Bathymétrie : comment calculer la volumétrie des sédiments subaquatiques ?

Calculer la volumétrie des sédiments d’une zone immergée est une étape indispensable avant toute opération de dragage ou d’aménagement d’un plan d’eau. Cette mesure combine plusieurs techniques de relevé, car l’échosondeur bathymétrique seul ne permet pas de traverser la couche de sédiments pour atteindre le fond réel.

Pourquoi la bathymétrie seule ne suffit pas

La bathymétrie est une technique de captation des fonds aquatiques par échosondeur. Le son émis parcourt la colonne d’eau jusqu’au point le plus bas qu’il rencontre, puis revient vers l’appareil, qui calcule le temps de trajet pour en déduire la distance entre le bateau et le sol. Cette méthode couvre rapidement l’ensemble d’une zone et produit des données fiables sur la profondeur.

Sa limite tient à la nature du signal : l’échosondeur s’arrête à la surface de la couche sédimentaire, sans la traverser. Or cette couche doit être quantifiée avec précision pour dimensionner une opération de dragage, première étape des travaux d’aménagement.

Combiner les techniques pour atteindre le fond réel

Pour obtenir la profondeur sous la couche de sédiments, le relevé bathymétrique par bateau doit être complété par une prise de points GNSS RTK à la perche, positionnée manuellement sous cette couche. Le bateau bathymétrique, programmable, couvre l’ensemble de la zone de manière homogène, à l’exception des berges où la navigation doit rester manuelle pour éviter les obstacles. La perche GNSS RTK, elle, permet d’aller chercher ponctuellement le vrai fond sous les sédiments, point par point, généralement depuis une embarcation légère de type canoë.

La confrontation des deux jeux de données, profondeur d’eau d’un côté et profondeur du fond réel de l’autre, permet ensuite de déduire l’épaisseur de la couche sédimentaire sur l’ensemble de la zone.

Le rôle du relevé par drone

La captation des berges par drone en photogrammétrie complète le dispositif. Elle permet de relever la topographie du pourtour du plan d’eau, un élément nécessaire pour raccorder les données subaquatiques à l’environnement terrestre et produire des profils en travers cohérents.

Du relevé au livrable

Le traitement des données bathymétriques, GNSS et photogrammétriques aboutit à un plan topographique qui regroupe l’ensemble des informations collectées de façon visuelle et exploitable. Il intègre les points relevés sous la couche sédimentaire, ce qui permet de calculer les cubatures subaquatiques et le volume de sédiments à draguer.

Les profils en travers, extraits à partir des mêmes données, apportent une lecture complémentaire en coupe : ils montrent les variations de hauteur du terrain et du fond à des emplacements précis, là où le plan topographique offre une vue plane de l’ensemble.

Un exemple d’application

Ce protocole a par exemple été mis en œuvre pour le compte du SIZIAF, sur un étang du parc des industries Artois Flandre à Douvrin, en vue de futurs aménagements nécessitant une opération de dragage. Le croisement des relevés bathymétriques et GNSS a permis de restituer la profondeur réelle du bassin sous sa couche de sédiments, données ensuite intégrées au plan topographique remis au client.