FR3169063A1 - Dispositif et procédé de détection, de classification et d’effarouchement d’un animal volant - Google Patents

Abstract

La présente invention a pour objets un dispositif et un procédé de détection, de classification et d’effarouchement d’un animal volant, et en particulier d’une espèce aviaire ou d’un chiroptère. L’invention a pour premier objet un dispositif de détection et d’effarouchement d’un animal volant comprenant au moins des moyens pour l’acquisition de données dans une zone de surveillance, des moyens pour l’analyse des données acquises, des moyens pour la génération d’au moins un signal d’effarouchement et optionnellement des moyens pour réguler le fonctionnement d’une structure d’une zone d’activité. L’invention trouve notamment son application dans les domaines aéronautique, agricole, de la production d’énergie, tels que l’énergie d’origine éolienne ou photovoltaïque, de la protection de l’environnement et tout domaine d’activité humaine réalisée dans des sites d’installations sensibles. Un dispositif et un procédé selon l’invention sont notamment utiles pour la détection et l’effarouchement d’oiseaux lorsque ceux-ci entrent dans une zone critique située autour de sites d’activité humaine.

Description

Dispositif et procédé de détection, de classification et d’effarouchement d’un animal volant

La présente invention a pour objets un dispositif et un procédé de détection, de classification et d’effarouchement d’un animal volant. Un dispositif et un procédé selon l’invention sont notamment utiles pour la détection et l’effarouchement d’oiseaux lorsque ceux-ci entrent dans une zone critique située autour de sites d’activité humaine.

La présente invention se situe donc dans le domaine des systèmes d’effarouchement des animaux, et en particulier des animaux appartenant à une espèce aviaire. L’invention trouve notamment son application dans les domaines aéronautique, agricole, de la production d’énergie, tels que l’énergie d’origine éolienne ou photovoltaïque, de la protection de l’environnement et tout domaine d’activité humaine réalisée dans des sites d’installations sensibles.

Certains écosystèmes d’activités humaines tels que les aéroports offrent aux oiseaux un espace naturel protégé et constituent un lieu de halte pour les espèces migratrices. Cependant les collisions entre les oiseaux et les structures de ces sites d’activité génèrent une importante mortalité des oiseaux et occasionnent des dommages matériels et/ou une diminution du fonctionnement du site d’activité. Les espèces présentant un danger pour ces installations sont notamment les rapaces et les espèces dont le comportement est grégaire. Les animaux volants autour de sites d’activités humaine peuvent être blessés ou tués par celles-ci : des espèces aviaires peuvent être blessées ou tuées lors d’une collision avec des pales d’éoliennes en activité, des chauves-souris peuvent être blessées par les fortes différences de pression existant autour d’éoliennes en fonctionnement.

La prévention du risque aviaire consiste à réduire la présence d’oiseaux dans les alentours des sites d’activité sensible. L’effarouchement d’espèces aviaires prend des formes variées telles que les battues, la chasse règlementée, l’émission d’alarmes sonores ou lumineuses ou l’élevage de prédateurs naturels effaroucheurs à proximité de ces zones.

EP 2 779 827 B1 décrit un procédé et un dispositif destinés à effaroucher les animaux de zones sensibles d’activité humaine. Le procédé d’effarouchement comprend la génération d’au moins un signal visuel à effet looming, ce signal comprenant au moins une image de taille variable au cours du temps.

WO 2014/085328 décrit un système comprenant une caméra, détectant la présence et la proximité d’un oiseau dans une zone définie, et un moyen d’émission d’ultrasons ou de projection de substances destiné à influencer la trajectoire du vol d’un oiseau.

US 2013/0050400 décrit un dispositif pour éviter les collisions d’oiseaux avec les éoliennes, dans lequel au moins une caméra panoramique installée directement sur une éolienne, génère des images de l’environnement de celle-ci, et un système d’évaluation détecte la présence d’oiseaux dans cet environnement.

US 5 774 088 décrit un dispositif comprenant l’émission de microondes destinées à alerter les oiseaux volant à proximité de zones d’activité humaine. Les émissions sont détectées par l’appareil auditif des oiseaux et les alerte sur la présence d’une zone protégée. Le système peut rester en mode veille jusqu’à ce qu’une antenne détecte un oiseau et mette en marche le système d’émission de microondes.

En présence d’espèces protégées, la législation locale peut imposer la régulation du fonctionnement d’une activité, les ralentissements et arrêts occasionnent une perte de productivité. Il est donc souhaitable de disposer de moyens conduisant à protéger l’avifaune tout en optimisant le fonctionnement et l’exploitation de sites d’activité humaine situés à proximité de zones de vie ou de passage de l’avifaune.

La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients précités. Elle concerne un dispositif et un procédé de détection et d’effarouchement d’animaux volants, en particulier d’espèces aviaires, à proximité d’un site d’activité. Le cas échéant, la présente invention assure la régulation du fonctionnement de structures d’un site d’activité en fonction du risque de collision préalablement évalué par le dispositif.

BREVE DESCRIPTION DE L’INVENTION

Les inventeurs ont mis au point un dispositif et un procédé pour la détection, la classification et l’effarouchement d’un animal volant lorsque celui-ci vole à proximité d’un site sensible d’activité humaine, ainsi que la gestion du fonctionnement d’au moins une structure dudit site d’activité.

Un dispositif et un procédé selon l’invention présentent l’avantage d’apporter une solution écologique et non létale pour le respect de l’environnement et de la faune. L’efficacité de ce dispositif et de ce procédé sont immédiates et durables. Ils présentent en outre une facilité d’installation et d’utilisation.

Grâce à ses moyens d’analyse, un dispositif selon l’invention permet, le cas échéant, une identification précise des espèces aviaires et une analyse du comportement de l'avifaune, les données sont analysées de façon flexible et globale, l’efficience des systèmes peut être identifiée, et des corrections ou réglages peuvent être apportés si nécessaire.

Dans le cadre d’une utilisation aux alentours d’un parc éolien, un dispositif et un procédé selon l’invention répondent aux exigences de mesures, de suivi et d'analyse durant les différentes phases du projet de parc, depuis sa conception jusqu’à son exploitation. Ils apportent une solution fiable et évolutive répondant aux contraintes réglementaires croissantes et aux exigences de protection de la biodiversité.

Un dispositif et un procédé selon l’invention ont démontré leur grande efficacité pour effaroucher les rapaces volant auprès de parcs éoliens. En combinant un système efficace de détection et d’effarouchement avec une gestion optimisée du fonctionnement de sites d’activité dans lequel le fonctionnement de structures est modifié uniquement quand nécessaire après l’effarouchement, un dispositif et un procédé selon l’invention protègent l’avifaune tout en limitant les perturbations de l’activité et les pertes consécutives à ces perturbations.

L’invention a pour premier objet un dispositif de détection et d’effarouchement d’un animal volant comprenant au moins : des moyens pour l’acquisition de données dans une zone de surveillance, des moyens pour l’analyse des données acquises, des moyens pour la génération d’au moins un signal d’effarouchement et optionnellement des moyens pour réguler le fonctionnement d’une structure d’une zone d’activité.

L’invention a pour deuxième objet un procédé de détection et d’effarouchement d’un animal volant comprenant au moins les étapes suivantes : acquisition de données relatives à tout objet volant dans une zone de surveillance, analyse des données acquises et, le cas échéant, génération d’au moins un signal d’effarouchement et optionnellement l’activation de la régulation du fonctionnement d’une structure d’une zone d’activité.

