Brevet FR3147374A1 — publié le 20241004

L’invention concerne un système de surveillance de décarbonation, comprenant : - au moins un moyen de capture d’image (I) pour capturer au moins une image d’une zone à décarboner (Z) ; - au moins un moyen d’analyse atmosphérique (G) pour analyser des gaz atmosphériques de la zone à décarboner (Z) ; - des moyens d’analyse locale (L) pour analyser, à plusieurs points de la zone à décarboner (Z), au moins un parmi la qualité des sols, la biodiversité, le pH de l’eau ; - un moyen de détermination de décarbonation (D) pour déterminer une décarbonation de la zone à décarboner sur la base des données dudit moyen de capture d’image (I), dudit moyen d’analyse atmosphérique (G), et des moyens d’analyse locale (L). L’invention concerne également un procédé sur la base d’un tel système. Figure 1 SYSTEME DE DE SURVEILLANCE DE DECARBONATION D’UNE ZONE A PLUSIEURS ECHELLES, ET PROCEDE SUR LA BASE D’UN TEL SYSTEME L'invention concerne le domaine de la décarbonation de zones de l’environnement soumises à des gaz à effet de serre, souvent désignée par « émissions négatives de CO 2 » (appelée en anglais « carbon removal »). L’invention concerne plus particulièrement la vérification et la validation de crédits-carbone. Le « crédit-carbone » est défini comme un équivalent à une décarbonation d’une tonne de carbones des émissions de gaz à effet de serre. Dans le cadre de l’invention, la décarbonation concerne des technologies qui enlèvent le dioxyde de carbone de l’air atmosphérique ou de l’océan, et le transforment en produits dérivés qui sont par la suite utilisés ; ou des technologies qui font le stockage du dioxyde de carbone sous une forme durable dans les différentes couches géologiques de la terre. L’invention concerne en outre la mobilité propre, la mobilité électrique, le captage et le stockage du CO 2 et d’autres gaz à effet de serre tels que le méthane, les Nox, etc. De la même manière que pour le dioxyde de carbone, l’invention est applicable à l’enlèvement et la suppression de tous les gaz à effet de serre (le méthane, les Nox, etc.) Les solutions de décarbonation sont de deux types : - les solutions naturelles : le CO 2 est absorbé d’une manière naturelle dans les forêts, les sols ou encore les océans. Les tourbières sont également des réservoirs naturels de CO 2 ; ou - les solutions technologiques : le CO 2 est enlevé par capture directe d’air, et utilisation de bio-énergies avec stockage et séquestration du carbone, minéralisation améliorée, etc. Ces technologies ont une première étape d’enlèvement de CO 2 de l’air atmosphérique, et une deuxième étape de stockage du CO 2 sous une forme solide et durable. Dans le cas des techniques naturelles, il ressort que l’intervention humaine aide à faire mieux en termes de captage de CO 2 . Entretenir et améliorer les systèmes naturels permet d’obtenir ou de produire des crédits de carbone. Les crédits carbones sont nécessaires pour atteindre la neutralité carbone des organisations et des entreprises telles que le demandeur. Le principal obstacle est de prouver que les crédits carbones sont de haute qualité et donc obtenus par des techniques et des technologies respectables des écosystèmes et de la nature. Dans ce cas, il faudrait pouvoir justifier l’évolution et prouver l’amélioration des écosystèmes en termes de décarbonation dans les endroits où des solutions naturelles ou technologies sont déployées. Il faudrait pouvoir faire un état des lieux initial par des procédés d’observation et d’analyse de mesures prises sur place, dans les écosystèmes locaux ; et démontrer que les écosystèmes ont eu une évolution positive grâce à des techniques d’émissions négatives de CO 2 . Ainsi, il y a un besoin de disposer des techniques d’observation qui permettent d’observer à grande échelle les écosystèmes naturels ou les sites technologiques de décarbonation ; et d’assurer une périodicité de cette observation, de plusieurs années voire décennies consécutives, afin d’attester le caractère durable et soutenable de l’extraction du CO 2 de l’environnement et son stockage dans des formes durables à l’échelle de longs temps géologiques. Malheureusement, il n’existe pas aujourd’hui des systèmes d’observation des systèmes de