Capteur radar autonome pour la mesure continue de hauteur d'eau
Mesure du niveau des rivières en temps réel : pourquoi c'est essentiel ?
La surveillance continue des cours d'eau joue un rôle déterminant dans la gestion des ressources hydriques et la prévention des risques d'inondation. Les données de hauteur d'eau permettent d'effectuer des calculs précis de débit et d'anticiper les variations du coefficient de marée dans les estuaires.
Le VEGAPULS Air 41 a fait l'objet d'une publication remarquable sur LinkedIn. Suite à un test effectué avec trois capteurs autonomes dans l'estuaire de l'Ems, Johann-Martin Krebs, de l'administration fédérale allemande des cours d'eau et de la navigation, a été tellement impressionné par les résultats qu'il en a fait une présentation détaillée.
Contexte de la mesure de hauteur d'eau
Pression et hauteur d'eau : un défi de mesure
Mesurer le niveau de l'eau dans l'estuaire de l'Ems est un véritable défi. La colonne d'eau contient beaucoup de sédiments (plus de 200 g par litre), ce qui entraîne des problèmes de surcharge en densité pour les capteurs de pression . Presque toutes les stations limnimétriques sont donc équipées de capteurs radar sans contact.
Les vasières exigent souvent l'utilisation d'équipements légers, parfois accessibles uniquement par bateau. La transmission des données en temps réel peut se heurter aux limites de portée de la communication mobile. Le capteur autonome VEGAPULS Air a transmis les données au serveur web avec une fiabilité proche de 100 %.
Prévenir l'inondation grâce aux capteurs sans contact
L'administration fédérale a sélectionné le VEGAPULS Air 41 pour anticiper les risques d'inondation lors des basses mers extrêmes ou des marées hautes par rapport au zéro hydrographique. Ce capteur compact transmet les données soit par LTE NB-IoT, soit par réseau LoRaWAN avec une grande portée et une faible consommation électrique. La technologie 80 GHz permet des mesures précises avec un angle d'ouverture très étroit qui réduit les perturbations.
Impressions, résultats et applications terrain
Crue saisonnière et coefficient de marée
Le projet vise à collecter des données de hauteur d'eau pour la planification d'une passe à poissons. En raison de la forte asymétrie des marées dans l'Ems, des mesures sont effectuées toutes les 15 minutes. La phase de montée des eaux arrive rapidement, en une à deux minutes avec des différences de quelques décimètres par minute. Le capteur effectue une mesure ultra précise pendant sept secondes et enregistre le résultat avec les coordonnées GPS. Les calculs s'appuient sur une station de référence qui permet de corréler les valeurs.
Vigilance inondation : données exploitables en temps réel du débit des eaux
Grâce à leur rapidité d'installation, il a été possible d'enregistrer le débit d'eau d'étiage très facilement et à un coût modeste pendant l'été 2022. « Nous avons obtenu des données de grande qualité et de nouvelles perspectives sur la dynamique du niveau des eaux », conclut Johann-Martin Krebs. Le capteur autonome VEGAPULS Air 41 offre une solution pratique et économique pour la surveillance longue durée dans les estuaires.
Les attentes ont été satisfaites et la technologie VEGA a donné une impression durable de sophistication et de simplicité d'utilisation :
« Outre la formidable expérience dont nous avons bénéficié avec cet instrument compact et admirablement bien conçu par VEGA, nous avons obtenu des données de grande qualité et de nouvelles perspectives sur la dynamique du niveau des eaux autour du barrage de marée. Ce projet a également été l'occasion d'une coopération intéressante entre les ingénieurs et les experts des poissons et de l'environnement de l'agence de Basse-Saxe pour la gestion des eaux et la protection du littoral et de la nature (NLWKN) », conclut Johann-Martin Krebs.
FAQ sur la hauteur d'eau et les calculs des marées
Comment calculer la hauteur d'eau avec le marnage ?
La hauteur d'eau se calcule en combinant le marnage avec la règle des douzièmes, qui répartit la montée ou descente de l'eau sur six heures selon une courbe.
Quel est le niveau de la marée aujourd'hui ?
Le niveau actuel dépend du port de référence consulté, avec des données disponibles sur les annuaires du SHOM ou les applications spécialisées indiquant les hauteurs en temps réel.
Quelle est l'échelle des marées ?
L'échelle utilise le coefficient, une valeur comprise entre 20 et 120 : en dessous d'un coefficient de 70 on parle de mortes-eaux, au-dessus de 70 de vives-eaux.
Quelle hauteur d'eau est recommandée ?
La hauteur recommandée varie selon l'application et nécessite des calculs précis intégrant le tirant d'eau, la profondeur cartographiée et une marge de sécurité adaptée.
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