L’invention a également pour objet un modèle de classification, préalablement entraîné sur un jeu de données d’apprentissage, pour la détection et la caractérisation d’un animal volant et, le cas échéant, pour la génération de moyens d’effarouchement d’un animal volant et optionnellement pour la régulation du fonctionnement d’une structure d’une zone d’activité. L’invention a pour objet l’utilisation d’un dispositif, d’un procédé ou d’un modèle de classification selon l’invention pour la détection et l’effarouchement d’un animal volant. L’invention a enfin pour objet une structure comportant un dispositif selon l’invention.

Les objets et caractéristiques de l’invention apparaitront clairement à la lecture de la description détaillée de celle-ci, des exemples et des figures dont la légende est décrite.

Dans l’exposé de la présente invention, le terme « pour » comme dans l’expression « pour la détection » signifie « configuré pour la détection ».

Lorsqu’un intervalle ou une plage de valeur sont indiqués, les bornes citées sont considérées comme faisant partie de l’intervalle ou de la plage de valeurs.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION

Selon un premier objet, l’invention concerne un dispositif de détection et d’effarouchement d’un animal volant, ledit dispositif comprenant au moins :
a) des moyens pour l’acquisition de données relatives à une zone de surveillance située autour d’un site d’activité,
b) des moyens pour l’analyse des données acquises lors de l’étape a), lesdits moyens étant configurés pour au moins une des actions consistant à :
i) détecter et identifier les objets volants présents dans la zone de surveillance,
ii) classifier les objets selon leur nature et optionnellement selon leur espèce, le cas échéant classifier un objet en animal volant,
iii) estimer la trajectoire et la vitesse des objets,
iv) estimer la distance entre l’objet et au moins une structure du site d’activité,
v) évaluer le risque de collision entre l’objet et ladite structure et, le cas échéant, déclencher une action,
c) des moyens pour la génération d’au moins un signal d’effarouchement, ledit au moins un signal étant géré par des moyens de gestion et émis par des moyens d’émission, et
d) optionnellement, des moyens pour la régulation du fonctionnement d’au moins une structure du site d’activité,
caractérisé en ce que les moyens pour l’acquisition de données, les moyens pour l’analyse des données, les moyens pour la génération d’au moins un signal d’effarouchement, et optionnellement les moyens pour la régulation du fonctionnement d’au moins une structure sont interconnectés.

Par « animal volant » on entend tout animal appartenant à la classe des vertébrés et capable de voler. Ce groupe comprend notamment les espèces aviaires, c’est-à-dire les oiseaux, appartenant à la classe « Aves », et les chiroptères, ou chauves-souris.

L’invention a particulièrement pour objet un dispositif de détection et d’effarouchement d’un animal classifié parmi les espèces aviaires.

Par « espèce aviaire » on entend une espèce d’oiseau au sens de la classification des oiseaux par ordres et familles. De nombreuses espèces aviaires sont susceptibles d’être détectées, identifiées et effarouchées par un dispositif selon l’invention. Les rapaces, ou oiseaux de proie, sont particulièrement susceptibles d’être détectés par un dispositif selon l’invention. Parmi les rapaces connus, on peut notamment citer : aigles, buses, busards, faucons, éperviers, milans, vautours, etc… D’autres oiseaux sont également susceptibles d’être détectés et effarouchés par le dispositif selon l’invention, tels que les corvidés, les oiseaux de mer telle que les laridés, sternes, alcidés, labbes et procellariiformes.

Par « site d’activité » on entend un site sensible d’activité humaine, notamment une installation aéroportuaire, un parc éolien terrestre ou marin, un parc photovoltaïque, une zone cultivée, une zone d’installation de grands pylônes électriques, et toute zone comprenant bâtiments ou structures que des animaux volant dans la zone pourraient heurter et/ou dégrader lors d’une collision.

Par « zone de surveillance » on entend un volume aérien situé autour d’une ou plusieurs structures d’activité et susceptible d’être surveillé par au moins un moyen d’acquisition de données. Les dimensions de la zone de surveillance dépendent d’une part de l’emplacement de l’installation et d’autre part des capacités techniques et du dimensionnement du système d’acquisition de données et du signal d’effarouchement utilisé. Par exemple pour un signal visuel d’effarouchement avec l’émission d’au moins une image, la taille du panneau d’affichage est importante : plus les panneaux sont grands, plus la distance de détection par les oiseaux est grande. Par exemple avec des panneaux d’affichage de 4m sur 4m il est possible de couvrir une zone de roulage des avions ainsi que la zone de décollage des appareils.

Par « zone critique » on entend un volume aérien, inclus dans le volume aérien de la zone de surveillance, situé autour d’une ou plusieurs structures du site d’activité. La zone critique est la partie de la zone de surveillance dans laquelle le risque de collision d’un animal volant avec une structure est plus élevé que partout ailleurs dans la zone de surveillance.

Dans le cas d’un parc éolien par exemple, la zone critique peut être définie par une distance inférieure ou égale à 300 mètres d’au moins une éolienne. Selon les performances des moyens d’acquisition de données d’un dispositif selon l’invention, cette distance peut être augmentée. De façon générale, la zone critique inclut un volume aérien compris entre 300 et 1000 mètres autour d’une structure d’activité. LaFIG. 1représente un mode de réalisation particulier dans lequel un dôme de protection de 350 mètres est situé autour d’une éolienne.

Par « régulation d’un fonctionnement d’au moins une structure du site d’activité humaine » on entend, par exemple :
- pour un aéroport :la régulation du décollage et de l’atterrissage d’aéronefs,
- pour un parc éolien : la régulation du fonctionnement d’une ou plusieurs éoliennes par diminution, arrêt, reprise et/ou augmentation de l’activité.

Les moyens pour l’acquisition de données relatives à tout objet volant présent dans la zone de surveillance sont configurés pour fournir des données concernant cette zone. Ces moyens sont choisis parmi :
- les moyens de détection visuelle : comme par exemple une caméra, qui fournit des images et données vidéo, ces données sont issues de caméras haute résolution (notamment des caméras PTZ ou thermiques), permettant une surveillance continue de la zone, ces moyens permettent d’analyser visuellement les objets en mouvement,
- les systèmes d’enregistrement auditif, comme des microphones directionnels ou omnidirectionnels qui capturent des données sonores, ces données sont utilisées pour détecter les cris ou autres sons spécifiques émis par les oiseaux, et
- les moyens de détection de type radar, ces moyens mesurent des paramètres précis tels que la position, la vitesse et la trajectoire des objets détectés, ils sont très efficaces pour surveiller les objets dans des conditions de faible visibilité comme le brouillard ou la nuit.

Un dispositif selon l’invention comprend au moins un, deux ou trois moyens de détection, de nature semblable ou différente. Par exemple, un dispositif selon l’invention comprend au moins une caméra, un microphone et un radar. La combinaison de multiples moyens de détection permet de garantir une collecte de données multispectrales fiable, en couvrant toutes les conditions environnementales et en assurant une redondance entre les capteurs.

