Transcript RÉUNION PUBLIQUE - SUD Astek

Séminaire « suivi scientifique minimal pour les opérations de restauration
hydromorphologique des cours d’eau » - 24, 25, 26 juin 2014
CARHYCE
CARactérisation de l’HYdromorphologie des Cours d’Eau
SAISIE DES DONNEES ET
PERSPECTIVES DE
VALORISATION
Karl Kreutzenberger
Onema
Préambule
Préambule
La bancarisation d’une opération de mesure
Présentation de l’application de saisie des données CARHYCE
Les profils utilisateurs et droits associés
Screenshots et points clés de l’application
La valorisation des recueils de données
Equipe pluridisciplinaire
Station par station : la valorisation des données brutes et la
construction de descripteurs simples
Vers la construction d’un référentiel hydromorphologique
spatial et dynamique
Calendrier et perspectives
Préambule
Préambule
La bancarisation d’une opération de mesure
Présentation de l’application de saisie des données CARHYCE
Les profils utilisateurs et droits associés
Screenshots et points clés de l’application
La valorisation des recueils de données
Equipe pluridisciplinaire
Station par station : la valorisation des données brutes et la
construction de descripteurs simples
Vers la construction d’un référentiel hydromorphologique
spatial et dynamique
Calendrier et perspectives
Préambule
1. Quelques définitions
Station de mesure
Le lieu de ma mesure
Point de prélèvement
« hydromorpho »
et pour quel réseau de mesure
Opérations
La date de mes
mesures
de mesures
Observations et
Mesures
Données
1) Un point de prélèvement est rattaché à une station de mesure
2) Une opération dite de mesures est réalisée sur un point de prélèvement
3) Les données sont récoltées sur une opération de mesures
La bancarisation d’une opération de mesure
1. Présentation de l’application de saisie des données CarHyCE
= application web accessible via internet
http://carhyce.eaufrance.fr/login.htm
• Ouverte aux partenaires formés
• Fournit une interface de saisie, qualification, centralisation et de mise
à disposition des données par des exports
• Connectée aux référentiels du SANDRE
• Pourvue d’une assistance utilisateurs
un module de valorisation des données, basé sur les exports
est en cours de création
La bancarisation d’une opération de mesure
2. Les profils utilisateurs et droits associés
CONSULTER LES
DONNEES
SAISIR LES DONNEES
PROGRAMMER
ET QUALIFIER LES
OPERATIONS
S’IDENTIFIER ET
ACCEDER A
L’APPLICATION
Consultant
S'identifier
Visualiser les stations
Visualiser les point de
prélèvements
Visualiser les opérations
Opérateur
Modifier
Saisir une opération
Responsable
régional
Programmer une opération
Qualifier une opération
La bancarisation d’une opération de mesure
2. Screenshots et points clés de l’application : la recherche et l’export d’une opération
La bancarisation d’une opération de mesure
2. Screenshots et points clés de l’application : la saisie d’une opération
La bancarisation d’une opération de mesure
2. Screenshots et points clés de l’application : la saisie d’une opération
Préambule
La bancarisation d’une opération de mesure
Présentation de l’application de saisie des données CARHYCE
Les profils utilisateurs et droits associés
Screenshots et points clés de l’application
La valorisation des recueils de données
Equipe pluridisciplinaire
Station par station : la valorisation des données brutes et la
construction de descripteurs simples
Vers la construction d’un référentiel hydromorphologique
spatial et dynamique
Calendriers et perspectives
La valorisation des recueils de données
1. Equipe pluridisciplinaire
• L’Office national de l’eau et des milieux aquatiques (Onema)
• Laboratoire de Géographie Physique UMR 8591 CNRS - Paris 1
• Laboratoire LADYSS UMR 7533 - Université Paris Diderot Paris 7
• L’Institut national de recherche en sciences et technologies pour
l'environnement et l'agriculture (Irstea)
Un projet de recherche et développement
sous convention pluriannuelle
La valorisation des recueils de données
2. Station par station : la valorisation des données brutes
