Limnobotics est un projet scientifique qui réunit les domaines de la limnologie (l’étude des eaux douces) et de la robotique pour une meilleure compréhension de l’hydrologie et de la biologie du lac Zurich, un lac préalpin de la Suisse.

Ce projet multidisciplinaire vise à documenter les paramètres limnologiques du lac Zurich avec couverture spatiale et temporelle sans précédant pour une meilleure compréhension de la présence massive de la cyanobactérie toxique Planktothrix rubescens, de même que la dynamique de sa population. Nous avons développé un bateau autonome équipé d’une variété de capteurs (température, pH, lumière, oxygène, nutriments, et pigments algaux) pour permettre la surveillance continue de la distribution spatiotemporelle des cyanobactéries. En parallèle, nous développons et appliquons des techniques de biologie moléculaire pour évaluer en peu de temps la contribution des souches toxiques P. rubescens à la population totale. Les données de terrain générées à l’aide de notre bateau autonome servirons à:

1. créer un model à l’échelle du basin lacustre pour illustrer le développement de P. rubescens en fonction des paramètres physico-chimiques;
2. guider des campagnes d’échantillonnage manuel selon des événements spécifiques, de même que les analyses en laboratoire subséquentes, telles que la classification des souches, l’expression génique de la production de microcystine et la détection cellulaire des concentrations de microcystine.

Limnobotics est une collaboration entre la station limnologique de l’Université de Zurich, et le Autonomous Systems Lab (ASL) de ETH Zurich et est subventionné par le SNF.

Note: Ce projet est maintenant terminé et fût réalisé lors d’un précédent emploi à l’ETH Zurich, au sein de l’ASL. Il est utilisé ici pour mettre en valeur des compétences de recherche et pour inspirer des projets futures.

• Investigateur principal: Roland Siegwart, Jakob Pernthaler
• Chef scientifique: Gregory Hitz
• Support scientifique: François Pomerleau, Marie-Ève Garneau, Cédric Pradalier, Thomas Posch

Publications

1. Hitz, G., Galceran, E., Garneau, M.-È., Pomerleau, F., & Siegwart, R. (2017). Adaptive continuous-space informative path planning for online environmental monitoring. Journal of Field Robotics, 34(8), 1427–1449.
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2. Hitz, G., Pomerleau, F., Colas, F., & Siegwart, R. (2015). State Estimation for Shore Monitoring Using an Autonomous Surface Vessel. Proceedings of the International Symposium on Experimental Robotics (ISER). Springer Tracts in Advanced Robotics, 745–760.
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3. Hitz, G., Pomerleau, F., Colas, F., & Siegwart, R. (2015). Relaxing the planar assumption: 3D state estimation for an autonomous surface vessel. International Journal of Robotics Research, 34(13), 1604–1621.
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4. Hitz, G., Gotovos, A., Pomerleau, F., Garneau, M.-E., Pradalier, C., Krause, A., & Siegwart, R. Y. (2014). Fully autonomous focused exploration for robotic environmental monitoring. Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), 2658–2664.
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5. Garneau, M.-È., Posch, T., Hitz, G., Pomerleau, F., Pradalier, C., Siegwart, R., & Pernthaler, J. (2013). Short-term displacement of \textitPlanktothrix Rubescens (cyanobacteria) in a pre-alpine lake observed using an autonomous sampling platform. Limnology and Oceanography, 58(5), 1892–1906.
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6. Hitz, G., Pomerleau, F., Garneau, M.-E., Pradalier, C., Posch, T., Pernthaler, J., & Siegwart, R. Y. (2012). Autonomous inland water monitoring: Design and application of a surface vessel. IEEE Robotics and Automation Magazine, 19(1), 62–72.
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Resultats

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