Bathymétrie, comment calculer la volumétrie des sédiments subaquatique ?

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Etudier une zone immergée grâce à la bathymétrie et l’étude de sédiments

Un membre du SIZIAF (syndicat intercommunal de la zone industrielle Artois Flandre) du parc des industries Artois Flandres nous a contacté dans le but d’intervenir à Douvrin pour étudier un étang et déterminer la couche de sédiments. Leur objectif était de créer de nouveaux aménagements à partir de cette zone aquatique.

Pour ce faire nous devions déterminer la profondeur du bassin ainsi que sa couche de sédiments via deux techniques de bathymétrie bien distinct.

Une mission complexe regroupant de nombreuses compétences diverses de collecte de données.

Détails du projet
  • Douvrin 62138
  • 19/09/2023
  • Siziaf

La bathymétrie qu’est-ce que c’est ?

La bathymétrie est une technique de captation des fonds aquatiques par système d’échosondeur. Le son émis par cette technologie parcourt toute la zone immergée pour toucher le point « dur » le plus bas. Ensuite, il revient vers notre outil qui va calculer le temps parcouru et ainsi déterminer la distance sol /bateau.

Les données sont fiables et exploitables pour l’étude sous-marine. Ainsi nous utilisons le bateau pour couvrir toute la zone aquatique et calculer le plus de points possible au niveau de la couche sédimentaire qui tapisse le sol.

L’inconvénient de l’échosondeur et qu’il ne passe pas outre cette couche sédimentaire. Or calculer cette couverture est ultra important pour organiser des missions de dragage. Elles seront la première étape de lancement des travaux de nouveaux aménagements.

Les solutions pour calculer la zone sédimentaire sont restreintes.  Nous avons utilisé un moyen efficace qui a été au cœur de réflexion lors de notre analyse pré terrain.

Préparation de mission

La mission commence dès notre analyse terrain au bureau. Avec les éléments fournis par le SIZIAF, nous pouvons procéder à une étude de l’environnement aquatique. Cette étude sera la base de notre protocole sur place. C’est en comprenant l’objectif de la mission et en se rendant compte des problématiques que nous n’avons rencontré aucun problème sur place.

La couche sédimentaire étant au cœur de l’analyse, nous avons dû réfléchir à une manière de passer outre. Nous avons décidé de prendre des points GPS sous cette couche de sédiments en plus du relevé bathymétrique par bateau.

Il y aura donc trois techniques pour ce relevé :

  • Le relevé par bateau Bathymétrique
  • Le relevé par perche GNSS RTK
  • Le relevé par drone pour capter les berges

Arrivé sur place – Nos techniques

Dès notre arrivée sur place nous priorisons la sécurité en faisant le tour des lieux pour connaitre l’environnement réel et être certains de la faisabilité du projet. Ensuite nous plaçons nos zones de sécurité exclusion des tiers pour le vol de drone et sommes enfin prêts à évoluer en toute confiance.

Le relevé par bateau Bathymétrique

Pour le relevé bathymétrique de l’étang nous avons utilisé notre bateau bathymétrique assemblé en interne. L’avantage est que notre bateau est complètement programmable. La machine étant plus précise que l’homme, l’ordinateur embarqué évolue sur l’eau de manière à couvrir toute la zone. Ainsi nous ne perdons aucune donnée. La programmation possède des limites notamment au niveau des berges où la navigation doit se faire à vue et de manière plus précise pour éviter les obstacles.

Ainsi grâce au bateau nous avons relevé les fonds immergés de l’étang.

Le relevé par perche GNSS RTK

La perche GNSS RTK est un outil ultra fiable de captation de points GPS. Le problème dans notre cas est quelle est utilisable uniquement à la main. Pour aller chercher la donnée sous la surface de sédiments nous pouvions nous référer qu’à cette technique. Nous avons donc pris notre canoë et sommes allés nous-mêmes capter les informations en navigant directement sur l’eau. Un homme à la pagaie et l’autre à la perche pour positionner l’outil sous la couche sédimentaire et ainsi déterminer le vrai fond de l’étang. En prenant des dizaines de points nous pouvons déterminer l’ensemble de la zone sous sédiments.

Le relevé par drone pour capter les berges

Pour cette dernière étape de terrain nous avons utilisé la technique de la photogrammétrie pour relever la topographie de l’ensemble des berges de l’étang. Ces berges sont ultra importantes pour déterminer l’environnement du sujet.

Pour ce faire nous avons utilisé la technique de la photogrammétrie. La photogrammétrie est une technique de captation visuel par photos successives. Nous prenons un sujet sous différents angles, toutes les similitudes de chaque photo vont permettre l’assemblage complet d’un nuage de points en 3 dimensions. Cette technique permet de mettre le livrable à l’échelle, de l’observer en très haute résolution et surtout d’enlever l’effet de distorsion de l’appareil photo (l’image est ortho rectifié).

Nous pouvons ainsi assembler la photogrammétrie aérienne par drone avec la bathymétrie pour calculer un résultat d’un seul tenant. La captation des berges est très importante notamment lorsque notre client nécessite des coupes en travers du terrain.

Traitement des données et création du livrable

Une fois l’ensemble de la mission terrain effectuée place au traitement des donnés.

Lorsque nous avons traité les données bathymétriques ainsi que les données photogrammétriques nous savons extraire l’ensemble des données topographique du terrain. Ces données serviront de base pour créer le livrable attendu par notre client : le plan topographique.

Le plan topographique

Le plan topographique est le résultat de l’ensemble de la mission schématisée via nos logiciels adaptés. L’intérêt de ce plan est qu’il regroupe l’ensemble des données topographiques collectées de manière visuelle. Ce livrable facilite grandement la compréhension de l’environnement et l’étude du terrain pour organiser les missions d’aménagements. Nous avons ajouté à nos différents traitements la confrontation avec les points captés au GNSS RTK sous la couche sédimentaire. Nous avons ainsi ajouté au plan topographique ces données ultra importantes aux manœuvres de dragage. Le plan topographique nous permet également de calculer des cubatures subaquatiques ainsi que l’ensemble du contenant du bassin.

Les profils en travers

C’est sur la même base d’informations mais via différents logiciels que nous avons extrait les 10 profils en travers attendu par Artois Flandre. Un profil en travers apporte la notion 3d du relevé en reflétant les variations de hauteur du terrain et de l’étang alors que le plan topographique reflète les données d’un point de vue planaire. Les profils en travers sélectionnés à différents endroits bien précis couplés au plan topographique reflètent de manière visuelle le sujet relevé.

Pour conclure sur ce projet bathymétrique

 

Toute cette démarche a apporté au Siziaf toutes les informations liées à l’acquisition de données nécessaires à la programmation de travaux.

La notion la plus importante de tout le projet est la mise à l’échelle de l’existant en format accessible numériquement pour faciliter tout le processus de création de chantier avec pour base un point d’eau.

Nous avons pris plaisir à travailler avec Artois Flandre pour ce projet et avons hâte de pouvoir collaborer sur d’autres projets bathymétriques.

NOS SERVICES

AU-DELÀ DE LA PRÉCISION

Du plus grand au plus petit de vos projets, nous vous accompagnons dans les relevés de l’existant. Nos expertises vous apportent des solutions fiables et efficaces. De l’acquisition jusqu’à la restitution des données, nous vous fournissons les informations techniques et visuelles dont vous avez besoins. Notre expérience nous permet de vous livrer des fichiers optimisés adaptés à vos outils.

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RELEVÉ TOPOGRAPHIQUE ET CARTOGRAPHIQUE

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RELEVÉ BATHYMÉTRIQUE

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