A partir des données brutes LMEV, LEVPB, HPB, LPB,
Profondeur, Pente de la ligne d’eau
• Modélisation du profil en long
La valorisation des recueils de données
2. Station par station : la valorisation des données brutes
A partir des données brutes LMEV, LEVPB, HPB, LPB,
Profondeur, Pente de la ligne d’eau
G
D
100.5
101.0
• Modélisation des profils en travers et de représentation en 3D
100.0
BB2
99.5
9
1
8
2
4
3
5
6
7
99.0
Cote (m)
BB1
0
2
4
6
Distance à la rive gauche (m)
8
10
12
Plein bord moyen
Cote de l'eau
Fond de lit
La valorisation des recueils de données
2. Station par station : la valorisation des données brutes
A partir des données de granulométrie
• Calcul des distributions granulométriques
La valorisation des recueils de données
2. Station par station : la construction de descripteurs simples
A partir de Sm, Lm, Pm calculés au débit instantané Q1 et au débit
pleins bords Qb sont calculés à l’échelle de l’opération:
le rayon hydraulique Rh
le coefficient de rugosité K
le débit à pleins bords Qb
le nombre de Froude F
la puissance W et puissance
spécifique wspe
la vitesse moyenne V
la force tractrice Tau0
Vérification de la cohérence de ces descripteurs
pour tendre vers la création des modèles statistiques
La valorisation des recueils de données
2. Station par station : la construction de descripteurs simples
Mesures brutes
CARHYCE
Descripteurs simples calculés
coordonnées X, Y, Z: profils
LMEV
LEVPB
surface, largeur, et périmètre
mouillés (Sm, Lm, Pm)
LPB
hauteur d’eau maximale et moyenne
Hmax et Hmoy
HPB
rayon hydraulique Rh
PROF
coefficient de rugosité K
PENTE LIGNE EAU
débit à pleins bords Qb
DEBIT MESURE
nombre de Froude F
puissance W et puissance spécifique
wspe
vitesse moyenne V
force tractrice Tau0
La valorisation des recueils de données
2. Station par station : la construction de descripteurs simples
Mesures brutes
CARHYCE
Descripteurs simples calculés
coordonnées X, Y, Z: profils
LMEV
LEVPB
surface, largeur, et périmètre
mouillés (Sm, Lm, Pm)
LPB
hauteur d’eau maximale et moyenne
Hmax et Hmoy
HPB
rayon hydraulique Rh
PROF
coefficient de rugosité K
PENTE LIGNE EAU
débit à pleins bords Qb
DEBIT MESURE
nombre de Froude F
puissance W et puissance spécifique
wspe
vitesse moyenne V
force tractrice Tau0
La valorisation des recueils de données
2. Station par station : la construction de descripteurs simples
Mesures brutes
CARHYCE
Descripteurs simples calculés
coordonnées X, Y, Z: profils
LMEV
LEVPB
surface, largeur, et périmètre
mouillés (Sm, Lm, Pm)
LPB
hauteur d’eau maximale et moyenne
Hmax et Hmoy
HPB
rayon hydraulique Rh
PROF
coefficient de rugosité K
PENTE LIGNE EAU
débit à pleins bords Qb
DEBIT MESURE
nombre de Froude F
puissance W et puissance spécifique
wspe
vitesse moyenne V
force tractrice Tau0
La valorisation des recueils de données
2. Station par station : la construction de descripteurs simples
Mesures brutes
CARHYCE
Descripteurs simples calculés
coordonnées X, Y, Z: profils
LMEV
LEVPB
surface, largeur, et périmètre
mouillés (Sm, Lm, Pm)
LPB
hauteur d’eau maximale et moyenne
Hmax et Hmoy
HPB
rayon hydraulique Rh
PROF
coefficient de rugosité K
PENTE LIGNE EAU
débit à pleins bords Qb
DEBIT MESURE
nombre de Froude F
puissance W et puissance spécifique
wspe
vitesse moyenne V
force tractrice Tau0
La valorisation des recueils de données
2. Station par station : la construction de descripteurs simples
Mesures brutes
CARHYCE
Descripteurs simples calculés
coordonnées X, Y, Z: profils
LMEV
LEVPB
surface, largeur, et périmètre
mouillés (Sm, Lm, Pm)
LPB
hauteur d’eau maximale et moyenne
Hmax et Hmoy
HPB
rayon hydraulique Rh
PROF
coefficient de rugosité K
PENTE LIGNE EAU
débit à pleins bords Qb
DEBIT MESURE
nombre de Froude F
puissance W et puissance spécifique
wspe
vitesse moyenne V
force tractrice Tau0
La valorisation des recueils de données
2. Station par station : la construction de descripteurs simples
Mesures brutes
CARHYCE
Descripteurs simples calculés
coordonnées X, Y, Z: profils
