Des chercheurs de l’Empa ont développé dans le cadre d’un projet européen un spectromètre mobile pour détecter les fuites de méthane. L’appareil est suffisamment léger pour être installé sur un drone.
Le méthane est l’un des principaux gaz à effet de serre, mais on connaît mal le volume des rejets de ses différentes sources. Le projet MEMO2 («Methane goes Mobile, Measurements and Modelling») – un des éléments du programme Horizon2020 – réunit 20 groupes de recherche de sept pays, parmi lesquels une équipe du Laboratoire fédéral d’essai des matériaux et de recherche (Empa).
Leurs efforts sont centrés sur l’identification des sources de méthane et la quantification de leurs émissions à l’aide d’appareils de mesure mobiles. Les chercheurs engagés dans le projet MEMO2 se concentrent sur la Roumanie.
Avec ses nombreux champs pétroliers et gaziers, le pays est l’une des principales sources de méthane d’Europe. Le gaz s’échappe des puits de forage et se dissipe dans l’atmosphère.
Il n’était jusqu’à présent possible d’effectuer des mesures précises qu’avec du matériel fixe. Monté parfois sur un véhicule, il ne pouvait être enclenché qu’en bord de chaussée, une méthode compliquée et peu satisfaisante.
Les chercheurs de l’Empa ont donc mis au point un appareil de mesure précis et léger embarquable sur un drone. Ses données permettent d’établir des cartes d’émissions.
Une percée
«Le nouveau spectromètre constitue une percée dans l’analyse des traces de gaz par sa précision, sa taille et son poids», indique Lukas Emmenegger, qui dirige le département «Air Pollution/Environmental Technology» de l’Empa, cité dans un communiqué du laboratoire.
Pour quantifier le méthane, M. Emmenegger et son équipe utilisent un laser à cascade quantique (QCL). Un spectromètre monté sur le drone détermine la distribution tridimensionnelle de méthane dans le voisinage des sources. L’intégration de ces données avec des données anémométriques permet aux chercheurs de calculer l’ampleur des émissions.
Les drones présentent d’autre part l’avantage de faciliter les mesures aux endroits difficiles d’accès. Avec la qualité des résultats obtenus, il sera possible d’adopter des mesures concrètes de contention des émissions puis d’en vérifier les effets.
Dix gaz d’un coup
L’Agence spatiale européenne (ESA) compte également sur l’expertise de l’Empa dans ses préparatifs de la mission CO2M «Copernicus Anthropogenic Carbon Dioxide Monitoring». Dès 2025, les premiers satellites CO2M seront envoyés sur orbite pour effectuer les mesures spectroscopiques permettant d’établir des cartes globales de la teneur de l’atmosphère en CO2.
On saura alors combien de CO2 est produit par les sites industriels, les villes et les pays. Le matériel embarqué devra être capable de distinguer entre les émissions de CO2 humaines et naturelles.
Par ailleurs, les chercheurs ont d’ores et déjà reçu des demandes venant de l’industrie et de la recherche. Deux anciens scientifiques de l’Empa, Morten Hundt et Oleg Aseev ont mis au point un spectromètre QCL détectant simultanément dix gaz différents et ils ont lancé il y a peu une spin-off, «MIRO Analytical Technologies».