Cévennes-Vivarais - observation recherche - télédetection des rivières en crue
Augmenter la densité des réseaux de mesure de débit
Différentes paramétrisations d'un même modèle
hydrologique peuvent simuler des chroniques de débits équivalentes
à l'exutoire du bassin, tout en suggérant des fonctionnements internes
au bassin très différents. Notre projet est de distribuer les mesures
de débits le long du réseau hydrographique étudié afin de mettre
expérimentalement en évidence le rôle dans l'espace des processus
simulés par la modélisation numérique. Mais l'acquisition de mesures
supplémentaires de débits se heurte au protocole classique de mesures
en rivière.
Méthodes classiques
Les techniques de mesure de débit des rivières
pratiquées aujourd'hui reposent sur le concept de courbe de tarage
et sur des moyens de mesure directe qui ont peu évolué depuis le
XIXème siècle. La courbe de tarage suppose une relation univoque
entre hauteur d'eau dans la rivière et débit. La mesure des hauteurs,
ou limnimétrie, peut être réalisée en continu à l'aide d'appareils
simples comme le flotteur ou le capteur de pression. La mesure des
débits lors de jaugeages occasionnels est le plus souvent réalisée
par mesure directe de la vitesse d'écoulement au moulinet, plus
rarement par dilution chimique. Ce concept présente deux inconvénients
majeurs :
- l'établissement de la courbe de tarage nécessite d'attendre
une période de temps importante et
- les jaugeages sont coûteux et difficiles, particulièrement
lors des crues. Il est donc aujourd'hui impossible de disposer
de réseaux de mesures de débits denses et distribués et de plus
il n'est pas possible d'envisager des campagnes de mesures intenses
mais éphémères.
Télédétection
Les méthodes classique de jaugeage sont donc précises mais coûteuses et impossibles à mettre en pratique lors de crues (débris flottants dangereux). La métrologie des rivières par des méthodes de télédétection locale, c'est à dire "sans contact" avec la rivière, est une alternative intéressante.
Deux méthodes sont en cours de développement: l'une fondée sur l'imagerie visible et infra-rouge, l'autre sur la télédétection dans le domaine des hyperfréquences.
Imagerie visible et infra-rouge
Il s'agit d'utiliser des méthodes d'analyse d'image afin de déterminer la vitesse du courant à la surface de la rivière.
Une collaboration entre le LTHE et IIHR (Iowa City) a permis la mise en place d'un système de mesure du débit en temps réel de la rivière Iowa à Iowa City.
Le Cemagref de Lyon, en collaboration avec la CNR, la Diren RA, le SPC-GD et le LTHE, a mis en place un réseau de stations LS-PIV, notamment sur l'Ardèche, doublant les stations limnimétriques déjà présentes. Il permettra d’apporter des informations de vitesse et de débit en hautes eaux, de manière à améliorer les courbes de tarage, et donc de diminuer l’incertitude d’estimation des débits des crues.
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Hyperfréquence
Il s'agit d'utiliser la détection Doppler des vagues présentes à la surface de la rivière afin de déterminer la vitesse du courant.
Au cours d'une expérience héliportée, USGS (Université de Washington) a montré le 1er mai 2001 sur la Cowlitz River (Washington) la faisabilité d'une détection radar de la vitesse de surface et de la bathymétrie.
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Augmenter la densité des réseaux de mesure de débitDifférentes paramétrisations d'un même modèle hydrologique peuvent simuler des chroniques de débits équivalentes à l'exutoire du bassin, tout en suggérant des fonctionnements internes au bassin très différents. Notre projet est de distribuer les mesures de débits le long du réseau hydrographique étudié afin de mettre expérimentalement en évidence le rôle dans l'espace des processus simulés par la modélisation numérique. Mais l'acquisition de mesures supplémentaires de débits se heurte au protocole classique de mesures en rivière. |
Méthodes classiquesLes techniques de mesure de débit des rivières pratiquées aujourd'hui reposent sur le concept de courbe de tarage et sur des moyens de mesure directe qui ont peu évolué depuis le XIXème siècle. La courbe de tarage suppose une relation univoque entre hauteur d'eau dans la rivière et débit. La mesure des hauteurs, ou limnimétrie, peut être réalisée en continu à l'aide d'appareils simples comme le flotteur ou le capteur de pression. La mesure des débits lors de jaugeages occasionnels est le plus souvent réalisée par mesure directe de la vitesse d'écoulement au moulinet, plus rarement par dilution chimique. Ce concept présente deux inconvénients majeurs :
TélédétectionLes méthodes classique de jaugeage sont donc précises mais coûteuses et impossibles à mettre en pratique lors de crues (débris flottants dangereux). La métrologie des rivières par des méthodes de télédétection locale, c'est à dire "sans contact" avec la rivière, est une alternative intéressante. Deux méthodes sont en cours de développement: l'une fondée sur l'imagerie visible et infra-rouge, l'autre sur la télédétection dans le domaine des hyperfréquences. Imagerie visible et infra-rouge
HyperfréquenceIl s'agit d'utiliser la détection Doppler des vagues présentes à la surface de la rivière afin de déterminer la vitesse du courant.
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