Ledit au moins un moyen de détection est installé de façon à ce que l’acquisition des données soit optimale pour la surveillance du site d’activité. Selon un mode de réalisation particulier les moyens d’acquisition, par exemple des microphones et des caméras thermiques pour la détection de l’activité aviaire et/ou de chiroptères, sont installés au-dessus de la porte d’accès à une éolienne pour une étude au sol et en nacelle pour une étude autour du rotor de l’éolienne. Chacun desdits moyens de détection est connecté au moyen d’analyse des données acquises.

Plus particulièrement, un dispositif selon l’invention est configuré pour au moins une des actions suivantes :
- la détection et la classification d’espèces animales situées dans une zone de surveillance, aux alentours d’un site sensible d’activité humaine,
- l’émission d’au moins un signal d’effarouchement dès l’entrée de l’oiseau surveillé dans une zone critique à proximité de ladite zone sensible d’activité humaine, et
- le suivi de la trajectoire de l’oiseau pendant et après l’émission dudit signal d’effarouchement et, optionnellement, la régulation de la fonction d’au moins une structure dudit site sensible d’activité humaine.

De préférence, un dispositif selon l’invention est configuré pour la réalisation d’au moins les trois actions précitées.

Les moyens pour l’analyse des données d’un dispositif selon l’invention comprennent notamment un système de reconnaissance d’images, de sons et de données radar. Les moyens pour l’analyse des données sont configurés pour traiter l’ensemble des données image, son et/ou radar, et réaliser l’analyse de ces données. En pratique, les moyens pour l’analyse des données d’un dispositif selon l’invention sont configurés pour la réalisation d’au moins une des opérations suivantes :
- détection des objets,
- classification des objets,
- estimation de la trajectoire et de la vitesse des objets,
- estimation de la distance entre un objet et au moins une structure du site d’activité,
- évaluation du risque de collision entre l’objet et ladite structure et, le cas échéant, pour déclencher une action.

En pratique, les moyens pour l’analyse des données d’un dispositif selon l’invention sont configurés pour la réalisation d’une, deux, trois, quatre ou la totalité des opérations suivantes :
- détection des objets,
- classification des objets,
- estimation de la trajectoire et de la vitesse des objets,
- estimation de la distance entre un objet et au moins une structure du site d’activité,
- évaluation du risque de collision entre l’objet et ladite structure et, le cas échéant, pour déclencher une action.

Par « détection des objets », on entend le traitement des données collectées par les moyens d’acquisition de donnée, à l’aide d’algorithmes, pour identifier le ou les objets présents dans la zone de surveillance. L’objectif est d’identifier les objets en temps réel tout en associant les données issues de plusieurs capteurs pour maximiser la fiabilité de la détection.

Par « classification des objets », on entend la catégorisation des objets en fonction de leur nature (par exemple : oiseau, drone, débris ou autre) et, si possible, de leur espèce. Pour un objet classé parmi les animaux, les moyens pour l’analyse des données permettent d’identifier l’espèce de l’animal, notamment l’espèce aviaire. Cette identification est fondée sur au moins un critère tel que : sa taille, sa vitesse, sa trajectoire et son comportement.

L’estimation de la trajectoire et de la vitesse de l’objet, a pour objectif de prédire si un objet s’approche dangereusement d’une structure et le cas échéant d’estimer son moment d’arrivée sur ladite structure.

L’estimation de la distance entre un objet et au moins une structure du site d’activité consiste notamment à évaluer si l’objet détecté se trouve à une distance critique de la structure. Les données radars combinés aux données visuelles permettent de calculer la distance précise entre l’objet et au moins une structure. Si l’objet se trouve à une distance égale ou inférieure à une distance seuil par rapport à une structure, l’objet a donc franchi le seuil d’entrée dans la zone critique, le système considère cela comme une situation à risque et déclenche une action. Autrement dit, un objet volant à une distance inférieure à une distance seuil se situe dans une zone critique autour d’une structure ou d’un site d’activité. Dans le cas d’éoliennes, la distance seuil peut notamment être de 300 mètres.

Les moyens pour l’analyse des données sont donc configurés pour prendre une décision lors de la survenue d’une situation considérée comme à risque et pour déclencher une action destinée à mettre en œuvre une ou plusieurs mesures appropriées pour limiter ou éviter toute collision.

Les moyens pour l’analyse des données sont configurés en outre pour envoyer un signal aux moyens de génération d’au moins un signal d’effarouchement lors du franchissement par l’animal du seuil d’entrée dans une zone critique de la zone de surveillance.

Optionnellement, les moyens pour l’analyse des données d’un dispositif selon l’invention sont configurés pour envoyer un signal aux moyens de régulation du fonctionnement de la (ou les) structure(s) du site d’activité dont s’approche l’objet. Ce signal est destiné à diminuer et/ou arrêter le fonctionnement de la structure, en urgence quand nécessaire, si le résultat du calcul indique un risque de collision supérieur à une valeur déterminée.

Optionnellement, selon la nature de la structure ou du site d’activité, l’action consiste, en un second temps, en l’envoi d’un signal aux moyens de régulation du fonctionnement de la (ou les) structure(s) du site d’activité dont s’approche l’objet.

Selon un mode de réalisation particulier, les moyens pour l’analyse des données d’un dispositif selon l’invention sont configurés pour calculer la probabilité de collision de l’animal volant avec au moins une des structures du site d’activité. Ce calcul se fonde sur l’analyse de données image, son et/ou radar, l’analyse de sa trajectoire et l’estimation de sa vitesse et la position d’au moins une structure du site d’activité, avec laquelle les moyens d’analyse des données ont été préalablement programmés. Le résultat du calcul de la probabilité de collision est ensuite comparé avec une valeur prédéterminée, programmée dans les moyens pour l’analyse des données. si le résultat du calcul indique un risque de collision supérieur à une première valeur déterminée, l’activation d’un module de régulation du fonctionnement de ladite structure, pour diminuer et/ou arrêter le fonctionnement de la structure.

Selon un mode de réalisation particulier, les moyens pour l’analyse des données d’un dispositif selon l’invention sont configurés pour envoyer un signal d’activation à un module de régulation du fonctionnement de ladite structure, pour augmenter ou redémarrer son fonctionnement si le résultat du calcul indique un risque de collision inférieur à la valeur déterminée.

Enfin, les moyens pour l’analyse des données d’un dispositif selon l’invention sont configurés pour que, lorsque l’objet volant considéré est situé hors de la zone critique, le système revient à une phase de surveillance standard, prêt à détecter et à gérer d’autres menaces potentielles. Un dispositif selon l’invention permet ainsi d’assurer une surveillance continue du site d’activité concerné.

Selon un mode particulier de réalisation d’un dispositif selon l’invention, les moyens pour l’analyse des données acquises par les moyens de détection sont fondés sur un outil informatique comprenant un module d’intelligence décisionnelle (ID, business intelligence ou BI en anglais) fondé sur les technologies de l’intelligence artificielle (IA).

Selon ce mode particulier de réalisation, l’intelligence artificielle effectue des analyses complexes à partir des données collectées et la plateforme d’informatique décisionnelle transforme les données brutes en informations exploitables pour aider à la prise de décision.

