REALISATION D UNE DEMONSTRATION DE RECENSEMENT DE l AVIFAUNE ET DE CARTOGRAPHIE PAR MINI-DRONE AERIEN

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1 REALSATON D UNE DEMONSTRATON DE RECENSEMENT DE l AVFAUNE ET DE CARTOGRAHE AR MN-DRONE AEREN Cahier des Charges Agence des aires marines protégées 16 quai de la Douane CS Brest Cedex 2 Tél fax age 1 / 15

2 1 Glossaire Agence : l Agence des aires marines protégées Conservatoire : Conservatoire du littoral gestionnaire de l le aux Oiseaux DGAC : Direction Générale de l Aviation Civile Groupement titulaire : le groupement d opérateurs économiques débiteurs des droits et obligations contractuels du présent marché. Jours calendaires : tous les jours du calendrier, du lundi au dimanche inclus, y compris les jours fériés MA : Manuel d activités particulières Réserve : Réserve Naturelle Nationale du banc d Arguin SG : Système d information géographique Titulaire : l opérateur économique débiteur des droits et obligations contractuels du présent marché. age 2 / 15

3 2 Objet de la consultation La présente consultation porte sur la réalisation d une démonstration de recensement de l avifaune et de cartographie par mini-drone aérien. Les objectifs de la prestation sont la mise à disposition, la présentation, la mise en œuvre, le traitement des données et la restitution des résultats d un système composé : - d une solution matérielle de prise de vue aérienne haute définition par mini-drone aérien ; - d une solution logicielle de préparation de levé aérien, de supervision de vol et de posttraitement des photographies collectées. 3 Contexte du marché L Agence apporte son appui technique, administratif et scientifique aux gestionnaires d'aires Marines protégées (dites AM) afin de contribuer à la mise en œuvre des engagements nationaux et européens de la France en faveur de la biodiversité marine. our permettre aux gestionnaires des AM de se doter de moyens adaptés à la surveillance et au suivi de leur périmètre, l Agence a décidé d organiser des démonstrations de solutions technologiques, matérielles et logicielles, jugées d intérêt prioritaire et, le cas échéant, d acquérir ces solutions. Cette initiative s inscrit dans le cadre d une convention établie entre l Agence et les pôles de compétitivité Mer Bretagne Atlantique et Mer Méditerranée visant à fédérer les opérateurs économiques autour des applications intéressant les AM et à promouvoir le potentiel des solutions développées. Un comité de pilotage composé de représentants de l Agence et des pôles de compétitivité Mer Bretagne Atlantique et Mer Méditerranée suivra la démonstration, et sera chargé d initier des actions de valorisation auprès des acteurs du domaine (gestionnaires d AM, membres des pôles de compétitivité Mer en particulier). Au minimum 2 semaines avant la démonstration, une réunion de lancement permettra de préciser les modalités d organisation. Le titulaire, le Conservatoire du littoral gestionnaire de l les aux Oiseaux (dit le Conservatoire) et la Réserve Naturelle Nationale du Banc d Arguin (dite la Réserve) et le comité de pilotage participeront à cette réunion. 4 Forme du document Dans le présent document les exigences peuvent être qualifiées de : primordiales : ces spécifications doivent être impérativement respectées. Dans le cas contraire, l offre sera considérée comme non conforme aux dispositions du cahier des charges. Lorsque des exigences ne sont pas qualifiées, elles doivent être considérées comme primordiales. importantes : ces spécifications ne sont pas à respecter impérativement. Cependant elles sont prises en compte dans l analyse et l évaluation des offres. dans ce document, les exigences importantes figurent en italique souligné. souhaitables : ces spécifications sont facultatives. Cependant, leur satisfaction peut départager deux systèmes dont les performances sont proches. Les exigences souhaitables figurent en italique dans ce document. age 3 / 15

