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Faits en bref
- Partenaire : Technologies Altomaxx
- Localisation : Ontario, Canada
- Défi de l'enquête : Mesurez de manière sûre et efficace la profondeur de l'eau et des sédiments dans plusieurs petits bassins d'eaux pluviales à forte densité de végétation où les relevés par navire ne sont pas pratiques.
- Solution bathymétrique : Bathymétrie par drone utilisant un DJI Matrice 300 RTK avec un EchoLogger Sondeur bi-fréquence ETC D052S, acquisition de vol manuelle et post-traitement dans Hydromagic.
- Résultat clé : Des modèles bathymétriques à haute densité ont été générés pour 13 étangs, comprenant une estimation détaillée du volume de sédiments et une reconstruction de la surface basée sur l'altitude.
- Applications : Évaluations des infrastructures d’eaux pluviales, analyse de l’accumulation de sédiments, soutien en ingénierie municipale.
Contexte : Besoins en bathymétrie dans la gestion des eaux pluviales municipales
Les bassins d'eaux pluviales jouent un rôle essentiel dans la gestion de l'eau municipale en contrôlant le ruissellement, en réduisant les risques d'inondation et en piégeant les sédiments avant qu'ils n'atteignent les systèmes en aval. Leur performance dépend du maintien d’une capacité de stockage adéquate et de la compréhension de la manière dont les sédiments s’accumulent au fil du temps. Les municipalités réévaluent périodiquement ces bassins pour confirmer que les profils de profondeur correspondent toujours aux attentes de conception technique et pour déterminer si un dragage ou un entretien est nécessaire.
Des informations précises sur la bathymétrie et la profondeur des sédiments sont essentielles à la planification à long terme, mais de nombreux bassins d'eaux pluviales diffèrent considérablement en termes de taille, de forme, de conditions d'accès et de caractéristiques environnementales. Ces facteurs influencent le choix des méthodes d'enquête appropriées et le niveau de détail requis pour une modélisation et une comparaison fiables.
Le défi : obtenir des données précises sur la profondeur et les sédiments dans des conditions d'étang restreintes
Le projet nécessitait des mesures à haute résolution de la profondeur de l'eau, de l'épaisseur des sédiments et du volume total des étangs dans 13 bassins d'eaux pluviales à King City, Nobleton et Schomberg. Beaucoup de ces étangs présentaient des conditions physiques restrictives qui rendaient l'acquisition de données difficile. Plusieurs sites étaient petits, de forme irrégulière ou entourés d'une végétation épaisse, tandis que d'autres avaient des rivages inégaux ou instables sans aucun endroit sûr pour entrer dans l'eau.
La bathymétrie traditionnelle qui utilise des navires habités ou télécommandés (USV) échoue souvent dans ces environnements pour les raisons suivantes :
- Il y a trop peu d'espace de manœuvre pour une navigation stable
- La végétation autour du rivage bloque l’accès
- La mise à l’eau et la récupération d’un navire sont dangereuses ou impossibles
- Les hélices des bateaux risquent d'être endommagées par les plantes et les débris submergés
Les municipalités avaient besoin de données bathymétriques cohérentes et de qualité technique, mais les contraintes physiques et de sécurité empêchaient les approches conventionnelles basées sur des navires de fournir la précision ou l'efficacité requise.
La solution : bathymétrie par drone à double fréquence pour une cartographie précise de l'eau et des sédiments
Altomaxx a déployé un système de bathymétrie basé sur un drone pour surmonter les limites des opérations des navires. Le DJI Matrice 300 RTK transportait l'échosondeur EchoLogger ETC D052S, qui capture les retours acoustiques basse fréquence (50 kHz) et haute fréquence (200 kHz) pour séparer la profondeur de la colonne d'eau des couches de sédiments mous. Les vols manuels ont permis à l'équipe de maintenir le contrôle à proximité de la végétation et des bords des étangs.
Les éléments clés de l’approche d’enquête comprenaient :
- Espacement des lignes de vol de deux mètres pour une couverture spatiale à haute densité
- Base GNSS Emlid avec correction NTRIP pour améliorer la précision du positionnement
- Mesures du rover Emlid pour enregistrer les élévations de la surface de l'eau pour les sorties basées sur l'altitude
- Logiciel d'hydromagie prenant en charge l'ajustement GPS, le filtrage du bruit, la génération de modèles TIN et l'interprétation finale
Cette configuration a permis une cartographie précise dans des zones où la bathymétrie traditionnelle serait dangereuse ou irréalisable.
Les résultats : modèles d'élévation détaillés et volumes de sédiments quantifiés
L’approche basée sur un drone a fourni des ensembles de données bathymétriques haute résolution pour les 13 bassins d’eaux pluviales. Les retours acoustiques denses et les surfaces d'élévation traitées ont fourni des informations visuelles et quantitatives claires sur la topographie sous-marine, l'accumulation de sédiments et les changements à long terme par rapport aux dessins de conception.
Les résultats notables comprenaient :
- La plupart des étangs ont montré une accumulation minime de sédiments, conforme aux performances attendues
- Un étang a montré remplissage important de sédiments, avec 10 477 m³ du volume total de l'étang et 7 512 m³ de sédiment
- Un Matrice Delta, (carte différentielle dérivée de données basse/haute fréquence), zones de répartition des sédiments clairement mises en évidence
- Les parties prenantes municipales ont obtenu des modèles précis pour l'évaluation des capacités, la planification environnementale et la planification de la maintenance.
- L'efficacité sur le terrain s'est considérablement améliorée : les étangs qui nécessitaient une journée entière avec des méthodes de navire ont été étudiés en toute sécurité dans un délai raisonnable. quelques heures
Conclusion
La bathymétrie par drone a fourni une méthode sûre, précise et efficace pour évaluer l'état des bassins d'eaux pluviales dans plusieurs communautés de l'Ontario. Le déploiement rapide d'un échosondeur double fréquence monté sur drone a permis à Altomaxx de capturer des informations détaillées sur la colonne d'eau et les sédiments dans des zones inaccessibles aux navires d'étude traditionnels. Les modèles basés sur l'altitude qui en ont résulté ont permis aux municipalités d'évaluer l'accumulation de sédiments, de vérifier les conceptions techniques et de mieux comprendre les performances des étangs à long terme.