Les données collectées par les capteurs sont traitées à l’aide d’algorithmes avancés pour identifier les objets présents dans la zone de surveillance. Selon des modes de réalisation particuliers : les données vidéo sont analysées par des modèles de réseaux neuronaux convolutifs (Convolutive Neural Network ou CNN) tels que YOLO (You Only Look Once) ou SSD (Single Shot Detector), ces algorithmes détectent rapidement les objets en mouvement (oiseaux, drones ou autres) ; les données radar sont analysées pour identifier les objets en fonction de leur position, altitude et déplacement ; une analyse spectrale des données sonores est réalisée pour reconnaître les signatures sonores spécifiques aux espèces d’oiseaux. Un tel dispositif permet d’identifier les objets en temps réel tout en associant les données issues de plusieurs capteurs pour maximiser la fiabilité de la détection.

Selon un mode particulier de réalisation, une fois que les objets ont été détectés, ils sont classés en fonction de leur nature et, si possible, de leur espèce. La classification des données est réalisée via un modèle de réseaux neuronaux convolutifs : les objets détectés sont catégorisés, par exemple en oiseau, drone ou débris. Si des modèles spécifiques ont été préalablement entraînés, le système peut reconnaître des espèces précises, en particulier celles protégées ou en danger.

Le cas échéant, les signatures sonores et les trajectoires détectées par radar aident à affiner la classification.

Cette étape de classification permet de prioriser les objets nécessitant une intervention immédiate, notamment les oiseaux proches ou appartenant à des espèces sensibles.

L’estimation de la trajectoire et de la vitesse des objets détectés est cruciale pour anticiper leur comportement. Les données vidéo et radar sont utilisées pour modéliser la trajectoire actuelle et prédire les mouvements futurs à l’aide de filtres de Kalman ou autres méthodes de modélisation mathématique. Les capteurs radar mesurent la vitesse des objets pour évaluer les risques d’impact ou de passage dans des zones critiques. Cette étape permet de prédire si un objet s’approche dangereusement des structures et estimer son moment d’arrivée.

L’estimation de la distance et la vérification du seuil critique sont réalisées après estimation de la trajectoire et la vitesse de l’objet. Les moyens d’analyse de données évaluent si l’objet détecté se trouve à une distance critique : Les données radars combinés aux données visuelles permettent de calculer la distance précise entre l’objet et les structures. Si l’objet se trouve à une distance inférieure à un seuil prédéterminé, le système considère cela comme une situation à risque et déclenche une action. Plus particulièrement, dans un dispositif selon l’invention ledit seuil peut être fixé à 300 mètres des structures. Cette étape a pour objectif d’activer, le cas échéant, un signal approprié pour limiter le risque de collision

Plus particulièrement, dans un dispositif selon l’invention, les moyens pour l’analyse des données ont été préalablement entraînés avec un jeu de données pertinents.

Encore plus particulièrement, les moyens pour l’analyse des données ont été préalablement entraînés avec un jeu de données relatives à au moins une espèce aviaire, afin de déterminer précisément si l’animal appartient à ladite espèce aviaire.

Par « détermination du seuil d’entrée dans la zone critique » on entend la programmation préalable des moyens d’analyse des données avec la localisation du seuil d’entrée dans la zone critique, et l’analyse de données image, son et/ou radar, selon les résultats de l’analyse des données, détermination du franchissement par l’animal du seuil d’entrée dans la zone critique est réalisée.

Les moyens pour l’analyse des données sont configurés pour envoyer un signal d’activation aux moyens pour la génération d’au moins un signal d’effarouchement lors du franchissement par l’animal du seuil d’entrée dans une zone critique de la zone de surveillance.

Selon un aspect particulier, dans un dispositif selon l’invention, les moyens pour la génération d’au moins un signal d’effarouchement sont gérés par au moins un moyen de gestion et émis par au moins un moyen d’émission.

L’utilisation de stimuli lumineux tels des flashes lumineux et des rayons laser est largement décrite. Les effaroucheurs sonores exploitent la sensibilité auditive des oiseaux en émettant différents types de sons : des ultrasons, des cris de prédateurs, des cris de détresse ou des sons artificiels perturbateurs.

Dans un dispositif selon l’invention, un signal d’effarouchement peut être choisi parmi : un signal visuel, notamment un signal lumineux ou un signal comportant au moins la diffusion d’une image, un signal auditif, notamment un signal aux ultrasons, ou une combinaison de signaux.

Les moyens pour la génération dudit signal d’effarouchement sont bien connus par une personne du métier.

Lesdits moyens d’émission sont placés en des endroits sélectionnés pour leur visibilité ou leur accessibilité pour un animal volant dans la zone de surveillance. Ces moyens d’émission sont placés dans la zone critique. La personne du métier pourra déterminer les emplacements optimaux d’installation en fonction de la nature du site d’activité. Selon un mode de réalisation particulier, des panneaux lumineux de type écran LED de forme ronde et d’un diamètre d’au moins 1 mètre sont fixés sur le mat d’une éolienne à une hauteur comprise entre 6 et 12 m par rapport au sol. Selon un autre mode de réalisation particulier, des panneaux lumineux sont installés dans différents points stratégiques de la zone d’activité, en fonction de l’implantation du site d’activité.

Plus particulièrement, l’invention a pour objet un dispositif de détection et d’effarouchement visuel d’un animal volant, selon lequel le signal d’effarouchement est un signal à effet looming dans lequel la taille d’au moins une image varie au cours du temps, une augmentation de la taille de l’image simulant une approche par une augmentation de la taille de l’image.

L'effet looming est une illusion d'optique consistant à émettre l’image d’un objet de taille variable progressivement, lors du grossissement de la taille de l’image, le spectateur a l’illusion d'un objet qui grossit rapidement, comme s'il se rapprochait à grande vitesse du spectateur. Un signal avec effet looming simule une collision ou attaque imminente pour un oiseau et déclenche sa fuite. Le terme « looming » signifie « imminent » ou « qui apparaît » en anglais (Hausbergeret al.«“Wide-eyed glare scares raptors : from laboratory evidence to applied management”, PLOS One, 11 octobre 2018, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0204802).

Des observations effectuées lors de l’effarouchement de rapaces montrent que l’utilisation d’un tel signal conduit à une modification rapide du comportement des rapaces et que cet effet est durable, même lorsque la population aviaire est importante localement (Hausberger et al, 2018).

Dans un dispositif selon l’invention, un effet looming peut être obtenu à l’aide d’une image représentant des cercles concentriques noirs sur fond blanc, ou une image symbolisant un ou deux yeux, en faisant grossir la taille de l’image. L'animation des cercles concentriques est conçue pour maximiser l'effet de rapprochement rapide. De préférence, dans un dispositif selon l’invention, l’image utilisée pour le signal visuel consiste en une paire de disques noirs.

Les rapaces susceptibles d’être effarouchés par un signal à effet looming sont notamment : les milans, les faucons, aigles, buses, busards, éperviers les vautours, etc…

Selon un aspect particulier, dans un dispositif selon l’invention, les moyens pour la génération d’au moins un signal visuel d’effarouchement, dans lequel ledit signal visuel comporte au moins une image, sont gérés par au moins un moyen de gestion et émis par au moins un moyen d’émission.

Le signal visuel d’effarouchement comprend au moins l’émission d’une image, figurative ou abstraite, pendant une durée variable selon la programmation du dispositif selon l’invention, selon une forme et une séquence choisie afin de provoquer l’effarouchement d’au moins un animal volant, selon l’espèce considérée.

