec l’objectif principal du GIS BRETEL qui est de constituer un observatoire régional de télédétection afin que la Bretagne devienne la région française et européenne leader dans les domaines de la recherche et de la formation liés à l’exploitation des données satellitaires et aéroportées pour l’observation et la gestion de l’environnement. PIMA est désormais un élément fédérateur de la communauté scientifique bretonne de la télédétection en mettant à la disposition des laboratoires et des entreprises un moyen d’acquisition optique/radar aéroporté unique dans le milieu universitaire Européen. Cette plateforme aéroportée permet une avancée significative dans la compréhension des écosystèmes en milieux marins, côtiers, terrestres et urbains, répondant ainsi à l’initiative Européenne NEREUS et plus largement au programme Européen COPERNICUS (ex GMES).

Le projet PIMA est financé par des fonds Européens (FEDER), la Région Bretagne et Rennes Métropole.

Missions

La télédétection par imagerie optique multispectrale et hyperspectrale à haute et très haute résolution est aujourd’hui largement utilisée pour l’étude et le suivi des surfaces terrestres pour de nombreux champs d’application, tandis que l’imagerie optique laser aéroportée de type lidar ouvrent des perspectives intéressantes pour caractériser l’état des surfaces terrestres.

De façon complémentaire, la télédétection par imagerie SAR (Synthetic Aperture Radar) multimodale présente un intérêt évident dans des régions comme la Bretagne où la couverture nuageuse est fréquente. Les capacités jour-nuit et tout temps font de l’imagerie SAR une source d’informations unique dans les domaines de l’observation, de la surveillance et de la gestion de l’environnement.

L’imagerie aéroportée constitue une composante essentielle car elle permet la mise en œuvre rapide de techniques d’observation à la pointe de l’innovation, la validation de nouveaux concepts méthodologiques ou technologiques, à la préparation de futures missions spatiales de télédétection ou à la calibration/validation des nouveaux systèmes spatiaux d’observation de la terre. Elle permet également d’explorer des pistes instrumentales pouvant à terme être transférées vers l’opérationnel (transfert de technologie vers l’industrie) sur un porteur dédié avec une instrumentation adaptée aux besoins, et sert enfin de base d’images pour former la communauté scientifique mais également les pouvoirs publics et les industriels à l’utilisation de ces nouvelles données.

Le plateau PIMA est également un objet de recherche comme support aux expérimentations de l’IETR relatives à l’aéronautique du futur en matière de nouveaux matériaux fonctionnels et de systèmes de communications, et qui s’inscrivent dans le cadre du CPER 2015 – 2020 SOPHIE / STIC&Ondes (projets NAVIgANT, CASCADE, Sys-OH, MAT-ET-TIQ, RAMI, MIDEM) et MATECOM (projet ANTIDOT).

Le plateau PIMA est ainsi un projet fédérateur de l’Unité puisqu’il est au cœur des activités de recherche des équipes : Systèmes Rayonnants Complexes (SRC), Matériaux Fonctionnels (MF), Signal, Communications, Electronique Embarquée (SCEE), Propagation-Localisation (PL) et Télédétection (TEL).

Equipements

L’avion qui a été acquis par l’IETR en janvier 2015 est un Flight-Design CTLSi-100. Il s’agit d’un avion, qui sous le régime ULM classe 3, peut être utilisé en condition de vol VFR-VMC. Il est équipé de l’ensemble des systèmes navigation, radiocommunications modernes qui lui permettra d’évoluer dans les espaces aériens contrôlés. Pour assurer la sécurité de l’équipage, cet ULM est équipé d’un parachute balistique de survie, de balises de détresse, de différents équipements de sécurité. Il dispose d’un cargo-pod amovible dans lequel viennent se loger nos appareillages scientifiques.

Cet appareil possède un long rayon d’action (1500 km), une autonomie de 8h de vol, permet des vols jusqu’à 6000 m d’altitude (19500 ft) et offre une large plage de vitesse utilisable, de 65 à 250 km/h. Il est qualifié "vol en haute montagne", "vol basse altitude < 150m", "survol maritime" et "photographie aérienne". L’avion est stationné à l’ACRIV de l’aéroport IFR de Rennes - St Jacques.

Pour s’assurer une totale autonomie dans le déploiement de la plateforme aéroportée, l’IETR a choisi de créer en 2010 une "base avion" sur sa station expérimentale de Monterfil. Cette base comporte un hangar de 220 m² dédié aux activités aéronautiques et une piste pour avions légers de type ULM qui a été agréée le 9 février 2011 par la préfecture de Rennes, la DGAC-Ouest, la FFA et la FFPLUM.

Les instruments d’imagerie sont implantés sur le système aéroporté, dans un container sous voilure appelé pod dans lequel peuvent être embarqués :
- les caméras multispectrales et hyperspectrales AISA Eagle (type pushbroom) de l’équipe de télédétection (ex équipe TSI2M) de l’IETR,
- le système PoSAR-MC (Pocket-SAR Multi-Channels) qui est un radar à ouverture synthétique (SAR) fonctionnant en mode polarimétrique, interférométrique et tomographique et couvrant les bandes X (10 Ghz), C (5 GHz) et L (1 GHz) développé par l’équipe de télédétection (ex équipe SAPHIR) de l’IETR.

Disposer d’un avion biplace qui vole sous régime déclaratif et sur lequel il est facile d’installer des systèmes de mesures, standardisés ou prototypes développés à l’IETR, permet une forte réactivité quant au déploiement d’un système aéroporté pour réaliser et tester en configuration réelle de vol, des systèmes de mesures ou de caractérisations.










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