LMEV
LEVPB
surface, largeur, et périmètre
mouillés (Sm, Lm, Pm)
LPB
hauteur d’eau maximale et moyenne
Hmax et Hmoy
HPB
rayon hydraulique Rh
PROF
coefficient de rugosité K
PENTE LIGNE EAU
débit à pleins bords Qb
DEBIT MESURE
nombre de Froude F
puissance W et puissance spécifique
wspe
vitesse moyenne V
force tractrice Tau0
La valorisation des recueils de données
2. Station par station : la construction de descripteurs simples
Mesures brutes
CARHYCE
Descripteurs simples calculés
coordonnées X, Y, Z: profils
LMEV
LEVPB
surface, largeur, et périmètre
mouillés (Sm, Lm, Pm)
LPB
hauteur d’eau maximale et moyenne
Hmax et Hmoy
HPB
rayon hydraulique Rh
PROF
coefficient de rugosité K
PENTE LIGNE EAU
débit à pleins bords Qb
DEBIT MESURE
nombre de Froude F
puissance W et puissance spécifique
wspe
vitesse moyenne V
force tractrice Tau0
La valorisation des recueils de données
2. Station par station : la construction de descripteurs simples
Mesures brutes
CARHYCE
Descripteurs simples calculés
coordonnées X, Y, Z: profils
LMEV
LEVPB
surface, largeur, et périmètre
mouillés (Sm, Lm, Pm)
LPB
hauteur d’eau maximale et moyenne
Hmax et Hmoy
HPB
rayon hydraulique Rh
PROF
coefficient de rugosité K
PENTE LIGNE EAU
débit à pleins bords Qb
DEBIT MESURE
nombre de Froude F
puissance W et puissance spécifique
wspe
vitesse moyenne V
force tractrice Tau0
La valorisation des recueils de données
2. Station par station : la construction de descripteurs simples
Mesures brutes
CARHYCE
Descripteurs simples calculés
coordonnées X, Y, Z: profils
LMEV
LEVPB
surface, largeur, et périmètre
mouillés (Sm, Lm, Pm)
LPB
hauteur d’eau maximale et moyenne
Hmax et Hmoy
HPB
rayon hydraulique Rh
PROF
coefficient de rugosité K
PENTE LIGNE EAU
débit à pleins bords Qb
DEBIT MESURE
nombre de Froude F
puissance W et puissance spécifique
wspe
vitesse moyenne V
force tractrice Tau0
La valorisation des recueils de données
2. Station par station : la construction de descripteurs simples
Mesures brutes
CARHYCE
Descripteurs simples calculés
coordonnées X, Y, Z: profils
LMEV
LEVPB
surface, largeur, et périmètre
mouillés (Sm, Lm, Pm)
LPB
hauteur d’eau maximale et moyenne
Hmax et Hmoy
HPB
rayon hydraulique Rh
PROF
coefficient de rugosité K
PENTE LIGNE EAU
débit à pleins bords Qb
DEBIT MESURE
nombre de Froude F
puissance W et puissance spécifique
wspe
vitesse moyenne V
force tractrice Tau0
La valorisation des recueils de données
2. Station par station : la construction de descripteurs simples
Mesures brutes
CARHYCE
Descripteurs simples calculés
coordonnées X, Y, Z: profils
LMEV
LEVPB
surface, largeur, et périmètre
mouillés (Sm, Lm, Pm)
LPB
hauteur d’eau maximale et moyenne
Hmax et Hmoy
HPB
rayon hydraulique Rh
PROF
coefficient de rugosité K
PENTE LIGNE EAU
débit à pleins bords Qb
DEBIT MESURE
nombre de Froude F
puissance W et puissance spécifique
wspe
Importance de la complétude et de la
précision chaque paramètre mesuré lors du
recueil et de la bancarisation
vitesse moyenne V
force tractrice Tau0
La valorisation des recueils de données
2. Station par station : la construction de descripteurs simples
Mesures brutes
CARHYCE
Descripteurs simples calculés
coordonnées X, Y, Z: profils
LMEV
LEVPB
surface, largeur, et périmètre
mouillés (Sm, Lm, Pm)
LPB
hauteur d’eau maximale et moyenne
Hmax et Hmoy
HPB
rayon hydraulique Rh
PROF
coefficient de rugosité K
PENTE LIGNE EAU
débit à pleins bords Qb
DEBIT MESURE
nombre de Froude F
puissance W et puissance spécifique
wspe
Importance de la complétude et de la
précision chaque paramètre mesuré lors du
recueil et de la bancarisation
vitesse moyenne V
force tractrice Tau0
La valorisation des recueils de données
3. Vers la construction d’un référentiel hydromorphologique spatial et dynamique
L’état des connaissances européennes pour l’hydromorphologie
La valorisation des recueils de données
3. Vers la construction d’un référentiel hydromorphologique spatial et dynamique : préambule
Modifications
de la ripisylve
Seuils
et
barrages
..?