4 5 Description de la prestation attendue La prestation demandée consiste à réaliser la démonstration d un mini-drone en conditions réelles et vise à montrer l intérêt d une telle solution pour réaliser des suivis écologiques dans les aires marines protégées. La démonstration d un second mini-drone différent du premier serait un plus. 5.1 rincipe La démonstration se déroulera dans le périmètre du site protégé de l ile aux Oiseaux (bassin d Arcachon Gironde). Elle vise à évaluer la capacité des mini-drones aériens à faciliter les suivis écologiques dans les AM. Dans le cadre de cette démonstration, les applications évaluées seront le suivi des populations d oiseaux au sol, la cartographie des habitats naturels et la cartographie des parcs à huitres. Le Conservatoire, avec le soutien logistique de la Réserve accueillera la démonstration. L ensemble des aspects logistiques sera géré depuis la Station Marine d Arcachon. La démonstration se déroulera sur 2 journées dans le courant du mois d octobre Au cours de ces deux journées, trois sessions thématiques seront organisées (suivi des populations d oiseaux, cartographie des habitats et cartographie des parcs à huitres) avec à chaque fois entre dix et vingt invités. Le programme sera précisé après la notification du marché par l Agence, le Conservatoire et la réserve, en accord avec le titulaire. A titre indicatif, une ébauche de programme figure en Annexe 1. Trois zones de levé, au cœur du site protégé de l le aux Oiseaux, seront sélectionnées en fonction des conditions de marée et de la problématique ciblée. La localisation précise des sites sera définie après la notification du marché par l Agence, le Conservatoire et la réserve, en accord avec le titulaire. A titre indicatif, les zones pressenties figurent en Annexe 2. Chacune des deux journées de démonstration comprendra une phase sur le terrain et une phase de restitution en salle en fin de journée : - Sur le terrain, la démonstration consistera en une présentation du matériel et à sa mise en œuvre pour couvrir les zones à observer. - En salle, le titulaire proposera un débriefing illustré portant sur le déroulement de la démonstration, les données collectées et les résultats obtenus par traitement. l présentera à minima, le tracé du plan de vol, les photographies brutes, les images géoréférencées et les mosaïques d images (important). Ces résultats seront intégrés et présentés dans un système d information géographique. Les différentes étapes de traitement d un échantillon de données seront déroulées en séance. Dans la mesure du possible, le titulaire mettra en œuvre des logiciels d analyse d images qui permettront de : o important : détecter, dénombrer et mesurer les oiseaux au sol ; o souhaitable : de segmenter les différents habitats naturels ; o souhaitable : de détecter et positionner les parcs ostréicoles. Après ces deux journées de démonstration, une analyse plus détaillée des données acquises devra être réalisée par le titulaire afin de fournir des résultats quantitatifs et qualitatifs pour caractériser les age 4 / 15

5 cibles observées (oiseaux, habitats, parcs à huitres). Les résultats seront inclus au compte rendu de démonstration remis par le titulaire. 5.2 Spécifications matérielles Nota : les spécifications matérielles sont synthétisées en Annexe 3. Au cours de ces deux journées, le titulaire pourra utiliser alternativement deux mini-drones différents pour répondre au mieux aux trois missions demandées (suivi des populations d oiseaux, cartographie des habitats et cartographie des parcs à huitres). Le candidat proposera au minimum un drone à voilure fixe et pourra proposer un second drone à voilure tournante (important). Le candidat doit proposer au minimum un mini-drone qui devra : - être à voilure fixe ; - être libre (non captif), motorisé et télépiloté ; - être robuste, léger (poids inférieur à 8 kg) et peu encombrant (envergure inférieure à 150 cm) - être simple de mise en œuvre ; à atterrissage automatique au point de décollage ; - être opérant jusqu à 100 mètres d altitude minimum ; - être opérant et en liaison radio jusqu à 2 km du pilote minimum ; - être opérant jusqu à 35 km/h de vent minimum ; - embarquer un appareil photographique numérique, couleur, haute définition, alimenté électriquement par les batteries de l aéronef (souhaitable) ; - collecter des images optiques de résolution inférieure à 5 cm (à 50 m d altitude) ; - ajuster sa cadence d échantillonnage pour obtenir une couverture photographique continue le long de son trajet ; - intégrer des capteurs de navigation pour fournir la datation, la position et l altitude associées à chaque image - avoir un mode de contrôle automatique de l altitude ; - pouvoir voler hors vue du pilote de manière automatique selon un plan de vol programmé avant le vol ; - fonctionner en autonomie énergétique, sur des batteries rechargeables, pendant au minimum 20 minutes ; - être accompagné d une console de contrôle du vol fonctionnant sur batteries rechargeables intégrées, l ensemble étant conditionné dans une valise. La console et l aéronef sont en liaison radio bidirectionnelle durant toute la durée du vol pour échanger des informations sur le déroulement du vol. - souhaitable : ntégrer des capteurs pour fournir les paramètres d attitude (roll/pitch/yaw) associés à chaque image ; - souhaitable : être résistant à la pluie. mportant : un second mini-drone aérien pourra également être utilisé en complément du premier. l devra : - être à voilure tournante ; - être libre (non captif), motorisé et télépiloté ; - être robuste et léger (poids inférieur à 8 kg) ; - être simple de mise en œuvre ; - être opérant jusqu à 150 mètres d altitude minimum ; - être opérant et en liaison radio jusqu à 0,5 km du pilote minimum ; age 5 / 15

