Le protocole de mesure a été adapté après les deux premières campagnes de repérage de 2005 (bav1 et bav2). Pour optimiser le temps passé sur le terrain, le protocole est fortement lié à la méthode

d’interpolation choisie (cf. paragraphe 3.1.2). Il est identique de la campagne bav3 à la campagne

bam2. Pour des raisons pratiques (contraintes EDF), toutes les campagnes topographiques ont été

faites sur la journée avec 3 à 6 personnes.

L’endiguement rectiligne de l’Arc dans ce secteur impose une direction d’écoulement privilégiée qui

est aussi une direction remarquable en terme de topographie. Les variations latérales de la

topogra-phie du lit sont souvent plus importantes que les variations longitudinales. Dans cette situation, la

topographie des rivières est souvent interpolée linéairement entre deux sections en travers (Ferguson

et al., 1992; Simon et Castro, 2003).

Suivant cette hypothèse, le levé topographique est constitué de sections en travers, espacées de 5 à

20 m. Dans les zones de rupture de pente, où l’interpolation linéaire n’est plus justifiée et où une

Fig.^{3.1 –}

Déploiement pendant des campagnes topographiques (a) Station totale Leica TC305 et opérateur à la visée, (b) levé sur une section avec trois opérateurs munis de mires, (c) installation de la base dGPS (Leica system 1200), et (d) levé topographique avec le mobile dGPS du même sytème.

mesure distribuée est indispensable (Lane et al., 1995), la densité des mesures est augmentée. En

particulier, dans les zones de chenaux de jonction, des sections en travers de ces chenaux sont levées

plus finement.

Pour des débits supérieurs à 10 m

³

/s, la progression de l’opérateur dans le chenal d’écoulement

principal est rendue difficile par des vitesses supérieures à 1 m/s, et des hauteurs d’eau supérieures

à 1 m. La densité de points de mesure dans cette zone dépend donc fortement du débit. Sur la durée

du suivi expérimental, les berges sont supposées fixes, et ces zones ne sont pas mesurées

systémati-quement.

A titre d’exemple, la campagne de juillet 2006 contenant 839 points sur une surface d’environ

20 000 m

²

donne une densité de points d’approximativement 0.04 points/m

²

(_Fig. 3.2).

Les coordonnées des points de mesure sont géoréférencées dans le système NGF/Lambert III par

translation et rotation à partir de deux points de référence : un point fixe (point "murette") installé

par le Cemagref sur le chemin carrossable le long du site d’étude et un point topographique DDE

(point 3216A ou point 3217A) sur la route nationale. Des points de contrôle (repères DDE, repères

Cemagref, bornes GDF) permettent de s’assurer de la cohérence des campagnes topographiques

(_Fig. 3.3)

¹

Les écarts enz à la moyenne ne dépassent jamais 5 cm (écart type des écarts=1.6 cm),

1

Des écarts aberrants (∆z ≈-70 cm) ne sont pas présentés sur le graphique, ils correspondent au levé du pied d’une borne GDF plutôt que le sommet.

Fig.^{3.2 –}

Levé topographique sur le site principal (campagne du 04-07-2006). Chaque point est une mesure topographique. La flèche donne le sens de l’écoulement.

Fig. ^{3.3 –}

Ecarts des coordonnées (x,y,z) des points de contrôle par rapport à la moyenne pour toutes les campagnes du site principal.

les écarts en x et y sont plus importants (écarts types des écarts respectifs =6.1 et 4.7 cm), mais

restent satisfaisants. On gardera donc comme incertitude type sur les mesures topographiques 2 cm

en zet 6 cm en x ety.

3.1.2 Méthode d’interpolation

Les levés topographiques sont utilisés pour estimer les changements d’altitude du lit et comme

entrée des modèles hydrodynamiques et sédimentaires. Pour remplir ces objectifs, les données

topo-graphiques sont interpolées en deux temps :

1. Construction du maillage de calcul : Un semis de points de berge, réalisé antérieurement,

est d’abord ajouté au levé topographique du lit. La densité des points topographiques est

très hétérogène puisque les levés ont été faits principalement suivant des sections en travers

pour gagner du temps sur le terrain. Les données sont donc interpolées linéairement sur la

base des sections en travers et de lignes directrices, liées aux singularités ou rupture de pente

des sections en travers (haut et bas de berge, limites de chenal, limite du banc), à l’aide de

l’exécutable secma.exe développé par le Cemagref. Seules les sections en travers complètes

sont dans un premier temps isolées

²

. Sur cette base une interpolation longitudinale permet de

compléter les sections en travers incomplètes. Des sections en travers et des lignes directrices

sont ensuite spécifiquement définies pour les chenaux de jonction. Les sections en travers et

2

Un programme_Matlab a été développé spécifiquement pour sélectionner graphiquement ces sections dans un semis de points.

Fig.^{3.4 –}

Exemple de définition de sections en travers et de lignes directrices (bleues) pour le levé topogra-phique du 04-07-2006. Un semis de points de berge a été ajouté au levé topogratopogra-phique original. Le gratopogra-phique a été tourné de 65^◦. La flèche indique le sens de l’écoulement.

les lignes directrices définies par l’utilisateur sont matérialisées dans un fichier .st (_Fig. 3.4).

Une interpolation linéaire est conduite avec un pas d’espace 2 m (executablesecma.exe). Les

points du semis n’ayant pas été pris en compte dans les sections en travers sont introduits

grâce à l’exécutablemodifm.exe.

2. Interpolation sur une grille régulière : pour permettre la comparaison de toutes les campagnes

topographiques, le résultat de l’étape précédente est interpolé linéairement sur une grille

régu-lière similaire pour toutes les campagnes avec le logiciel_Surfer7.04. Le pas d’espace (0.5 m)

est suffisamment petit pour prendre en compte toutes les singularités topographiques, du

moins celles détectées lors des mesures. On appellera Modèle Numérique de Terrain (MNT

³

)

le résultat de cette opération.

3.1.3 Incertitudes locales des Modèles Numériques de Terrains

Outre les incertitudes liées à la mesure (de l’ordre de quelques centimètres, cf. paragraphe 3.1.1)

et à la taille des sédiments (quelques centimètres également), les points interpolés sont entachés

d’une incertitude sur l’altitude liée à la distribution spatiale des points de mesure mais aussi à

la méthode d’interpolation (Brasington et al., 2000; Wechsler, 2003). La comparaison des valeurs

interpolées avec des mesures de contrôle entre les sections en travers aurait permis d’estimer

expé-rimentalement l’erreur d’interpolation. En l’absence de tels points supplémentaires, deux méthodes

simples d’estimation de l’incertitude sur l’altitude ont été développées dans ce travail pour faciliter

l’interprétation ultérieure des MNT. Une interpolation des points de mesure par krigeage aurait

per-mis une estimation directe de l’incertitude associée au processus d’interpolation. Cependant, dans

ce cas d’étude pour lequel la répartition des points de mesure est très inhomogène, une interpolation

3

Fig. ^{3.5 –}

Schéma géométrique pour l’estimation de l’incertitude au point d’interpolation P. (a) Dans le plan (x,y) : (D) est la droite de direction moyenne de la rivière sur le site expérimental passant par P, D’ sa perpendiculaire passant par P, et A_i les points de mesure les plus proches de P dans chacun des quatre cadrans. (b) dans le plan (D,z).

Dans le document Morphodynamique d'un banc de galets en rivière aménagée lors de crues (Page 61-66)