décarbonation dans la durée et avec des recoupements entre les données d’observation et de données de mesures prises en local. Un objectif de la présente invention est de remédier aux défauts de l’art antérieur, et notamment de proposer une solution d’observation des écosystèmes de manière microscopique et macroscopique pour déterminer de manière précise une décarbonation d’une zone de l’environnement soumise à des gaz à effet de serre. Pour atteindre cet objectif, l’invention propose système de surveillance de décarbonation, comprenant : - au moins un moyen de capture d’image pour capturer au moins une image d’une zone à décarboner ; - au moins un moyen d’analyse atmosphérique pour analyser des gaz atmosphériques de la zone à décarboner ; - des moyens d’analyse locale pour analyser, à plusieurs points de la zone à décarboner, au moins un parmi la qualité des sols, la biodiversité, le pH de l’eau ; - un moyen de détermination de décarbonation pour déterminer une décarbonation de la zone à décarboner sur la base des données dudit moyen de capture d’image, dudit moyen d’analyse atmosphérique, et des moyens d’analyse locale. Avantageusement, l’invention permet d’avoir des analyses au niveau microscopique par les analyses locales, et également au niveau atmosphérique par les analyses atmosphériques, ainsi que des images permettent d’avoir une interprétation visuelle de la décarbonation. En outre, l’invention permet de réaliser des analyses périodiques pendant plusieurs années, voire plusieurs décennies, de sorte à avoir une estimation précise de la décarbonation. Selon une variante, le système de surveillance comprend en outre un satellite comprenant ledit moyen de capture d’image, et ladite image de la zone à décarboner est une image satellite. Cela permet d’avoir des images satellites de la zone à décarboner, et une interprétation macroscopique de la décarbonation. Selon une variante, le satellite comprend en outre ledit moyen d’analyse atmosphérique, et un radar à infrarouge. Cela permet d’avoir des analyses en haute atmosphère, de préférence par spectrométrie, par exemple à environ 80km au-dessus de la terre. Selon une variante, le système de surveillance comprend en outre au moins un drone comprenant ledit moyen de capture d’image et/ou ledit moyen d’analyse atmosphérique. Cela permet d’avoir des images de la zone à décarboner, de préférence par spectrométrie, par exemple en dessous de 80km au-dessus de la terre. Selon une variante, ledit drone comprend en outre un radar à infrarouge. Cela permet d’avoir des analyses en basse atmosphère, par exemple en dessous de 80km au-dessus de la terre. Selon une variante, le système de surveillance comprend en outre au moins une station de mesure à ballon dirigeable, comprenant ledit moyen de capture d’image et/ou ledit moyen d’analyse atmosphérique. Cela permet d’avoir des mesures de l’atmosphère avec un véhicule lent pour améliorer les mesures. Selon une variante, ladite station de mesure comprend en outre ledit moyen d’analyse atmosphérique, et un radar à infrarouge. L’invention concerne également un procédé de surveillance de décarbonation au moyen d’un système de surveillance selon l’invention, le procédé de surveillance comprenant : - une étape de capture d’image pour capturer périodiquement au moins une image d’une zone à décarboner ; - une étape d’analyse atmosphérique pour analyser périodiquement des gaz atmosphériques de la zone à décarboner ; - une étape d’analyse locale pour analyser périodiquement, à plusieurs points de la zone à décarboner, au moins un parmi la qualité des sols, la biodiversité, le pH de l’eau ; - une étape de détermination de décarbonation pour déterminer une décarbonation de la zone à décarboner sur la base des données des étapes de capture d’image, d’analyse atmosphérique, et d’analyse locale. Selon une variante, les analyses sont réalisées de manière périodique sur plusieurs années, de préférence sur plusieurs décennies, de même que la détermination de décarbonation. L'invention sera davantage détaillée par la description de modes de réalisation non limitatifs, et sur la base de la annexée concernant un système de surveillance de décarbonation selon l’invention. L'invention concerne un système et un