6 - être opérant jusqu à 25 km/h de vent minimum ; - embarquer un appareil photographique numérique, couleur, haute définition; - embarquer une caméra vidéo, couleur, haute résolution; - collecter des images optiques de résolution inférieure à 5 cm (à 50 m d altitude) ; - intégrer des capteurs de navigation pour fournir la datation, la position, l altitude associées à chaque image ; - avoir un mode de contrôle automatique de l altitude ; - fonctionner en autonomie énergétique, sur des batteries rechargeables, pendant au minimum 10 minutes ; - être accompagné d une console de commande et de contrôle du vol, avec un retour de la vision vidéo de l aéronef sur un écran LCD, le tout fonctionnant sur batteries rechargeables intégrées. L ensemble est conditionné dans une valise. La console et l aéronef sont en liaison radio bidirectionnelle durant toute la durée du vol pour échanger des informations sur le déroulement du vol. 5.3 Spécifications logicielles Nota : les spécifications logicielles sont synthétisées en Annexe 3. Les systèmes mis à disposition devront inclure trois modules logiciels : module de paramétrage du vol, module de contrôle du vol, module de post-traitement. Le module de paramétrage devra au minimum : programmer la capture d images automatique ; pour le drone à voilure fixe : établir le plan de vol si possible à partir de la sélection de la zone à couvrir sur un fond cartographique (important) ; pour le drone à voilure fixe : calculer la trajectoire et autres paramètres de vol automatiques ; pour le drone à voilure fixe : sauvegarder le plan de vol ; être compatible Windows 7 ou Android. Le module de contrôle du vol installé sur la console de contrôle et de commande devra au minimum : permettre le pilotage de l aéronef ; afficher les paramètres de navigation et les alarmes ; déclencher une procédure de retour en urgence en cas de défaillance conformément à la réglementation en vigueur ; souhaitable : pour le drone à voilure fixe : afficher la progression du plan de vol ; souhaitable : pour le drone à voilure fixe, pouvoir modifier le plan de vol en cours de vol ; pour le drone à voilure tournante : afficher la vision vidéo en temps réel. Le module de post-traitement des photographies devra : associer les données image, datation, position, altitude ; exploiter les données de navigation du mini-drone pour géo-référencer les images ; visualiser les images et données sur un SG ; exporter les données image, datation, position et altitude dans divers formats usuels compatibles avec les logiciels de SG notamment avec ArcGS ; important : construire et visualiser une mosaïque d images géoréférencées sur les secteurs survolés ; souhaitable : construire et visualiser une orthomosaïque d images sur les secteurs survolés ; age 6 / 15

