Drones autonomes et capteurs de méthane en conditions extrêmes : la contribution de Skeyetech au projet scientifique européen MISO
En 2025, dans le cadre du projet scientifique européen et de la plateforme d’observation MISO, Azur Drones a déployé un système de drone autonome Skeyetech afin de contribuer à la surveillance des gaz à effet de serre dans certains des environnements les plus reculés et difficiles d’accès de l’Arctique. Cette mission scientifique, à laquelle nous avons participé, illustre le rôle croissant des drones autonomes et des technologies de capteurs avancés dans l’étude des dynamiques climatiques, en particulier dans les régions arctiques et les zones humides, où les émissions de méthane liées au dégel du pergélisol constituent un défi scientifique majeur.
La plateforme européenne MISO
Le projet MISO coordonné par MISO, l’institut de recherche de l’atmosphère Norvégien, s’inscrit dans un programme scientifique européen visant à améliorer la compréhension des processus environnementaux liés aux gaz à effet de serre. Il s’appuie sur la plateforme d’observation MISO (Multi-scale In Situ Observation platform), financée par le programme Horizon Europe, dont l’objectif est de fournir des données fiables et comparables issues d’observations de terrain.
Le projet MISO combine plusieurs approches complémentaires — capteurs au sol, chambres de flux, analyseurs de gaz ambiants et plateformes aériennes — afin de mieux caractériser les flux de méthane (CH₄) et de dioxyde de carbone (CO₂). Ces observations in situ jouent un rôle essentiel pour renforcer l’interprétation des données satellitaires et améliorer les modèles climatiques à grande échelle.
Skeyetech : une plateforme de drone autonome au service de la recherche scientifique
Azur Drones a conçu et développé le système Skeyetech comme une solution autonome de type drone-in-a-box, initialement destinée à des missions de surveillance continue à l’aide de différents capteurs, notamment des caméras thermiques et optiques. Dans le cadre du projet mené par le NILU, nous avons adapté notre solution à des usages scientifiques en y intégrant une charge utile de détection de méthane ainsi que des capacités de communication adaptées aux environnements isolés.
Le déploiement de Skeyetech dans le cadre du projet MISO a mobilisé l’ensemble des expertises d’Azur Drones : ingénierie réseau pour les communications LoRa, réglementation aérienne pour les opérations en Finlande et en Norvège, bureau d’études et ingénierie mécanique pour l’intégration des capteurs, ainsi que les équipes en charge de la gestion de projet, de la logistique et des opérations terrain. Cette approche pluridisciplinaire a permis de mener la campagne dans des environnements éloignés et fortement contraints, en particulier en Arctique.
Contraintes environnementales et opérationnelles en conditions extrêmes
Les environnements ciblés par le projet — zones humides boréales et régions arctiques — présentent des contraintes importantes : températures négatives, vents forts, humidité élevée, isolement géographique et faibles capacités de communication. À Svalbard, par exemple, les opérations ont été menées par des températures atteignant -5 °C, avec un refroidissement éolien proche de -15 °C.
Le système Skeyetech est conçu pour fonctionner de manière fiable entre –15 °C et +50 °C, avec une protection IP53 assurée par un système de régulation climatique intégré à la station. Cette robustesse opérationnelle constituait un prérequis essentiel pour soutenir des campagnes scientifiques de longue durée dans de telles conditions.
Une campagne en trois étapes
Novembre 2024: intégration de capteur et première phase de test en France
La première étape de la campagne s’est déroulée fin 2024 sur le site d’essai en vol, près de Bordeaux. Cette phase a permis de réaliser les premiers tests de terrain du système d’observation MISO embarqué sur drone, en conditions réelles, avant les déploiements en environnements humides et arctiques.
Notre drone Skeyetech a été équipé de capteurs de gaz basés sur la technologie NDIR (Non-Dispersive Infrared), incluant deux dispositifs embarqués : un capteur développé par NILU (LCS2) et un capteur fourni par Senseair (LCS1). Les essais ont confirmé le fonctionnement simultané de ces deux capteurs, aussi bien en modes de vol manuel qu’autonome.
À l’aide d’une source artificielle de méthane (CH₄), les tests ont démontré la capacité de ces capteurs à détecter efficacement le méthane en conditions de vol. Par ailleurs, le firmware embarqué du drone a été validé pour l’acquisition, l’enregistrement et la transmission en temps réel des données issues des deux capteurs.