procédé d’observation et de corrélation des données sur une échelle macro et microscopique, en simultané, sur une période longue. L’invention a pour objectif de pouvoir attester la qualité l’évolution de l’écosystème dans lequel la décarbonation (« carbon removal » en langue anglaise) est faite. Cela permet de garantir l’obtention de qualité de carbone. L’invention combine des procédés d’observation spatiale par des satellites S en orbite géostationnaire et à faible altitude, par exemple à 80 km par rapport à la surface terrestre, équipés avec des instruments d’analyse de la composition en gaz de l’atmosphère (via des spectromètres G, des radars) ; et des mesures à très faible échelle, par exemple microscopique, dans les biotopes naturels (les sols, les forêts, les océans) ou des lieux de concentration de technologies de décarbonation (technologies à émissions négatives de CO 2 ). Les mesures à basse échelle peuvent être analysées en spectrométrie pour rechercher par exemple du CO 2 et les autres gaz à effets de serre. Le procédé comprend une corrélation des données de la macro-observation spatiale avec des mesures très locales au sein des écosystèmes concernés, sur des périodes longues. Le procédé comprend une détermination d’un état initial, un suivi et une analyse des données à macro et micro-échelles, sur une période suffisamment longue afin de pouvoir juger de la durabilité et de la soutenabilité des techniques de décarbonation. L’invention cherche à résoudre le manque de procédés pour prouver la qualité des crédits de carbone issus ou émis par des techniques de décarbonation – de types naturelles ou technologiques. Ainsi, l’invention permet de : - statuer sur un état initial macroscopique – en prenant une photographie par un satellite S à la bonne échelle terrestre, de l’ensemble de la zone Z concernée par la décarbonation ; - déterminer l’état initial macroscopique par des analyses spectrométriques, des gaz et notamment de la concentration de dioxyde de carbone et des autres gaz à effet de serre : méthane, NOX, etc.) contenus dans l’atmosphère autour de la zone Z observée ou monitorée (une forêt, des tourbières, ou des zones dans les océans - côtes ou fonds) ; - déterminer un état initial microscopique par des mesures à micro échelle au sein de la zone Z observée : qualité des sols, biodiversité, pH de l’eau, composition de l’atmosphère, etc. Ces mesures se font par des humains via des échantillons prélevés dans les zones concernées, par exemple par spectrométrie ; - faire une corrélation des états initiaux dans les trois points ci-dessus ; - une périodicité des mêmes mesures est réalisée à échelle spatiale, locale et micro-échelle ; - faire un suivi et une analyse des mesures corrélées sur de longues périodes (années, décennies…) ; - faire une conclusion sur la qualité des émissions négatives (la qualité des crédits de carbone) et sur l’évolution des zones à émissions négatives (les biotopes, les écosystèmes, les réservoirs de CO2) ; - déterminer un état final par des mesures à micro-échelle au sein de la zone Z observée. L’invention peut comporter l’utilisation d’un satellite S géostationnaire en orbite terrestre basse (80 km). Ce satellite S est utilisé pour faire des observations sur de longues périodes des zones Z concernées. Il est équipé d’instruments de mesure : caméras I (optiques), radars (infrarouge) et un spectromètre G (pour faire l’analyse de la composition des gaz dans l’atmosphère de la zone décarbonation). Le satellite S exerce une observation à l’échelle terrestre (globale). L’invention peut comporter l’utilisation d’une flotte de drones D qui sont capables de survoler les zones Z concernées par la décarbonation (forêts, tourbières, océan - côtes et fonds), et des zones à émissions négatives technologiques (capture directe d’air, bio-énergies avec stockage et séquestration du carbone, et minéralisation). Les drones D sont également équipés avec des caméras optiques I, de radars infrarouges et des spectromètres G. Les drones D sont utilisés pour l’observation à l’échelle locale. L’invention peut comporter l’utilisation d’une station de mesure B mesurant la qualité de l’air, en particulier de la composition de l’air, plus particulièrement dans la très basse