7 Souhaitable : accéder aux photos à partir du plan de vol ; mportant : détecter, dénombrer et mesurer les cibles (oiseaux) au sol; Souhaitable : segmenter les différents habitats naturels, Souhaitable : de détecter et positionner les parcs ostréicoles. être compatible Windows 7. L offre permettra de vérifier que le ou les mini-drone(s) proposé(s) est (sont) adapté(s) aux trois missions demandées et répond(ent) aux exigences énoncées ci-dessus. our ce faire, le candidat décrit précisément les capacités, les caractéristiques et les fonctionnalités des matériels qu il propose pour la démonstration ainsi que les scénarios de vol qu il compte suivre (parmi les scénarios S1, S2, S3, S4 définis dans la réglementation). 5.4 Moyens mis à disposition par l Agence L Agence ou l un de ses partenaires mettra à disposition du titulaire des locaux adaptés (salle de réunion, local technique) à Arcachon. L Agence ou l un de ses partenaires assurera le transport des personnes et des matériels jusqu aux sites de démonstration sur l le aux Oiseaux. Dans l hypothèse où des moyens logistiques complémentaires à ceux de l Agence seraient requis par le candidat pour les besoins de la démonstration, celui-ci les précise dans son offre. 5.5 Moyens mis à disposition par le titulaire Outre les systèmes faisant l objet de la démonstration, le titulaire devra impérativement fournir, pour le temps de la démonstration, les moyens suivants : - Les équipements annexes nécessaires au bon fonctionnement du système, notamment les pièces et outils de maintenances corrective et préventive; - l énergie électrique nécessaire à la mise en œuvre et au fonctionnement de tous les systèmes mis à disposition ; - les matériels et environnements informatiques requis pour la mise en œuvre de tous les matériels et logiciels présentés lors de la démonstration. Le candidat précise dans son offre le nombre et les qualifications des personnes ainsi que les matériels qu il mobilisera pour réaliser la démonstration. 5.6 Responsabilité En cas de dégradation, de perte ou de vol de matériel survenant dans le cadre de l exécution de la prestation, la responsabilité de l Agence ne pourra être engagée. ar conséquent, aucun remboursement, aucune réparation, aucune compensation financière ne pourront être demandés à l Agence pour couvrir ces événements. Cependant, en cas de faute avérée de l Agence, sa responsabilité civile pourra être engagée. 5.7 Conditions de réalisation La démonstration sera réalisée par vent faible à modéré. Le candidat précisera dans son offre les conditions aérologiques limites pour effectuer les vols. age 7 / 15

8 L équipe du titulaire devra être disponible pour répondre aux sollicitations (interviews) de l équipe de communication de l Agence dans l hypothèse de la réalisation d un reportage sur la démonstration. 5.8 Contraintes réglementaires L utilisation de drones aériens est encadrée par une réglementation stricte fixée par : l arrêté du 11 avril 2012 relatif à la conception des aéronefs civils qui circulent sans aucune personne à bord, aux conditions de leur emploi et sur les capacités requises des personnes qui les utilisent. l arrêté du 11 avril 2012 relatif à l'utilisation de l'espace aérien par les aéronefs qui circulent sans personne à bord Avant de faire une offre en réponse à ce cahier des charges, le candidat doit s assurer qu il est en conformité avec cette réglementation et qu il est en possession des habilitations et des autorisations délivrées par la DGAC. Les documents de navigabilité, d habilitation du télépilote et d autorisation d opération délivrés au candidat par la DGAC seront présentés à l Agence avant la notification du marché sous peine d annulation de la procédure. Les opérations à proximité d animaux étant normalement exclues (sauf en scénario S3), l Agence adressera une demande de dérogation à la DGAC pour permettre l observation des oiseaux. 5.9 Livrables Dans le cadre de la prestation, un compte-rendu est attendu comprenant un récapitulatif de la démonstration réalisée et une présentation détaillée des résultats. Ce document contiendra, à minima, une cartographie des lignes de vol et des zones levées, une présentation et une analyse des informations collectées et si possible les mosaïques d images (important). Ce document est rédigé en langue française et fourni aux formats Word et DF. Le prestataire titulaire livre également : - les éléments de communication utilisés (diaporamas) ; - les images brutes collectées lors de la démonstration, les images géoréférencées, les mosaiques d images (important), les orthomosaiques d images (souhaitable) et les informations issues du post-traitement, dans un format standard ; - les résultats issues des traitements d images : dénombrements et mesures des oiseaux au sol (important), les shapefiles des habitats naturels (souhaitable) et les positionnements des parcs ostréicoles (souhaitable). - Les données de vol aux formats ASC et shapefile ArcGS incluant un champ datation. Le contenu de la livraison pourra être réutilisé par l Agence à des fins de communication, de valorisation et de promotion, notamment lors de réunions de restitution à destination d un public spécialisé. Le prestataire pourra être invité à participer à ces réunions pour présenter l intérêt de ses solutions. 6 Délais d exécution Les dates de démonstration sont fixées les 14 et 15 octobre Ces dates sont choisies sous réserve de conditions météorologiques favorables et d obtention des autorisations de vols. Au seul motif de conditions météo défavorables (vent, pluie), le titulaire pourra demander un report de la démonstration. Dans ce cas, une demande de report sera adressée à l Agence, par le titulaire, au minimum 5 jours calendaires avant la date de démonstration fixée. age 8 / 15