Les moyens d’émission du signal visuel d’effarouchement sont choisis parmi : des écrans, tels que des écrans LED.

De préférence, lorsque ledit signal visuel est généré, il est visible pendant une durée comprise entre 5 et 10 minutes, en fonction de la présence détectée dans la zone critique. L’augmentation de la taille de l’image peut être progressive, la vitesse d’augmentation de la taille de l’image est régulière ou variable. La vitesse d’augmentation est configurée en fonction d’un paramètre fixe ou en fonction de l’estimation de la vitesse d’approche de l’oiseau ou de sa distance par rapport à la structure du site d’activité. La fréquence d’augmentation de la taille du signal est aussi configurée en fonction d’un paramètre fixe ou en fonction de l’estimation de la vitesse d’approche de l’oiseau ou de sa distance par rapport à la structure du site d’activité.

Un dispositif selon la présente invention comprend au moins un moyen de génération de signal visuel, ce moyen est notamment choisi parmi : un écran électronique (ou panneau) qui affiche directement le signal visuel et un système de projection qui projette le signal sur une surface choisie.

Dans un dispositif selon l’invention, les moyens pour l’acquisition de données, les moyens pour l’analyse des données, les moyens pour la génération d’au moins un signal d’effarouchement, et optionnellement les moyens pour la régulation du fonctionnement d’au moins une structure, sont interconnectés.

Les moyens de détection et les moyens d’analyse sont de type informatique et sont interconnectés à l’aide des câbles RJ45 et/ou HDMI concernant les écrans LED.

Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un dispositif de détection et d’effarouchement visuel d’un animal volant, ledit dispositif comprenant au moins :
a) des moyens pour l’acquisition de données relatives à tout objet volant dans la zone de surveillance située autour d’un site d’activité, pour détecter la présence éventuelle d’au moins un objet volant, et suivre la trajectoire de tout objet volant dans ladite zone de surveillance,
b) des moyens pour l’analyse des données acquises lors de l’étape a), lesdits moyens étant configurés pour :
i) détecter et identifier les objets présents dans la zone de surveillance,
ii) classifier les objets selon leur nature et optionnellement selon leur espèce,
iii) estimer la trajectoire et la vitesse des objets,
iv) estimer la distance entre l’objet et au moins une structure du site d’activité,
v) évaluer le risque de collision entre l’objet et ladite structure et, le cas échéant, déclencher une action,
c) des moyens pour la génération d’au moins un signal visuel d’effarouchement, comportant au moins une image, ledit au moins un signal visuel étant géré par des moyens de gestion et émis par des moyens d’émission, signal à effet looming dans lequel la taille d’au moins une image varie au cours du temps, simulant une approche par une augmentation de la taille de l’image, ledit au moins un signal étant géré par des moyens de gestion et émis par des moyens d’émission,
d) des moyens pour la régulation du fonctionnement d’au moins une structure du site d’activité,
caractérisé en ce que les moyens pour l’acquisition de données, les moyens pour l’analyse des données, les moyens pour la génération d’au moins un signal d’effarouchement, et optionnellement les moyens pour la régulation du fonctionnement d’au moins une structure sont interconnectés.

Selon ce mode de réalisation particulier, un dispositif selon l’invention comprend des moyens de régulation de l’activité d’une structure mobile : ralentissement, arrêt, arrêt d’urgence, reprise de l’activité et régulation de la vitesse après le passage de l’animal. Ce dispositif est particulièrement approprié lorsque ladite structure est une éolienne.

Dans ce dernier cas, selon le résultat de l’évaluation des données, les moyens pour l’analyse des données sont capables d’envoyer un signal :
i. aux moyens de génération d’un signal visuel d’effarouchement et/ou
ii. aux moyens de régulation du fonctionnement d’au moins une structure du site d’activité.

Selon un deuxième objet, l’invention a pour objet un procédé de détection et d’effarouchement d’un animal volant, ce procédé comprenant au moins les étapes suivantes :
a) l’acquisition de données relatives à tout objet volant dans une zone de surveillance située autour d’un site d’activité, pour détecter la présence d’au moins un objet volant,
b) l’analyse des données acquises lors de l’étape a), comprenant au moins une des étapes pour :
i) la détection et l’identification des objets présents dans la zone de surveillance,
ii) la classification des objets selon leur nature et optionnellement selon leur espèce,
iii) l’estimation la trajectoire et la vitesse des objets,
iv) l’estimation la distance entre l’objet et au moins une structure du site d’activité,
v) l’évaluation du risque de collision entre l’objet et ladite structure et, le cas échéant, le déclenchement d’une action,
c) le cas échéant la génération d’au moins un signal d’effarouchement, ledit au moins un signal étant géré par des moyens de gestion et émis par des moyens d’émission,
d) optionnellement, la régulation du fonctionnement d’au moins une structure du site d’activité.

LaFIG. 2schématise un mode de réalisation particulier d’un procédé selon l’invention pour la surveillance d’une éolienne, avec les différentes étapes du procédé. Ces étapes comprennent notamment : l’acquisition de données, l’analyse des données, l’activation du système d’effarouchement, l’activation du module de régulation du fonctionnement de l’éolienne et la poursuite de la surveillance.

Un procédé de détection et d’effarouchement d’un animal volant selon l’invention est caractérisé en ce que l’acquisition de données relatives à tout objet volant dans la zone de surveillance située autour d’un site d’activité, est réalisée pendant toute la durée de la présence de l’animal dans la zone de surveillance, et plus particulièrement pendant la durée de la présence de l’animal dans la zone critique et au moins jusqu’à sa sortie de la zone critique.

Plus particulièrement, l’invention a pour objet un procédé de détection et d’effarouchement d’une espèce aviaire.

Plus particulièrement, l’invention a pour objet un procédé de détection et d’effarouchement visuel d’une espèce aviaire, selon lequel le signal d’effarouchement est un signal à effet looming dans lequel la taille d’au moins une image varie au cours du temps, une augmentation de la taille de l’image simulant une approche par une augmentation de la taille de l’image.

Selon un aspect particulier, un procédé de détection et d’effarouchement d’un animal volant selon l’invention comprend en outre :
i) le calcul d’un risque de collision de l’animal volant détecté lors de l’étape b) avec une structure du site d’activité,
ii) si le résultat du calcul indique un risque de collision supérieur à une première valeur déterminée, l’activation d’un module de régulation du fonctionnement de ladite structure, pour diminuer et/ou arrêter le fonctionnement de la structure.

Selon ce mode de réalisation particulier, un procédé selon l’invention est mis en œuvre lors de la surveillance d’un site d’activité comprenant des éoliennes, dont l’activité est régulée en fonction de la probabilité de collision d’un animal volant avec au moins une éolienne.

Selon un aspect particulier, un procédé de détection et d’effarouchement d’un animal volant selon l’invention comprend en outre, après l’activation d’un module de régulation du fonctionnement de ladite structure, lorsque la probabilité de collision de l’animal volant avec la structure est inférieure à une deuxième valeur déterminée, le module de régulation du fonctionnement de ladite structure est activé pour augmenter et/ou redémarrer le fonctionnement de la structure.

