fois ce problème de précision résolu, il faut utiliser le signal de plusieurs satellites pour lever l’ambiguïté sur le nombre entier de longueurs d’onde composant chaque signal (Dong and Bock, 1989).
D’autre part, le mode RTK et la configuration récepteur de base / récepteur mobile reliés par radio permettent d’acquérir rapidement un grand nombre de points. Ce mode permet au mobile de recevoir à la fois les signaux des satellites et de la base et de résoudre les ambiguïtés en temps réel. Le mobile est alors en mesure de fournir et d’enregistrer des positions très précises. Il est nécessaire de maintenir le contact entre récepteur de base et récepteur mobile, sous peine de perdre les ambiguïtés et d’abaisser significativement la précision des positions calculées.
La précision de la méthode de positionnement par GPS différentiel en mode RTK dépend de la distance D entre la base et l’antenne mobile. Avec le matériel utilisé lors des différentes campagnes de mesure, la précision est de :
- horizontalement : 10 mm + 1.0 ppm x D
- verticalement : 15 mm + 1.0 ppm x D
Lors de nos mesures, les distances restent faibles (inférieures à 200 m pour les applications topographiques et inférieures à 1 km pour la bathymétrie), les incertitudes purement instrumentales n'excèdent donc pas 1 à 1,5 cm horizontalement et verticalement. Toutefois, à ces erreurs s'ajoutent les incertitudes liées à l'utilisation à proprement dite (précision du positionnement de la station de base à l'aplomb du point de calage, mesure des hauteurs d'antenne, verticalité de la canne du mobile, etc.). Au final, la précision est évaluée à 2-3 cm horizontalement et 5 cm verticalement.
Ainsi, l'utilisation d'un DGPS en mode RTK permet d'égaler la précision d'un levé au tachéomètre, en permettant en outre une mesure de positions absolues, réalisable par un seul opérateur et n'imposant pas de rester à vue de la station de base. Le GPS est donc devenu un instrument largement utilisé pour le suivi morphodynamique des plages (Morton et al., 1993; Baptista, 2008; Junaidi, 2009; Krueger, 2009; Dornbusch, 2010).
Figure II.4 : Codes émis par le satellite. « Moduler » équivaut à superposer les codes à
l’onde porteuse. Les codes étant binaires (+1 ou –1), la phase de la porteuse change à
chaque modification de cette valeur.
II.1-c/ Suivi par profils transversaux
Le tachéomètre et le GPS sont des méthodes de mesure ponctuelle. La réalisation d'un levé point par point implique donc de ne mesurer qu'un nombre limité de positions permettant de caractériser les transferts sédimentaires. Selon la taille de la plage, l'angle d'incidence des houles et l'importance de la dérive littorale, les mesures sont donc généralement effectuées le long d'un ou plusieurs profils transversaux (cross-shore) (Larson et Kraus, 1995 ; Blanc, 1996 ; Emmanuel et al., 2009 ; Di Risio et al., 2010).
L'acquisition étant simple et rapide, elle est facilement répétable avec une fréquence quotidienne ou hebdomadaire et permet donc de recueillir des séries temporelles relativement denses. La représentation sous forme de profils transversaux rend compte de la tendance générale de la plage (érosion / stabilité / engraissement). La moyenne annuelle correspond au profil d'équilibre de la plage indépendamment des "climats de houle" (Larson et Kraus, 1995). Ces profils sont également très utilisés pour l'initialisation ou la vérification de modèles 2D numériques ou analogiques (Grasso, 2009).
Néanmoins, ces profils ne sont pas représentatifs des variations morphologiques selon d'autres directions (dissymétrie des transferts sédimentaires, croissants de plage, etc.). Ils ne permettront donc un bilan volumique que très approximatif par rapport à une mesure 3D.
Outre l'acquisition classique de profils, l'acquisition automatisée (à une cadence donnée) au DGPS RTK a encouragé le développement de plate-formes (quad, planche de bodyboard, roue libre...) permettant un levé plus rapide, voire même une couverture complète de la plage (Baptista, 2008).
II.2- DRELIO
Dès les années 1930-1940, des photographies aériennes des zones côtières commencent à être disponibles. L'échelle et la qualité de ces images ne permettent pas d'étudier le littoral avec une résolution spatiale élevée, mais dans les zones ayant subi d'important changements, elles permettent toutefois de quantifier grossièrement les déplacements du trait de côte.
Actuellement, la plupart des photographies acquises par avion ont une résolution spatiale de l'ordre de 10 cm à 1 m (par exemple, la BDortho® IGN). Sur des zones subissant des modifications importantes (recul de falaise, mouvement de dunes...), une telle résolution permet une quantification globale et rapide des évolutions morphodynamiques majeures.
Cependant, l'étude de structures de petite taille (rides de courants, rides éoliennes, chenaux d'exfiltration) ou le suivi de littoraux moins "actifs" requièrent un suivi plus précis et plus fréquent. Dans ce cas, une meilleure résolution et une plus grande récurrence des mesures s'imposent. En outre, la fréquence et l'heure locale des acquisitions satellites ne permet pas d'improviser un levé ou d'envisager un suivi avec une haute résolution temporelle. Quant à l'affrètement d'une plate-forme aéroportée classique, il est relativement coûteux et se justifie davantage pour l'observation de longues portions de linéaire côtier que pour le suivi de zones ciblées.
II.2-a/ Développements instrumentaux
II.2-a/ 1. Plate-forme
L'étude de la morphodynamique sur des zones très localisées requiert des données précises et avec une haute résolution spatiale afin d'observer des structures ponctuelles et d'établir des bilans volumiques réalistes. L'obtention d'une résolution au sol de quelques centimètres impose l'utilisation d'une plate-forme volant relativement lentement (afin d'éviter les effets de filés sur les photos) et à très basse altitude. Cette contrainte en altitude astreint donc à l'utilisation d'un système drône (sans pilote pour respecter la réglementation). Néanmoins, deux principaux inconvénients apparaissent à l'utilisation de ce système : la difficulté à connaître la position exacte de l'appareil, et la limitation du nombre et du poids des capteurs embarqués.
Depuis 2003, le Laboratoire Domaines Océaniques (IUEM - Brest) et l'Université Claude Bernard (Lyon) ont collaboré à la conception et à l'optimisation d'une série de drones topographiques baptisés DRELIO (DRone hELIcoptère pour l’Observation de l’environnement - Fig. II.5).