9 Cette demande sera motivée et étayée par des prévisions météorologiques locales réputées fiables (Météo-France ). En tout état de cause, la démonstration devra être réalisée avant le 28 novembre Le compte-rendu de démonstration et les données seront remis à l Agence dans un délai maximum de 4 semaines après la fin de la démonstration. 7 Critères d attribution Offre la mieux disante appréciée en fonction des critères de jugement suivants : - critère 1 : valeur technique (70 %) au regard de l adéquation et de la pertinence des équipements et des moyens proposés ; - critère 2 : prix (30 %). L offre de prix permettra de distinguer les deux postes suivants : La prestation de démonstration, de livraison des données et de remise du rapport ; les frais de déplacement des personnels et de transport des matériels. 8 Réception des offres Date limite de réception des offres : mardi 27 mai 2014 à 12 heures. Renseignements complémentaires : les renseignements d'ordre technique peuvent être obtenus auprès de : David CORMAN, chargé de mission technologie Courriel : david.corman@aires-marines.fr Les offres doivent être envoyées par mail à : David CORMAN, chargé de mission technologie Courriel : david.corman@aires-marines.fr age 9 / 15

10 Annexe 1 : ébauche de programme (à titre indicatif) (13 octobre à 16h00 : réunion de préparation) 14 octobre (coef.58, BM : 15h56) Départ du port d Arcachon à 10h00 Thème 1 : Cartographie des principaux habitats naturels de l île aux oiseaux : Herbiers à zostère, slikke, schorre, habitats biomorphosédimentaires, boisements. Thème 2 : Cartographie des parcs à huîtres Retour pour débriefing à 17h00 15 octobre (coef.51, M : 10h26 ; BM : 16h47) Départ du port d Arcachon à 8h00 Thème 3 : Suivi des populations d oiseaux : Limicoles et bernaches cravants Retour pour débriefing à 17h00 age 10 / 15

11 Annexe 2 : zones de survol envisagées (à titre indicatif) age 11 / 15

12 Annexe 3 : fiche synthétique des exigences Légende: Exigences (: rimordial, : important, S: Souhaitable) Laissé libre au prestataire Eléments d'information/d'organisation Spécifications matérielles 1-Mini-drone Exigences techniques Type: Vol : oids max: Dimension max: Altitude atteinte: Rayon d'action: Résistance au vent: Autonomie: Alimentation: Equipements: Libre à voilure fixe Libre à voilure fixe et libre à voilure tournante Mode programmé pour l aéronef à voilure fixe Retour automatique au point de départ pour l aéronef à voilure fixe Mode altitude auto < 8 kg < 150 cm Minimum 100 m pour l aéronef à voilure fixe Minimum 150 m pour l aéronef à voilure tournante 2 km du pilote minimum pour l aéronef à voilure fixe 0,5 km du pilote minimum pour l aéronef à voilure tournante 35 km/h pour l aéronef à voilure fixe 25 km/h pour l aéronef à voilure tournante 20 minutes pour l aéronef à voilure fixe 10 minutes pour l aéronef à voilure tournante Batteries rechargeables pour l aéronef et pour la console Appareil photo numérique haute définition Capteur de navigation pour fournir date, positionnement, altitude. Capteurs d attitude pour l aéronef à voilure fixe. S Caméra vidéo pour l aéronef à voilure tournante. 2-Appareil photo Exigences techniques Type: Haute définition, Couleur Résolution: ixel de 5 cm au sol maximum à 50m d altitude Alimentation: piles standards (commerce) ou batteries rechargeables Alimenté par les batteries de l aéronef pour l aéronef à voilure fixe S Support d'enregistrement: standard age 12 / 15

