Le système ProBird est développée par le bureau d’étude Sens Of Life. Il permet de réduire et de qualifier la mortalité des oiseaux sur les parcs éoliens. Il a pour but de réguler les éoliennes ou d’activer des avertissements sonoressuite à la détection en temps réel d’une trajctoire à risque d’un oiseau. ProBird est basé sur des composants, des algorithmes et une architecture efficace et robuste. Il offre une efficacité optimale, aussi bien pour préserver la faune que pour limiter les pertes de productible.
ProBird est une solution innovante proposant à la fois :
• Une réduction de l’impact du fonctionnement des éoliennes sur les oiseaux. Ce premier mo- dule est basé sur une démarche éprouvée de détection en temps réel déclenchant un avertisse- ment des oiseaux ou une régulation des machines,
• Un outil de suivi direct et automatisé de la mortalité (oiseau et chauve-souris) évaluant en temps réel l’impact de l’éolienne équipée.
Les caméras sont utilisées pour la détection d’oiseaux à l’approche du parc éolien ou en approche des mâts. Elles sont spécifiquement développées pour Sens Of Life. Elles reposent sur un capteur HD ultrasensible (0.001 lux), à spectre de sensibilité élargi, protégé par un boitier, blindé contre les perturbations électromagnétiques.
Étude des comportements des rapaces face aux parcs éoliens dans plusieurs départements de France
L’ensemble caméra, système d’analyse et système de stockage est contenu dans un boitier. La caméra a une résolution d’au moins 2 méga pixels (3 MP possible), une sensibilité de 0.001 lux et un champ de vision de 120° horizontaux par 90 ° verticaux.
Les éoliennes sont équipées d’un bloc de 3 caméras chacune, permettant de détecter un rapace à 800 mètres, soit à une distance suffisante pour déclencher un arrêt des éoliennes afin que leur vitesse de rotation ne soit plus dangereuse lors du passage de l’oiseau. Cette précision limite les risques d’arrêts inutiles et réduit les pertes de production.
Les oiseaux détectés sur les sites d’étude sont analysés automatiquement en temps réel et l’indice d’activité est transmis vers le poste de livraison. L’automate local utilise ces données pour calculer le risque de collision. Ces données d’activité brute à hauteur de fonctionnement sont archivées dans une base regroupant la date, l’heure et les conditions météorologiques (vitesse de vent et température) pour chaque contact d’oiseaux. Certaines éoliennes sont également équipées de mégaphones, émettant un bruit lors de la détection d’un oiseau afin de l’avertir de la présence d’un
Figure 8 : "Les caméras utilisées pour la détection d’oiseaux à l’approche du parc éolien ou en approche des mâts", (Source : Sens Of
Life, 2019)
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danger. Ce bruit peut être paramétré en fonction de l’espèce détecté. La puissance maximale du haut- parleur et de 120 décibels. Ces haut-parleurs d’un nombre de 1 ou 2 sont installés par éolienne. Ils peuvent émettre de sons d’alerte pour les vols d’oiseaux ayant un potentiel risque de collision. Les avertissements sonores couvrent la zone de rotation des pâles. Leur déclenchement a lieu en temps réel grâce aux caméras soit moins de 2s après la détection du vol dans la zone de collision à risque. Les avertissements sonores sont présents sur la plupart des parcs éoliens.
Figure 10 : "Photo des surveillances quotidiennes", Source : Sens Of Life, 2019
Cette méthode d’avertissement sonore existe déjà et a fait ces preuves sur les aéroports (STAC, 2017). Depuis juillet 1989, la lutte contre le risque aviaire est réglementée en France. Tous les aérodromes d'intérêt national ont fait l'objet d'études spécifiques (lutte écologique) (Cleary and Dolbber, 2005). Depuis 2009, ils sont dotés d'un service de prévention du péril animalier chargé de mettre en œuvre les méthodes d'avertissement sonore. La présence d'oiseaux sur les aérodromes est souvent due à l'existence d'un attrait particulier. Il faut comprendre pourquoi les oiseaux viennent sur l'aérodrome, puis s'attacher à supprimer tout ce qui peut favoriser leur présence, dangereuse pour la navigation aérienne. Les actions préventives sont destinées à intervenir sur la niche écologique des animaux. Dans ce cas précis, les actions consistent à gérer, voire modifier ou réduire, les habitats présents pour qu’ils ne soient plus attractifs pour les espèces animales jugées dangereuses pour la sécurité aérienne. Il s’agit généralement d’actions dont les résultats positifs ne sont pas immédiats. Elles doivent par conséquent être combinées à des actions curatives de lutte animalière et à un suivi régulier permettant de valider, si besoin, l’efficacité des mesures.