Plus particulièrement, l’invention a pour objet un procédé de détection et d’effarouchement visuel d’une espèce aviaire, ce procédé comprenant au moins les étapes suivantes :
a) l’acquisition de données relatives à tout objet volant dans une zone de surveillance située autour d’un site d’activité, pour détecter la présence d’au moins un objet volant,
b) l’analyse des données acquises lors de l’étape a), pour identifier parmi ledit objet volant la présence d’au moins un animal, et le cas échéant évaluer sa trajectoire et sa vitesse dans la zone de surveillance, le calcul d’un risque de collision de l’animal volant détecté lors de l’étape b) avec une structure du site d’activité, et, si le résultat du calcul indique un risque de collision supérieur à une première valeur déterminée, l’activation d’un module de régulation du fonctionnement de ladite structure, pour diminuer et/ou arrêter le fonctionnement de la structure,
c) la détection du franchissement par l’animal du seuil d’entrée dans une zone critique de la zone de surveillance et l’émission d’au moins un signal visuel d’effarouchement dès le franchissement du seuil d’entrée dans la zone critique, pour éloigner l’animal d’au moins une structure du site d’activité,
d) le suivi de la trajectoire de l’animal dans la zone critique, et
e) après l’activation d’un module de régulation du fonctionnement de ladite structure, lorsque la probabilité de collision de l’animal volant avec la structure est inférieur à une deuxième valeur déterminée, le module de régulation du fonctionnement de ladite structure est activé pour augmenter et/ou redémarrer le fonctionnement de la structure.

Selon un troisième objet, l’invention concerne un modèle de classification, préalablement entraîné sur un jeu de données d’apprentissage, configuré pour analyser les données d’entrées fournies par les moyens de détection d’un dispositif selon l’invention.

Par « modèle de classification » on entend un algorithme d’apprentissage automatique préalablement entraîné, en particulier lors d’un apprentissage supervisé, ainsi qu’un jeu de données d’apprentissage, permettant l’entraînement dudit algorithme, et un jeu de données d’évaluation. Un modèle de classification peut consister en un programme d’ordinateur, ledit programme d’ordinateur pouvant être écrit en tout langage informatique adapté, connu d’une personne du métier. Ledit programme d’ordinateur est susceptible d’être mis en œuvre sur un ordinateur pour générer un résultat technique. Des exemples de ces résultats techniques sont fournis ci-après.

Le jeu de données d’apprentissage peut comprendre un jeu d’entraînement et un jeu de test du modèle. Le modèle peut être ainsi testé sur la base de test et le jeu de test peut être utilisé pour déterminer si l’apprentissage du modèle est satisfaisant ou non. Le jeu d’entraînement et le jeu de test peuvent être différents. Alternativement, le jeu de test peut correspondre à une partie du jeu d’entraînement. Le modèle de classification selon l’invention détecte et identifie les risques en mettant en œuvre une discrimination fine, les différents types d’observation (visuelle, auditive et radar) sont corrélées, les masses de données générées sont analysées et exploitées rapidement. De plus, la configuration du site peut être utilisée pour démultiplier la puissance d'analyse et améliorer la qualification des risques.

Un modèle de classification selon l’invention est adapté pour la classification (parmi l’avifaune et dans l’espèce aviaire…) à partir d’au moins une caractéristique dudit objet volant pour analyser les données d’entrées fournies par les moyens de détection et classifier en « avion » ou « oiseau », ainsi que « quelle espèce aviaire » et « quelle trajectoire » et « quelle vitesse » d’un dispositif selon l’invention. Un tel modèle de classification permet un gain de temps, d’argent et de performance au regard des outils existant sur le marché.

Dans le cas du modèle de classification, les données d’entrée sont choisies parmi :
- des images avec objets,
- des enregistrement sonores,
- des données issues de radar.

Les données de sortie sont des objets avec une étiquette : un pourcentage d’appartenance à une espèce précise.

Le jeu de données d’apprentissage peut comprendre une multitude de couples de données, chacun des couples de données comprenant une première donnée représentant au moins une caractéristique dudit objet volant (oiseau) et une deuxième donnée représentant une appartenance à une espèce aviaire donnée.

Ledit modèle de classification peut être mis en œuvre sur un ordinateur pour générer un résultat technique consistant en la classification d’un objet, en fonction de ses caractéristiques, dans une espèce aviaire particulière. On estime que le modèle de classification a atteint un niveau d’apprentissage satisfaisant sur l’ensemble des profils du jeu de test si la classification atteint notamment un F1 score minimum de 70 %, 75 %, 80 %, 85 %, 90 %, 91 % ou 92%.

Selon un mode de réalisation particulier d’un dispositif selon l’invention, les moyens d’analyse des données mettent en œuvre un algorithme de Kalman. Cet algorithme permet de traiter des fonctionnalités clés telles que :
- le suivi en temps réel : estimation des positions et vitesses des objets à partir de données bruitées et continuité du suivi même en cas d’interruptions temporaires des données,
- Filtrage des données bruitées : lissage des données issues de capteurs (caméras, radars, lidars) pour générer des trajectoires cohérentes,
- Prédiction des trajectoires : anticipation des mouvements pour prévoir les positions futures et application dans des systèmes d’effarouchement et d’ajustement des caméras PTZ,
- Fusion de données multi-capteurs : combinaison des données de plusieurs capteurs pour améliorer la précision,
- Détection d’anomalies : identification de comportements inhabituels, tels qu’un changement brusque de direction,
- Réduction des faux positifs : réduction des objets parasites en modélisant les mouvements typiques des oiseaux,
- Commandes Automatiques : déclenchement d’actions spécifiques, comme l’effarouchement ou l’arrêt des éoliennes.

Dans un mode de réalisation d’un dispositif selon l’invention, un modèle de classification est associé à un algorithme de Kalman pour améliorer la détection et le suivi en temps réel. Ce couplage permet de traiter des données bruitées et d’anticiper les mouvements des objets détectés. Dans un exemple d’implémentation d’IA et d’algorithme de Kalman d’un dispositif selon l’invention la détection et le suivi des oiseaux comprennent :
- Détection : un réseau neuronal détecte les oiseaux dans des images/vidéos, les coordonnées détectées (x, y) sont utilisées comme entrées pour l’algorithme de Kalman,
- Prédiction et Mise à Jour : entrées (Positions (x, y, z) et vitesses avec incertitudes), sorties (Trajectoires corrigées et prédictions futures), étapes : phase de prédiction : (modélisation du mouvement pour estimer les nouvelles positions) et phase de mise à jour (ajustement des prédictions avec les nouvelles mesures).

L’invention a également pour objet un modèle de classification, préalablement entraîné sur un jeu de données d'apprentissage, pour détecter et classifier, dans un procédé selon l'invention, au moins une espèce aviaire ou un chiroptère.

Selon un aspect particulier, un modèle de classification selon l’invention répond à au moins une, au moins deux, ou la totalité des caractéristiques suivantes :
- architecture du modèle basée sur un réseau neuronal de type YOLO (You Only Look Once)
- le modèle est supervisé et nécessite au moins 1500 images et annotations par catégorie,
- les couches principales sont convolutives (Conv2D) pour l’extraction de caractéristiques,
- une étape de « Batch Normalization » conduit à stabiliser l'apprentissage,
- une étape de « Dropout » réduit le sur-apprentissage,
- une étape de « Pooling Layers » réduit la dimensionnalité.