13 Spécifications logicielles 1-Module de paramétrage Fonctionnalités rogrammer la capture d images automatique. pour l aéronef à voilure fixe : -Etablir le plan de vol -Calculer automatiquement la trajectoire et paramètres de vol -Sauvegarder le plan de vol établir le plan de vol à partir de la sélection de la zone à couvrir sur un fond cartographique (important) Exportation des données Configuration informatique : Logiciel compatible Windows 7 ou Android 1-Module de contrôle Fonctionnalités Temps réel: Fonctions de contrôle Fonctions de commande Mode altitude automatique Affichage de la progression du plan de vol Modification de la programmation du plan de vol pendant le vol Retour vidéo sur la console en temps réel pour l aéronef à voilure tournante Temps différé: Exportation des données en différents formats (ASC, ) 2-Module de post-traitement Fonctionnalités mages géoréférencées S Mosaïque géoréférencée des zones survolées Orthomosaïque géoréférencée des zones survolées Détecter, dénombrer et mesurer les cibles (oiseaux) au sol S Segmenter les différents habitats naturels, Détecter et positionner les parcs ostréicoles, Accéder à la bibliothèque de photos à partir du plan de vol, erformances: Temps de traitement => standard Formats: image standard Configuration informatique : Logiciel compatible Windows 7 S age 13 / 15

14 Spécifications de la démonstration 1-Contexte général rincipe: Objectifs techniques: Objectifs scientifiques: Surveillance aéroportée par mini-drone équipé d'un appareil photo numérique ositionnement et navigation du mini-drone. Acquisition de photos en mode automatique pour l aéronef à voilure fixe. Géoréférencement et mosaiquage des images Evaluer les capacités de deux mini-drones différents Dénombrement d'oiseaux. Effet dérangement des oiseaux. Cartographie des habitats naturels. Cartographie des parcs à huitres. 2-Organisation Lieu: base: Station Marine d'arcachon (place eyneau) zone de démo: le aux Oiseaux, 3 sites en fonction de la thématique et des conditions de marée et d'accès ériode de réalisation : octobre 2014 Durée : 2 journées articipants: restataire: 1 équipe nvités: personnes Mise en œuvre et déroulement: Sessions et groupes en fonction de l'intérêt pour la thématique ciblée 3-Contraintes Règlementaires: Logistiques Moyens mis à disposition par AM (bateau, locaux ): Habilitation et Autorisation de vol DGAC conformément à la réglementation Locaux : Station Marine d'arcachon (place eyneau) Moyens nautiques fournis par l Agence ou ses partenaires Environnementales Météo: Conditions limites à préciser par le prestataire Altitude de survol: 50m ou 150m Distance : rayon d'1 km autour du point d'envol Marée: Autres : Marée basse (thème parc à huitres) Marée haute (thème oiseaux) Démonstration de jour 4-Exigences techniques lan de mission: Couvertures spatiales approximatives : Marée haute = 250 ha, Marée basse = 1690 ha, Reposoirs = 5 ha aramètres acquis: hotos avec pixel de 5 cm maximum Date/Heure Altitude osition age 14 / 15

15 Fonctionnalités évaluées pendant la démo: Attitude Facilité de mise en œuvre Fonctions de contrôle temps réel Fusion et exportation des données images/date/position/altitude vers d autres outils (bancarisation, SG) Géoréférencement et traitement des images Visualisation des trajectoires survolées et des images collectées Détecter, dénombrer et mesurer les cibles (oiseaux) au sol Segmentation des habitats naturels, ositionnement des parcs ostréicoles, Accès à la bibliothèque de photos à partir du plan de vol. S S 5-Livrables Documentation: Données: Compte rendu de la démonstration Diaporamas présentés mages brutes et traitées Données de vol Résultat des post-traitements Support de diffusion: roposition fournisseur Délais de livraison: 4 semaines 6-Restitution endant la démonstration, sur le terrain : endant la démonstration, en salle : Réunion de restitution ôles Mer : Reportage vidéo fait par l'am => possibilité d'être filmé Débriefing de la démonstration résentation des résultats Démo du logiciel de post-traitement articipation éventuelle à une réunion de restitution "plus grand public" Fait à Brest, le 17/04/2014 age 15 / 15