Analyse de la précision et de l’incertitude des mesures de débits prises par la méthode LSPIV (large-scale particle image velocimetry)

Les résultats du projet de recherche seront intégrés par la DEH afin d’améliorer l’estimation des débits des rivières du Québec. Ces données constituent l’information de base sur les débits utilisés par toute la communauté scientifique en hydrologie et hydraulique pour les études au Québec. 

Détails du projet
Programmation scientifique
Programmation 2020-2025
Thématique(s) et priorité(s)
Événements extrêmes
Début et durée
Avril 2021 • 2 ans
Statut du projet
En cours
Projet lié
Soutien à INFO-Crue
 
Responsable(s) scientifique(s)
Mélanie Trudel
Université de Sherbrooke
Jay Lacey
Université de Sherbrooke

Contexte

L’information sur les débits en rivière est primordiale dans la gestion de l’eau, que ce soit pour l’étape de calage des modèles hydrologiques, l’estimation des probabilités de dépassement annuel ou le calage des modèles hydrauliques nécessaire à la délimitation des zones inondables ou pour la sécurité civile. Les mesures de débits sont généralement réalisées à l’aide d’un courantomètre acoustique à effet Doppler (ADCP). Toutefois, il est parfois difficile voire dangereux de faire des mesures à l’aide de l’ADCP, particulièrement pour des forts débits où des objets (arbres, glace) peuvent dériver dans la rivière.

De plus,  il est nécessaire d’avoir une certaine profondeur d’eau pour réaliser des mesures avec l’ADCP. Ainsi, les événements extrêmes sont souvent mal caractérisés. Les changements climatiques augmenteront l’occurrence des événements extrêmes et une meilleure caractérisation de ceux-ci est donc nécessaire. La méthode LSPIV (Large Scale Particle Image Velocimetry) est une méthode sans contact permettant la mesure du débit en rivière. Elle peut être appliquée pour les faibles et forts débits. Toutefois, le champ d’application, la méthode d’acquisition (drone, caméra), les erreurs et les sources d’incertitude de la méthode doivent être mieux caractérisés.

 

Objectif(s)

  • Évaluer la précision du LSPIV en milieu naturel dans une gamme de conditions (par exemple : largeur, profondeur, rugosité de la rivière; position de la caméra (montée sur berge, un pont ou par drone); nombre, géométrie et position des points de contrôle);

  • Déterminer l'effet de la géométrie en milieu contrôlé (canal) sur l’estimation de l’écoulement via LSPIV;

  • Déterminer les conditions optimales d’ensemencement, d'éclairage, et conditions de vent pour LSPTV et comparer les résultats avec la méthode LSPIV.

Ce projet s'inscrit dans l'initiative INFO-Crue mise sur pied par le MELCCFP.

Méthodologie

  • Acquisition des données sur une quinzaine de sites permettant de représenter différentes conditions hydrauliques et morphologique ainsi que le traitement des images à l’aide logiciel libre accès LSPIV/LSPTV;

  • Étude expérimentale en environnement contrôlé sur la rivière expérimentale extérieur (OERF) de l’Université de Sherbrooke afin de faciliter l’atteinte de l’objectif 2 en permettant de faire varier la géométrie de la rivière;

  • Identification et estimation des erreurs ainsi que les incertitudes.

Résultats attendus

Le projet permettra d’analyser la performance (précision et incertitude) de la méthode LSPIV pour la mesure du débit dans des rivières au Québec. Un guide d’accompagnement de l’utilisation de la méthode LSPIV pour faire des jaugeages sera rédigé et répertoriera les bonnes pratiques pour la prise de mesures sur le terrain, les étapes pour le traitement des images avec le logiciel recommandé (guide d’utilisation) et l’analyse du résultat obtenu. De plus, le projet permettra d’acquérir des données sur les débits tout au long de la démarche pour les rivières à l’étude.

Retombées pour l'adaptation

Retombées pour l'adaptation

Les résultats du projet de recherche seront intégrés par la DEH afin d’améliorer l’estimation des débits des rivières du Québec. 

Ces données constituent l’information de base sur les débits utilisés par toute la communauté scientifique en hydrologie et hydraulique pour les études au Québec.

La méthode développée permettra également de mesurer les débits nécessaires au calage des modèles hydrauliques afin d’estimer les niveaux d’eau pour différentes PDA.

Ultimement, ce projet permettra de renforcer la robustesse des données utilisées dans la modélisation des zones inondables. 

Financeur(s)

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