Caractérisation des méso-habitats fluviaux par drone

Transcription

1 DRONES ET HYDRAULIQUE Paris - Cachan, 8 et 9 avril 2015 Caractérisation des méso-habitats fluviaux par drone Jerôme Lejot, Vincent Wawrzyniak, Herve Piégay Kristell Michel

2 Faciès thermiques/écoulements (stagnante, vive, phréatique, hyporhéique ) Marqueurs hydro-morphologiques Les méso-habitats fluviaux Radiers, mouilles, plats faciès granulométriques

3 Les méso-habitats fluviaux Les processus physiques : Dynamiques latérales (érosion, rétrécissement ) Les processus écologiques : Dynamique de la végétation terrestre & aquatique (colonisation / eutrophisation) Spatialisation des habitats Déplacement de charge amont / aval (incision, exhaussement) Granulométrie (gradient amont / aval) Evolution des annexes fluviales (Atterrissement, connectivité) Impact des facteurs anthropiques Drôme (Luc-en-Diois)

4 Vecteurs ultra légers

5 Vecteurs ultra légers Pixy drone - Charge utile max: 5 Kg - Autonomie max : 30 mn - Forte contrainte aérologique - Contrainte de décollage / atterrissage

6 Vecteurs ultra légers Drélio hélicoptère - Charge utile max: 5Kg - Autonomie max : 1h - Pilotage automatique - Contrainte pilotage manuel

7 Vecteurs ultra légers DS8 Ciné - Power - Charge utile max: 3Kg - Autonomie max : 15 mn - Pilotage automatique - Faible contrainte aérologique Nacelle: Stabilisation indépendante 3 axes

8 Capteurs

9 Capteurs Capteurs optiques dans le domaine du visible (5 à 14 Mp) Canon PowerShot G5 Canon G9 Sony α350 Nikon D700 Capteur optique dans l infrarouge thermique (640 * 480 pixels) - Résolution thermique : 0.03 C (précision relative) - Précision absolue : 1.5 C - Longueurs d onde : 7.5 à 14µm VarioCAM Infratec

10 Restitution bathymétrique

11 Restitution bathymétrique Objectif : Caractériser la topographie des lits mouillés (séquences radiers / mouilles / plats) Résultats attendus : Quantifier les variations topographiques des chenaux Méthode : Régression multiple (Couplage radiométrie / hauteur d eau) Mesures in situ : DGPS - Capteur pression Profondeur = a*lnc1 + b*lnc2 + c*lnc3 + d Chautagne (Haut-Rhône)

12 Restitution bathymétrique Modèle Bathymétrique Rendu 3D MNT du chenal (précision décimétrique) Lejot J., Piégay H., Hunter P.D., Moulin B., Gagnage M. (2011) - Géomorphologie

13 Restitution bathymétrique Bathymétrie différentielle Spatialisation des dépôts Bilan sédimentaire Carbonneau P., Piégay H., Lejot J., Dunford R., Michel K. (2012) - Wiley

14 Restitution granulométrique

15 Restitution granulométrique ), ( ), ( ) )( 2( 1 ), ( q q M q q j p p N p p i j i Z q j p i Z q M p N q p Semi-variance 2D : fréquence d apparition des pixels pour extraire la taille médiane des particules (D50) Objectif : Caractériser les faciès granulométriques Banc de galets (Ain) - taille des particules de 1,7 à 6,8 cm Mesures in-situ : DGPS + Echantillonnage granulométrique (Wolman) Méthode : Auto-corrélation spatiale Résultats attendus : Identifier la taille des particules et leur distribution à l échelle des bancs de galets

16 Restitution granulométrique Modèle granulométrique Restitution de la granulométrie à l échelle d un banc Distribution des D50

17 Quatarob Restitution granulométrique

18 Restitution thermique

19 T C in situ Restitution thermique Objectif : Caractériser la thermie des lits mouillés Résultats attendus : i) Identifier les variabilités spatiales et temporelles ii) Liens avec morphologie des cours d eau iii) Liens avec les habitats Méthode : Régression (Corrélation radiométrique / T in situ) Correction atmosphérique (MODTRAN) Mesures in situ : Calibration thermique T C image après correction atmosphérique Vemco

20 Restitution thermique 2 types de faciès thermiques (rivières en tresse) Température ( C) Faible variabilité des T intra jours : T C homogène Pas ou peu de contributions latérales (phréatique, hyporhéique) Wawrzyniak V., Piégay H., Allemand P., Vaudor L., Grandjean P. (2013) - International Journal of Remote Sensing

21 Surface proportion Restitution thermique 2 types de faciès thermiques (rivières en tresse) Température ( C) Forte variabilité des T intra jour : T changent en fonction de la température de l air Contributions + forte d apports latéraux

22 Restitution thermique 3 types de refuges thermiques (rivières à méandre) Images IRT estivales (28 Juin 2011, fin d après midi) Bras morts 25 C 21,5 C 18,5 C Résurgences 25 C Hyporhéiques 25 C 21,5 C

23 Réflexions / Perspectives Résolution des images satellites Constats : La course au pixel Le mythe du terrain au bureau La diversité des capteurs miniaturisés (longueurs d ondes) Nouveaux capteurs : Capteur Lidar léger (32 lasers 360 x points/seconde) Velodyne HDL-32E Capteur hyperspectral (450 à 950 nm réso. 8nm 125 canaux) UHD 185 CUBER

24 Merci de votre attention