La télédétection LiDAR héliportée haute résolution, un outil efficace pour étudier la topographie et contribuer au diagnostic

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1 La télédétection LiDAR héliportée haute résolution, un outil efficace pour étudier la topographie et contribuer au diagnostic des digues de protection Mériaux P., Auriau L., Irstea Aix-en-Provence Maurin J., Boulay A., DREAL Centre Lacombe S., Marmu S., Fugro-Geoid

2 Feuille de route Topographie et sécurité des digues Présentation de la télédétection LiDAR héliportée haute résolution Mise en œuvre à titre expérimental sur les levées du Val d Orléans Vers une méthodologie d exploitation des données pour le diagnostic Limites et perspectives Digues maritimes et fluviales de protection contre les submersions Aix-en-Provence, juin

3 Gestion de la sécurité des digues et topographie La topographie = éléments de connaissance de base d une structure génie civil : plans et profils de la digue suivi des interventions sur l ouvrage (programmation réalisation) : implantation des reconnaissances et/ou d instruments, des travaux ou opérations de confortement ou d entretien (végétation, ouvrages hydrauliques, ) 3

4 Diagnostic de la sécurité des digues et topographie De nombreux mécanismes de dégradation ont des répercussions sur la topographie : Ex : érosions externes, glissements, affaissements, fontis (érosion interne), Des singularités topographiques susceptibles de déclencher ou d aggraver tel ou tel mécanisme : Ex : points bas sur la crête, étroitesse du profil en travers, bâtiments encastrés, Digues maritimes et fluviales de protection contre les submersions Aix-en-Provence, juin

5 Télédétection LiDAR aéroportée haute résolution (1/2) Description LiDAR : méthode moderne de levé topographique par émission réception de rayons laser, rétrodiffusés par la surface-cible (technique de télédétection active) Airborne Laser Scanning : mesures de distances par balayage laser haute fréquence du sol, depuis un aéronef L utilisation de l hélicoptère permet de diminuer la vitesse de vol (35 noeuds) tout en évoluant à basse altitude (< 300 m) augmentation de la densité de pts et de la précision 5

6 Télédétection LiDAR héliportée haute résolution (2/2) Performances Densité de 80 à 120 points levés par m 2, sur corridor (fauchée) de 100 à 120 m de largeur 3 angles de balayage (7 vers l avant, verticale et 7 vers l arrière) pour minimiser les effets d ombre Précisions : 5 cm en planimétrie, 3 cm en altimétrie Rendements terrain : 60 à 80 km/jour Coûts (> 80 km) : 2000 euros / km (avec livrables topos) 6

7 LiDAR héliportée en opération Digues maritimes et fluviales de protection contre les submersions Aix-en-Provence, juin

8 LiDAR-ALS haute résolution et arbres Rappel : la végétation ligneuse est une source de risques pour nos digues et sa caractérisation est donc un élément du diagnostic La grande densité de points permet : de s assurer d avoir des retours sol sous la canopée d obtenir et d exploiter des retours sur le feuillage (été) ou les branches (hiver) 12 m Digues maritimes et fluviales de protection contre les submersions Aix-en-Provence, juin

9 Opération de mise en œuvre expérimentale de la technologie LiDAR héliportée dans le cadre du projet FloodProBE ( ) Objectif : déployer la technologie en contexte opérationnel de digues urbaines et suburbaines en vue d élaborer une méthodologie efficiente d exploitation des données pour le diagnostic Moyen : technique LiDAR haute résolution couplée avec une acquisition d images (vidéos et photos) Des livrables pour le gestionnaire (DREAL Centre) : Modèles Numériques d Elévation, MN de Terrain et documents topographiques Digues maritimes et fluviales de protection contre les submersions Aix-en-Provence, juin

10 Vol des 17 et 18/11/2010 dans le Val d Orléans Orléans Châteauneufsur-Loire St-Hilaire- St- Mesmin Bou Jargeau Sandillo n Siglo y 70 km de digues survolées dont : - 60 km en rive gauche du val d Orléans - 4 km en milieu urbain (Orléans) - 6,5 km de remblai ferroviaire SNCF Guill y Bouteille

11 MNE(s) et MNT : des outils (sous SIG) pour le gestionnaire MNE MNE sans végétation MNE sans bâtiment MNT Résolution : 10 cm 11

12 Méthologie d exploitation des données (1/3) Utilisation des vidéos et photos aériennes pour un pré-zonage de la digue : 12

13 Méthologie d exploitation des données (2/3) Analyse de la sensibilité (des tronçons) de la digue vis-à-vis des 4 principaux mécanismes de rupture et dégradation : surverse : identification des zones basses sur profil en long érosion externe : géomorphologie du cours d eau érosion interne : ouvrages traversants, interfaces, instabilité géomécanique du parement ou talus Digues maritimes et fluviales de protection contre les submersions Aix-en-Provence, juin

14 Méthologie d exploitation des données (3/3) Ex : vis-à-vis du risque d instabilité géomécanique Loire Coupe sur le MNT 120 Profile b000584_mnt Tronçon avec bâti proche du pied de levée 110 Val Loire

15 Limites et perspectives Limites Coût devenant prohibitif si linéaire insuffisant Pas de visibilité subaquatique avec cette technologie Précision décroissant avec le développement excessif de la végétation Ne permet pas de s affranchir de la visite de terrain Répétition des vols (levés) => technique d auscultation Auscultation topométrique (suivi des tassements) : sous réserve d avoir de bonnes conditions de surface (chaussée, herbe rase, ), pratiquée aux Pays-Bas (pas d arbre, résolution centimétrique) Suivi du lit fluvial au droit de la digue (y compris sous couvert végétal!) : reptation des méandres dépôts, érosion de berges Suivi de la végétation : MNE avec vég Photo FC MNT 15

16 Remerciements Le vol LiDAR héliporté 2010 des levées du Val d Orléans a eu lieu : dans le cadre du projet européen Avec le soutien de : DREAL Centre SNCF Société Fugro-Geoid Europe (7 ième PCRD) Digues maritimes et fluviales de protection contre les submersions Aix-en-Provence, juin