Selon un aspect particulier, un algorithme d’entraînement pour un modèle de classification selon l’invention répond à au moins une, au moins deux, ou la totalité des caractéristiques suivantes :
- Optimiseur : Adam (descente de gradient améliorée),
- Fonction de perte : entropie croisée,
- Nombre d’epochs : au moins 30, ajusté selon les performances observées. Le surapprentissage doit être évité.
- Performance et Critères de Validation : Un F1 score minimum de 70 % est requis pour considérer le modèle comme performant, de préférence un modèle de classification selon l’invention atteint un F1 score minimum de 75 %, 80 %, 85 %, 90 %, 91 % ou 92%.

Les prédictions consistent en des probabilités d'appartenance des objets détectés à des classes spécifiques.

Selon un quatrième objet, l’invention concerne l’utilisation d’un dispositif, d’un procédé ou d’un modèle selon l’invention, pour la détection et l’effarouchement d’un animal volant, en particulier un animal d’une espèce aviaire, à proximité d’au moins un site d’activité humaine. Un dispositif, un procédé et un modèle selon l’invention sont utilisables lors de la conception, de la construction et/ou de l’exploitation d’un site d’activité.

Plus particulièrement, l’invention a pour objet l’utilisation d’un dispositif, d’un procédé ou d’un modèle selon l’invention pour la détection et l’effarouchement d’espèces aviaires, notamment les rapaces, à proximité d’un parc éolien. Encore plus particulièrement, l’invention a pour objet l’utilisation d’un dispositif, d’un procédé ou d’un modèle selon l’invention dans lequel le signal d’effarouchement est un signal à effet looming.

En outre, l’invention a pour objet l’utilisation d’un dispositif, d’un procédé ou d’un modèle selon l’invention pour l’évaluation de l’efficacité d’un signal d’effarouchement.

Selon un cinquième objet, l’invention concerne une structure fixe, en particulier une éolienne, caractérisée en ce qu’elle comporte, ou est connectée à, un dispositif de détection et d’effarouchement d’un animal volant, en particulier une espèce aviaire et en particulier un dispositif d’effarouchement visuel à effet looming, selon l’invention.

Une éolienne comprend un mât pourvue d’une nacelle équipée d’un générateur électrique, ledit générateur électrique est entraîné en rotation par un rotor équipé de pales soumises à l’action du vent, le générateur produit de l’électricité lorsqu’un arbre est entraîné en rotation.

La présente invention se comprendra mieux à la lecture des exemples suivants, qui sont donnés pour l’illustrer et non pour en limiter la portée.

LaFIG. 1représente une zone critique représentée par un dôme de protection de rayon 350 mètres autour d’une éolienne.

LaFIG. 2schématise un mode particulier de réalisation d’un procédé selon l’invention, avec différentes étapes successives du procédé.

EXEMPLES

Exemple 1 : Dispositif de détection d’espèces aviaires à proximité d’un parc éolien

Les inventeurs ont développé et mis au point une solution de détection et de protection aviaire basée sur l’intelligence artificielle.

Un dispositif de détection et d’effarouchement selon l’invention est configuré pour la détection d’objets multiples et comprend les moyens détecteurs suivants : détection visuelle (caméra fixe ou Pan Tilt Z (PTZ)), détection sonore et radar. La combinaison de différentes sources de détection, par exemple sonore et visuelle, permet de corréler les observations.

La zone de surveillance est définie par l’installation du système de surveillance et de détection aviaire sur le mât d’une éolienne à une hauteur comprise entre 6 et 15 m.
Les éléments d’acquisition (microphones/caméra et caméras thermiques) sont fixés sur la structure de l’éolienne à l’aide d’aimants néodyme.

Les images, données sonores et données radars issus des détecteurs sont traitées par les moyens d’analyse du dispositif, auxquels ils sont connectés.

Les moyens d’analyse comprennent un module technique d'intelligence décisionnel qui exploite l'ensemble des données collectées par les différents capteurs afin d’analyser le déplacement des objets volant dans la zone de surveillance par les détecteurs. Ce module technique se compose d'une intelligence artificielle (IA) et d'une plateforme Informatique Décisionnelle (ID), aussi désignée par Business Intelligence (BI).

Le module technique comprend notamment :
- un réseau neuronal convolutif (Convolutional Neural Network ou CNN) de détection d'objets multiples configuré pour la détection visuelle automatique de présence dans la zone de surveillance,
- un réseau neuronal convolutif de classification, entraîné pour la détection d’au moins une espèce aviaire, configuré pour l’identification assistée d’au moins une espèce aviaire choisie parmi : le milan royal, milan noir, cigogne noire, vautours, buses, oiseaux marins, etc …..tout espèce d’animal volant est potentiellement identifiable selon l’entraînement préalable du modèle de classification.

L’infrastructure d’un dispositif selon l’invention comprend un déploiement basé sur le cloud public, un serveur sur site disponible avec un hôte Linux x86_x64 et des scénarios multi-caméras en temps réel, une possibilité de déploiement sur des sites avec une connectivité faible ou inexistante

Les éléments constituant le système sont de type informatique et sont interconnectées à l’aide des câbles RJ45 et/ou HDMI concernant les écrans LED. Tous les éléments constituant le système sont alimentés par le courant électrique de l’éolienne.
Dans le cas d’une connectivité inexistante, des systèmes de monitoring déportés permettent de rester informé de façon continue de tout éventuel dysfonctionnement. Le cas échéant, une prise de contact avec l’exploitant du site d’activité permet de déclencher si nécessaire une intervention d’urgence sur site.

Les tâches réalisées par les moyens d’analyse sont :
a) la détection d'objets multiples, par la mise en œuvre d’au moins un des moyens ci-dessous, et de préférence la mise en œuvre combinée des moyens ci-dessous :
- Réseau neuronal convolutif (CNN) de type SSD/Yolo pour le traitement d'une source vidéo en continu,
- Analyse haute fréquence sur image,
- Réseau neuronal convolutif (CNN) de localisation basée sur de données issues du radar (Radar Detect),
b) la classification des objets à l'aide du réseau neuronal convolutif (CNN),
c) la détection et l’analyse de trajectoire au moyen d’une analyse mathématique classique,
d) la prise de décision au moyen d’un module décisionnel établi sur la base de règles fixées par l’utilisateur.

Les performances de détection d’un dispositif selon l’invention permettent d’obtenir :
- la détection et comptage précis des oiseaux à partir de caméras au sol (fixes ou Pan Tilt Z caméra motorisée inclinable avec zoom),
- la classification aviaire précise, même dans les environnements difficiles,
- la détection précise des oiseaux de petite et de grande taille ; les plages de détection de référence pour une caméra AXIS Q1656-PLE à une résolution de 1920x1080 pix sont par exemple d’environ 170 m pour une envergure de 0,68 m et environ 400 m pour une envergure de 1,60 m ; les oiseaux sont détectés jusqu'à 5x5 pixels.

Un dispositif de détection selon l’invention permet donc une identification, un suivi et une analyse du comportement des différentes espèces de l’avifaune en temps réel et de manière permanente.

Le dispositif permet d’identifier, de suivre et d’analyser en temps réel le comportement des oiseaux dans des environnements tels que les parcs éoliens. Ce dispositif comprend un module d’intelligence décisionnelle qui combine deux technologies principales :
- L’Intelligence Artificielle (IA) : Cette technologie effectue des analyses complexes à partir des données collectées,
- L’intelligence décisionnelle (ID) (en anglais Business Intelligence ou BI) : cette plateforme transforme les données brutes en informations exploitables pour aider à la prise de décision. Ce module exploite les données captées par différents dispositifs comme les caméras, les radars ou les microphones pour analyser le déplacement et le comportement des oiseaux.

