MAREGRAPHES TECHNOLOGIE INSTRUMENTATION. Journées techniques Refmar Workshop II : Instrumentation Technologie des marégraphes

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1 MAREGRAPHES TECHNOLOGIE INSTRUMENTATION Journées techniques Refmar Workshop II : Instrumentation Technologie des marégraphes

2 Bilan des différents types de capteurs de hauteur d'eau -Technologies utilisées -Choix des capteurs -Exemple de comparaison de mesures Acquisition et transmission des données -Période d'acquisition - échantillonnage -Centrales d'acquisition (datalogger) -Transmission «temps réel» Journées techniques Refmar Workshop II : Instrumentation Technologie des marégraphes

3 La mesure de marée: De la mesure manuelle à l'enregistreur

4 Du marégraphe mécanique aux capteurs électroniques

5 Différents principes et technologies de mesure -Marégraphe mécanique à flotteur -Capteur de pression (absolue ou relative) -Marégraphe bulle à bulle -Capteur de distance ultrason -Distancemètre laser -Capteur de distance radar (impulsion ou balayage de fréquence)

6 Choix du capteur: Environnement du marégraphe

7 Différents critères pour différentes technologies -Environnement (marnage, conditions extrêmes...) -Résolution et qualité de mesure voulue -Robustesse du système -Stabilité dans le temps -Coût -Risques de vandalisme liés au site...

8 Deux types de capteurs principalement utilisés Les capteurs de pression différentielle : Avantages : Faible coût, large choix, intégration discrète, pas de seuil haut Inconvénients : Influence de la densité de l'eau, entretien courant nécessaire, dérive de la mesure Les capteurs radars : Avantages : Peu d'entretien, pas de dérive, pas d'influence physique externe Inconvénients : Coût, installation, risque de submersion

9 Qualité des mesures OBJECTIFS : -Mesurer la hauteur d'eau dans un intervalle d'incertitude inférieur au centimètre en toutes conditions (vagues, courant, conditions météorologiques..) -Stabilité sur le long terme de la mesure (pas de dérive) SOLUTION INSTRUMENTALE -«Précision de mesure» donnée par le constructeur de +/- 1 à +/- 3 mm selon les appareils sur la gamme de mesure type (0-15 mètres) -Peu de données sur la dérive des capteurs

10 En pratique: -Calibration nécessaire du marégraphe in-situ lors de son installation -Contrôles réguliers (idéalement 2 fois par an) -Installation la plus pertinente possible (puits de tranquillisation, emplacement du capteur dans l'enceinte du port..) -Traitement numérique de la donnée (moyennage, lissage...)

11 Exemple de comparaison de capteurs à BREST:

12 Exemple de comparaison de capteurs à BREST:

13 Exemple de comparaison de capteurs à BREST:

14 Période d échantillonnage: Nécessité de recueillir des mesures à des périodes correspondant l échantillonnage des phénomènes mesurés : Typiquement 5 à 10 min pour la mesure de marée et toutes les minutes (ou moins) pour la détection de seiches ou tsunami.

15 Période d échantillonnage

16

17 Moyennage et post-traitement des mesures: -Réduction du bruit par moyennage des mesures Typiquement 15 sec/min ou 120 sec/10 min. -Utilisation de filtres adaptés dans l'électronique du capteur

18 Acquisition et transmission des mesures - Instrumentation

19 Acquisition et transmission des mesures - Datalogger OBJECTIFS : -Communication avec le / les capteurs -Traitement, stockage et transmission des mesures -Traitement, stockage et transmission des alarmes CARACTERISTIQUES -Nombre et type d'entrées/sorties -Langage de programmation et de communication -Capacité de stockage mémoire -Autonomie, dimensions, résistance, coût, etc..

20 Datalogger quelques exemples

21 Station marégraphe «idéale» -Autonomie complète (batteries et panneaux solaires) -Capteur primaire (radar) et secondaire (pression) -Échantillonnage et transmission rapide (1 min) à très rapide (1 sec) -Synchronisation horaire précise (par GPS) -Capteurs supplémentaires (Pression atmosphérique, vent, température, courant...) -Récepteur GNSS permanent -Liaison internet doublée d'une liaison satellite -Liaison directe (radio) à destination des usagers du port (navires, capitainerie..)

22 Transmission des données -Visualisation directe par l'utilisateur (capitainerie, port..) -Transmission radio (VHF, AIS...) -Réseau RTC France Telecom -Réseau mobile GSM, GPRS -Ligne internet câblée (ADSL...) -Transmission satellite (Vsat, Argos, Iridium, Meteosat / GOES...)

23 Transmission des données : station type SHOM

24 Transmission des données: Data Collection System (DCS) DCP messages DCP messages Transmission des messages vers les satellites géostationnaires Meteosat ou GOES (Caraïbes) et GMS (Pacifique) DCP messages DCP bulletins WMO GTS

25 Transmission des données: Messages transmis

26 Transmission des données: Décodage des messages GTS

27 Transmission des donnéespar Internet Exemple du système développé au SHOM Présentation par Thierry Lenglart

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