Cette phase a également permis d’intégrer et d’adapter la chaîne de communication LoRa, avec un changement de protocole spécifique afin de répondre aux exigences de transmission longue portée et à faible consommation énergétique dans des zones dépourvues d’infrastructure. L’ensemble de ces essais a permis de valider l’architecture technique du système MISO avant les campagnes menées en milieux naturels.
Septembre 2025: essais en environnement humide en Finlande
La deuxième phase s’est tenue sur le site de recherche forestière de Hyytiälä, en Finlande, un environnement humide reconnu pour ses travaux sur les écosystèmes forestiers et les sciences atmosphériques. Pendant un mois, le système Skeyetech a été utilisé par les scientifiques pour mesurer les émissions de méthane dans des conditions naturelles.
Cette campagne a permis de comparer les données issues du drone et des capteurs embarqués avec des instruments de référence, de tester des chambres de flux au sol, et de réaliser un profilage vertical des gaz à effet de serre à l’aide du drone. Elle a constitué une étape clé dans la validation scientifique du dispositif avant son déploiement arctique.
Octobre 2025: déploiement arctique à Svalbard
La troisième et dernière phase de la campagne a eu lieu à Svalbard, en Arctique. Elle a représenté un défi logistique majeur pour les équipes d’Azur Drones, avec le transport, l’installation et la mise en service d’une station Skeyetech de plus de 400 kg dans une zone isolée.
Cette phase a inclus la préparation opérationnelle du drone, la validation des procédures de vol en environnement arctique (calibration GPS, perturbations magnétiques, définition des zones de vol) et la mise en place des communications. Les vols scientifiques, prévus pour soutenir les équipes de recherche européennes, visent à cartographier les concentrations de méthane et de CO₂ dans des zones sensibles au dégel du pergélisol.
Technologiées clés: capteurs de gaz et communication LoRa
Mesure du méthane et des gaz à effet de serre
Le système déployé repose sur l’utilisation d’un capteur de méthane prototype K96 de Senseair, capable de fournir des mesures en temps réel des concentrations de CH₄. Ces données contribuent à la caractérisation des points chauds d’émission et à l’amélioration de l’« upscaling » spatial de la variabilité des gaz à effet de serre.
L’intégration de ces capteurs sur une plateforme de drone autonome permet d’étendre considérablement la couverture spatiale des mesures, tout en conservant une forte cohérence avec les observations au sol.
Communication LoRa basse consommation en zones sans infrastructure
La transmission des données constitue un enjeu central dans les environnements dépourvus d’infrastructures. Dans le cadre du projet MISO, une architecture de communication LoRa de bout en bout a été mise en œuvre, permettant au drone d’agir comme relais mobile entre des capteurs statiques distants et les systèmes de stockage de données.
Cette approche à faible consommation énergétique est particulièrement adaptée aux déploiements de longue durée. Des solutions complémentaires, telles que le Wi-Fi pour les transferts à haut débit et la 4G comme canal de secours, ont également été testées afin de garantir la robustesse et la redondance du système.
La contribution d’Azur Drones au service de la science
À travers cette mission, Azur Drones a apporté son expertise en matière de plateformes autonomes, d’intégration de capteurs et de déploiement opérationnel en conditions extrêmes. L’adaptation de Skeyetech à des usages scientifiques, la gestion de la logistique arctique et le soutien aux équipes de recherche illustrent la capacité des drones autonomes à contribuer concrètement aux sciences de l’environnement.
Cette collaboration s’inscrit dans une approche Drone for Good, où la technologie est mise au service de la compréhension des changements climatiques et de la protection de la planète.
Vers un observatoire du méthane in situ plus robuste
En 2025, le projet MISO a permis de faire progresser la surveillance des gaz à effet de serre in situ et par drones, en transformant des innovations technologiques en solutions éprouvées sur le terrain. Les campagnes menées en milieux tempérés, humides et arctiques renforcent les bases d’un observatoire du méthane in situ capable de fournir des données fiables sur le long terme.
En combinant capteurs au sol, plateformes aériennes autonomes et communications basse consommation, NILU et ses partenaires ont contribué à une meilleure compréhension des émissions de méthane liées au dégel du pergélisol, et plus largement aux dynamiques climatiques globales.