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Les oiseaux sont particulièrement sensibles aux stimuli visuels et acoustiques (STAC, 2017). Des méthodes et des moyens d'avertissement sonore adaptés ont donc été développés. Les actions curatives consistent à déranger et stresser les animaux par la mise en œuvre d’un ensemble de moyens d'avertissement sonore aux effets immédiats (pyrotechnie, acoustique, optique, fauconnerie…). Les moyens mis en œuvre doivent être combinés entre eux et répétés régulièrement afin de limiter les phénomènes d’accoutumance et de renforcer l’efficacité des avertissements sonores (STAC, 2010).
• Equipement acoustique : émission de cris de détresse ou de signaux acoustiques utilisés pour l'avertissement sonore de groupes d’oiseaux posés.
• Equipement pyrotechnique : tir de fusées à courte portée (fusées détonantes, crépitantes) et à longue portée destinées à l’effarouchement des oiseaux posés et en vol.
• Equipement optique : utilisation d’une source laser fixe ou mobile (torche laser) « balayant » une zone plus ou moins vaste fréquentée par des oiseaux au sol.
• Equipement de chasse : utilisation d’un fusil de calibre 12 destiné à générer une pression de chasse sur l’aérodrome et à effectuer des prélèvements ponctuels d’animaux.
Dans certaines circonstances, notamment lorsque l’espèce animale représente un danger récurent pour la sécurité aérienne, il peut être nécessaire de mettre en place des moyens de capture et/ou de piégeage des individus afin d’en réduire le nombre pour ensuite les déplacer vers d’autres sites (STAC, 2016).
Les systèmes de détection par caméras peuvent être perturbés par des conditions météorologiques peu favorables aux déplacements des oiseaux (pluie et brouillard). Certaines de ces contraintes peuvent être contournées par l’installation d’un système radar.
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2) SaveWind par Biodiv-Wind
Le système équipe les éoliennes individuellement. Une installation standard (éolienne terrestre à axe horizontal de 2,5 MW) pour l’avifaune diurne comprend :
• Deux types de modules : détection et enregistrement (vidéo des intrusions),
• Quatre caméras HD (10 images/s) fixées sur le mât de l’éolienne à quelques mètres du sol et permettant de couvrir 360° autour de l’éolienne, extensible à 8 caméras.
• Ces éléments sont reliés à une unité informatique, installée à l’intérieur du mât de l’éolienne, qui analyse en temps réel et en continu les flux vidéo reçus afin de détecter les intrusions éventuelles. Une connexion Internet est nécessaire et l’ensemble communique avec le SCADA.
Le système analyse les pixels et la durée de l’information selon des paramètres modulables. Par exemple plus de 5 pixels sur plus d’une seconde peuvent déclencher l'avertissement sonore alors que plus de 5 pixels sur plus de deux secondes peuvent déclencher la mise en drapeau des pales. Le seuil de 5 pixels correspond approximativement à un Milan royal (Milvus milvus) à environ 300 m. Une des plus-values du système est le filtrage dynamique des pales du rotor qui permet de suivre les oiseaux derrière le rotor en mouvement. La courte durée des sons des avertissements sonores (1 seconde, répétés si nécessaires) limiterait l'effet d'accoutumance.
Dans un rapport confidentiel sur une expérimentation en Occitanie, l’installation était la suivante de juin 2015 à mars 2016 :
• 4 caméras HD 5 MP (110° d’angle horizontal et 77° d’angle vertical) avec une distance d’observation de 250m à 360°.
• 4 projecteurs sonores directionnels de 30W, disposés sur le mât de l’éolienne dans l’axe des points cardinaux à respectivement 5 et 8 m de hauteur.
Le rayon de détection dépend de l’importance des moyens mis en oeuvre. Il peut aller jusqu'à 1 km pour les grandes espèces (vautours), avec une identification en dessous de 200m. Le constructeur estime que pour un Milan royal (Milvus milvus) une distance de 200 m est suffisante car l’espèce a un vol lent et louvoyant. Ce serait bien évidement différent pour un Faucon pèlerin en piqué.
La détection ne fait pas appel à une triangulation car la puissance de calcul nécessaire serait trop importante avec des moyens informatique/communication ne correspondant pas à la stratégie d’adaptabilité par éolienne et à la préférence pour l'avertissement sonore. La technique de détection repose sur une analyse dynamique des pixels et de leur durée de présence.
Une installation standard (éolienne terrestre à axe horizontal de 2,5 MW) pour l’avifaune diurne comprend :
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• Quatre avertisseurs sonores IP 66 également fixés sur le mât de l’éolienne et également reliés à l’unité informatique.
Après sélection des paramètres de détection, modulables selon les enjeux du site, SafeWind engage par commande distante ou automatiquement des actions d'avertissement sonore ou de régulation. Ces actions sont ensuite arrêtées automatiquement dès que les oiseaux sont sortis de la zone de risque. SafeWind peut dialoguer directement avec le SCADA de l’éolienne (Ecosphère, 2017).