L’analyse statistique des observations d’oiseaux de proie et de corvidés montre que ceux-ci sont dissuadés par le stimulus visuel sans effet d’accoutumance. L’effarouchement est montré par la diminution du nombre d’oiseaux dans la zone de visibilité du stimulus malgré une augmentation du nombre total d’oiseaux dans l’ensemble du site pendant la période d’observation.

Exemple 2 : Dispositif et procédé de détection et d’effarouchement selon l’invention à proximité d’un parc éolien

Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, des caméras, enregistreurs et radar sont installés près d’un parc éolien sur le mat de chaque éolienne ou sur un point de livraison présent sur la zone.

Ces moyens de détection sont connectés à des moyens d’analyse tels que décrits dans l’exemple 1. Le module technique comprend notamment un réseau neuronal convolutif de classification, entraîné pour la détection de plusieurs espèces aviaires, notamment le milan royal. La zone critique est définie, en accord avec la règlementation en vigueur, à une distance supérieure ou égale à 300 mètres de toute éolienne. Le module technique est configuré pour détecter le franchissement du seuil d’entrée dans la zone critique par au moins un oiseau.

L’infrastructure du dispositif comprend en outre au moins des moyens d’émission d’un signal visuel d’effarouchement dès le franchissement du seuil d’entrée dans la zone critique par l’oiseau, l’effarouchement consistant en l’émission de signaux à effet looming, et des moyens de régulation du fonctionnement de la structure surveillée.

La trajectoire et la vitesse de l’oiseau dans la zone de surveillance sont évalués. Le cas échéant, dès l’entrée de l’oiseau dans la zone critique, l’émission d’un signal visuel à effet looming est déclenché. La trajectoire de l’oiseau est constamment suivie tant que celui-ci se situe dans la zone critique.

Si l’oiseau a dévié sa trajectoire après l’émission du signal visuel d’effarouchement, son vol est suivi jusqu’à sa sortie de la zone critique.

Si l’oiseau n'a pas, ou pas suffisamment, dévié de sa trajectoire, le dispositif de régulation de fonctionnement de l’éolienne est activé : selon la situation, le fonctionnement de l’éolienne est ralenti ou, plus rarement, arrêté. La trajectoire du vol de l’oiseau est suivie jusqu’à sa sortie de la zone critique.

Dans le cas où la trajectoire de l’oiseau rend probable une collision avec les pales de l’éolienne dès son entrée dans la zone critique, le dispositif de régulation de fonctionnement de l’éolienne est activé afin d’entraîner un arrêt d’urgence.

L’analyse statistique des observations d’oiseaux de proie et de corvidés montre que ceux-ci sont dissuadés par le stimulus visuel, sans effet d’accoutumance. L’effarouchement est montré par la diminution du nombre d’oiseaux dans la zone de visibilité du stimulus malgré une augmentation du nombre total d’oiseaux dans l’ensemble du site, pendant la période d’observation.

Claims (10)

1. Dispositif de détection et d’effarouchement d’un animal volant, ledit dispositif comprenant au moins :
   a) des moyens pour l’acquisition de données relatives à une zone de surveillance située autour d’un site d’activité,
   b) des moyens pour l’analyse des données acquises lors de l’étape a), lesdits moyens étant configurés pour au moins une des actions consistant à :
   i) détecter et identifier les objets volants présents dans la zone de surveillance,
   ii) classifier les objets selon leur nature et optionnellement selon leur espèce, le cas échéant classifier un objet en animal volant,
   iii) estimer la trajectoire et la vitesse des objets,
   iv) estimer la distance entre l’objet et au moins une structure du site d’activité,
   v) évaluer le risque de collision entre l’objet et ladite structure et, le cas échéant, déclencher une action,
   c) des moyens pour la génération d’au moins un signal d’effarouchement, ledit au moins un signal étant géré par des moyens de gestion et émis par des moyens d’émission, et
   d) optionnellement, des moyens pour la régulation du fonctionnement d’au moins une structure du site d’activité,
   caractérisé en ce que les moyens pour l’acquisition de données, les moyens pour l’analyse des données, les moyens pour la génération d’au moins un signal d’effarouchement, et optionnellement les moyens pour la régulation du fonctionnement d’au moins une structure, sont interconnectés.
2. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit animal volant est classifié parmi les espèces aviaires.
3. Dispositif selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit signal d’effarouchement est un signal visuel à effet looming dans lequel la taille d’au moins une image varie au cours du temps, simulant une approche par une augmentation de la taille de l’image.
4. Procédé de détection et d’effarouchement visuel d’un animal volant, comprenant au moins les étapes suivantes :
   a) l’acquisition de données relatives à tout objet volant dans une zone surveillée située autour d’un site d’activité, pour détecter au moins un objet volant,
   b) l’analyse des données acquises lors de l’étape a), comprenant au moins une des étapes pour :
   i) la détection et l’identification des objets présents dans la zone de surveillance,
   ii) la classification des objets selon leur nature et optionnellement selon leur espèce,
   iii) l’estimation la trajectoire et la vitesse des objets,
   iv) l’estimation la distance entre l’objet et au moins une structure du site d’activité,
   v) l’évaluation du risque de collision entre l’objet et ladite structure et, le cas échéant, le déclenchement d’une action,
   c) la génération d’au moins un signal d’effarouchement, ledit au moins un signal étant géré par des moyens de gestion et émis par des moyens d’émission,
   d) optionnellement, la régulation du fonctionnement d’au moins une structure du site d’activité.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit signal d’effarouchement est un signal visuel à effet à effet looming, dans lequel la taille d’au moins une image varie au cours du temps, simulant une approche par une augmentation de la taille de l’image.
6. Procédé selon l’une des revendications 4 ou 5, comprenant en outre :
   i) le calcul d’un risque de collision de l’animal volant détecté lors de l’étape b) avec une structure du site d’activité,
   ii) si le résultat du calcul indique un risque de collision supérieur à une première valeur déterminée, l’activation d’un module de régulation du fonctionnement de ladite structure, pour diminuer et/ou arrêter le fonctionnement de la structure.
7. Procédé selon l’une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu’il comprend en outre, après l’activation d’un module de régulation du fonctionnement de ladite structure, lorsque la probabilité de collision de l’animal volant avec la structure est inférieure à une deuxième valeur déterminée, le module de régulation du fonctionnement de ladite structure est activé pour augmenter et/ou redémarrer le fonctionnement de la structure.
8. Modèle de classification pour la mise en œuvre d’un dispositif selon l’une des revendications 1 à 3 ou d’un procédé selon l’une des revendications 4 à 7.
9. Utilisation d’un dispositif selon l’une des revendications 1 à 3, d’un procédé selon l’une des revendications 4 à 7, ou d’un modèle selon la revendication 8 pour la détection et l’effarouchement d’un animal volant.
10. Structure fixe, en particulier éolienne, caractérisée en ce qu’elle est connectée à un dispositif de détection et d’effarouchement d’un animal volant selon l’une des revendications 1 à 3.