troposphère. La station de mesure B est également utilisée pour l’observation à l’échelle locale. L’invention comprend en outre des analyses à plusieurs points de la zone Z concernée, avec des moyens d’analyse locale L. En particulier, des personnes vont dans les zones Z concernées et font des prélèvements des sols, des eaux de l’air et font des analyses chimiques et biologiques. Des échantillons peuvent être analysés en laboratoire. La biodiversité peut être analysée en termes de description et comptage d’individus, tandis que les sols peuvent être analysés en spectrométrie. Ces analyses sont utilisées pour l’observation à l’échelle micrologique. L’invention peut comprendre une corrélation des données à ces différents niveaux d’observations terrestre (globale), locale, et micrologique, afin de pourvoir définir une observation verticale de tous les niveaux. L’invention permet d’avoir une observation verticale pendant de longues périodes – des années ou des décennies - afin d’obtenir une image temporelle et dynamique des impacts et de l’évolutions des zones Z concernées par les émissions. Enfin, sur la base de ces observations et de l’analyse des données, on peut déterminer un critère de qualité de l’évolution des zones Z de décarbonation afin de pouvoir déterminer la qualité des crédits carbone produits par lesdits techniques de décarbonation. Système de surveillance de décarbonation, comprenant : - au moins un moyen de capture d’image (I) pour capturer au moins une image d’une zone à décarboner (Z) ; - au moins un moyen d’analyse atmosphérique (G) pour analyser des gaz atmosphériques de la zone à décarboner (Z) ; - des moyens d’analyse locale (L) pour analyser, à plusieurs points de la zone à décarboner (Z), au moins un parmi la qualité des sols, la biodiversité, le pH de l’eau ; - un moyen de détermination de décarbonation (D) pour déterminer une décarbonation de la zone à décarboner (Z) sur la base des données dudit moyen de capture d’image (I), dudit moyen d’analyse atmosphérique (G), et des moyens d’analyse locale (L). Système de surveillance selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un satellite (S) comprenant ledit moyen de capture d’image (I), et ladite image de la zone à décarboner est une image satellite. Système de surveillance selon la revendication 2, caractérisé en ce que le satellite (S) comprend en outre ledit moyen d’analyse atmosphérique (G), et un radar à infrarouge. Système de surveillance selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’il comprend en outre au moins un drone (D) comprenant ledit moyen de capture d’image (I) et/ou ledit moyen d’analyse atmosphérique (G). Système de surveillance selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit drone (D) comprend en outre un radar à infrarouge. Système de surveillance selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il comprend en outre au moins une station de mesure à ballon dirigeable (B), comprenant ledit moyen de capture d’image (I) et/ou ledit moyen d’analyse atmosphérique (G). Système de surveillance selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite station de mesure (B) comprend en outre ledit moyen d’analyse atmosphérique (G), et un radar à infrarouge. Procédé de surveillance de décarbonation au moyen d’un système de surveillance selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, le procédé de surveillance comprenant : - une étape de capture d’image pour capturer périodiquement au moins une image d’une zone à décarboner (Z) ; - une étape d’analyse atmosphérique pour analyser périodiquement des gaz atmosphériques de la zone à décarboner (Z) ; - une étape d’analyse locale pour analyser périodiquement, à plusieurs points de la zone à décarboner (Z), au moins un parmi la qualité des sols, la biodiversité, le pH de l’eau ; - une étape de détermination de décarbonation pour déterminer une décarbonation de la zone à décarboner (Z) sur la base des données des étapes de capture d’image, d’analyse atmosphérique, et d’analyse locale. Procédé de surveillance selon la revendication 8, caractérisé en ce que les analyses sont réalisées de manière périodique sur plusieurs années, de préférence sur plusieurs décennies, de même que la détermination de décarbonation.