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Those on Authion or Vendée fit to continuous flow meters - ENGEES

Those on Authion or Vendée fit to continuous flow meters - ENGEES

Une armoire

Une armoire contenant l’alimentation électrique et la centrale d’acquisition doit êtreinstallée à proximité des capteurs. La communication entre ceux-ci et l’enregistreur se fait engénéral via un protocole RS 232, RS 485 ou SDI 12. Ce système permet ensuite detransmettre les données via un modem GSM (Global System for Mobile Communications) ouRTC (Réseau Téléphonique Commuté).c) CoûtLe coût total d’une station de débitmétrie en continu utilisant la technologie desultrasons à différence de temps de transit est très variable suivant le lieu d’installation. Celava de 30 000 € TTC dans les conditions les plus favorables à près de 200 000 € TTC pour lesinstallations les plus lourdes. Cela s’explique par le fait que le génie civil peut être trèsimportant et par le coût des câbles assurant la liaison entre les transducteurs et la centraled’acquisition. Le choix d’un site minimisant les travaux de génie civil est donc primordial sion veut réduire le coût de la station.3) Avantages et inconvénientsLa précision obtenue au niveau de la vitesse est très bonne (de l’ordre du mm/s) pourune plage de vitesses allant de 0 à 10 m/s [13]. La précision au niveau des débits dépend denombreux paramètres (profil de la section en travers, mode de calcul du débit) mais laprécision est généralement comprise entre 1% et 5% dans de bonnes conditions.AvantagesInconvénients• Procédé ancien et fiabilisé• Travaux de génie civil importants• Nombreux utilisateurs• Implantation de capteurs sur les deux• Peut travailler à plusieurs profondeurs berges(disposition à cordes multiples) • Phase de calibrage à effectuer avec soin• Valeurs algébriques de vitesse • Sensible aux matières en suspension, à la(permet de déterminer le sens del’écoulement)végétation, aux bulles d’air et auxgradients de température ou de salinité• Largeur entre les deux transducteursentièrement prise en compte• Ne peut pas fonctionner en dessousd’une certaine hauteur d’eau• Mesure indépendante de la célérité duson dans l’eauTableau 2 : Avantages et inconvénients des ultrasons à différence de temps de transitB. Effet DopplerDepuis quelques années les profileurs de courant à effet Doppler sont utilisés poureffectuer des jaugeages. L’appareil est alors placé sur un bateau qui traverse la rivière afind’explorer son champ de vitesse. Aujourd’hui, il existe des instruments fixes qui mesurent lavitesse du cours d’eau sur lequel ils sont placés. Capable de déterminer précisément la vitessed’un écoulement, ils permettent de fournir des informations pour des lieux où cela n’était paspossible auparavant.22

1) Historique et principe de fonctionnementa) HistoriqueDès les années 70, l’effet Doppler a été utilisé pour mesurer le déplacement desbateaux par rapport au fond. En 1979, Fran Rowe et Joel Young publient une étude 2démontrant la possibilité de généraliser la technique à la mesure des courants. En 1982, lepremier profileur de courant à effet Doppler est commercialisé. Cependant, la puissance desordinateurs de l’époque ne permet pas de traiter en temps réel les données collectées parl’appareil [17]. Jusqu’au début des années 1990, ils n’étaient efficaces que dans les grandesrivières ou bien les estuaires car ils demandaient alors au minimum 3,5 m de profondeur [2].Ces appareils ont cependant rapidement évolué et sont aujourd’hui très performants etcouramment employés lors de jaugeages. Cependant, ils sont alors utilisés sur des bateaux oubiens des embarcations télécommandées depuis la berge (figure 12). Une nouvelle étape del’évolution de ces appareils consiste en des appareils fixes utilisés comme station dedébitmétrie en continu. Depuis la fin des années 90 ces instruments sont testés par différentsorganismes et semblent désormais avoir considérablement évolué.Figure 12 : Utilisation de profileurs de courant à effet Doppler sur diverses embarcationsb) PrincipeLes profileurs de courant à effet Doppler s’appuient sur l’écho d’une onde ultrasonorerenvoyée par les particules en suspension pour déterminer la vitesse du courant (on supposequ’elles se déplacent avec le courant et donc à la même vitesse). Les particules jouent donc lerôle de réflecteurs et c’est pourquoi cette technique ne peut pas être utilisé dans des eaux trèspures. A l’inverse, dans des eaux trop chargées, les ondes réfléchies interfèrent trop entre elleset là aussi il n’est pas possible d’utiliser un profileur de courant à effet Doppler.Dans un premier temps l’appareil se comporte en tant qu’émetteur et émet une ondeacoustique qui se propage dans l’eau (figure 13). Lorsque cette onde rencontre les particulesen suspension, une partie est réfléchie et revient vers le transducteur (l’émetteur/récepteur dufaisceau d’ondes acoustiques) de l’instrument, une partie est aléatoirement dispersée et une2 F.D. Rowe et J.W. Young (1979) : An Ocean Current Profiler Using Doppler Sonar, IEEE Oceans '79Proceedings23

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