Irrigation
et pratiques
agricoles
Infrastructures
influençant le
corridor
Le fonctionnement hydromorphologique s’appréhende au travers
d’échelles emboitées (région, tronçon, station)
comme peuvent l’être les différents niveaux d’une longue-vue
Le caractériser revient à intégrer des échelles de perception différentes
La valorisation des recueils de données
3. Vers la construction d’un référentiel hydromorphologique spatial et dynamique
Activités
Activités et
et
Occupation
Occupation du
du sol
sol
Identifier, évaluer et quantifier
l’altération
… pour mieux restaurer
Bassin
Filtre spatial
Caractéristiques
Caractéristiques
naturelles
naturelles
Aménagements
Aménagements et
et
usages
usages
Risque
Spatialisation des analyses
prenant en compte les pressions
anthropiques, les caractéristiques du
bassin versant et les facteurs
régionaux (climat, géologie etc)
Altérations
Altérations des
des
processus
processus naturels
naturels et
et
des
des structures
structures
Risque
Altération
Altération des
des habitats
habitats
aquatiques
aquatiques et
et rivulaires
rivulaires
Station
La valorisation des recueils de données
3. Vers la construction d’un référentiel hydromorphologique spatial et dynamique
Identifier, évaluer et quantifier l’altération … pour mieux restaurer
Schéma conceptuel de production d’un
indicateur de l’altération hydromorphologique à
partir des données CARHYCE
La valorisation des recueils de données
3. Vers la construction d’un référentiel hydromorphologique spatial et dynamique
Jeu de données actuel permettant
d’élaborer et de calibrer les modèles
D’après Bilodeau, Thommeret et Gob, 2013
La valorisation des recueils de données
3. Vers la construction d’un référentiel hydromorphologique spatial et dynamique
Jeu de données actuel et définition d’une référence
D’après Bilodeau, Thommeret et Gob, 2013
La valorisation des recueils de données
3. Vers la construction d’un référentiel hydromorphologique spatial et dynamique
Régionalisation par hydroécorégion : quelques exemples de
modèles de référence pour des groupes de paramètres
D’après Bilodeau, Thommeret et Gob, 2013
La valorisation des recueils de données
3. Vers la construction d’un référentiel hydromorphologique spatial et dynamique
Ecart à la référence
D’après Bilodeau, Thommeret et Gob, 2013
La valorisation des recueils de données
3. Vers la construction d’un référentiel hydromorphologique spatial et dynamique
Poids des variables (résidus)
+
Vers la création d’un indicateur d’altération :
l’analyse discriminante
Log(Ratio Largeur Profondeur)
Identification des variables qui
pèsent le plus
dans l’analyse discriminante
Log(Largeur plein bord)
Log(Hauteur plein bord)
Log(Débit plein bord)
Construction d’un modèle sur
la base de plusieurs variables
(combinaison
linéaire des résidus)
Log(D50)
-
D’après Bilodeau, Thommeret et Gob, 2013
Log(Profondeur des mouilles)
D’après Bilodeau, Thommeret et Gob, 2013
La valorisation des recueils de données
3. Vers la construction d’un référentiel hydromorphologique spatial et dynamique
Vers la création d’un indicateur d’altération : robustesse de l’analyse
Confrontation des stations, de l’altération observée et prédite,
pour les variables L/P et largeur à plein bord
Altération « prédite »
Altération
« réelle »
Non altérées
Altérées
Non altérées
78%
22%
Altérées
36%
64%
D’après Bilodeau, Thommeret et Gob, 2013
Résultats :
65 à 80% de stations sont bien classées par le modèle
La valorisation des recueils de données
3. Vers la construction d’un référentiel hydromorphologique spatial et dynamique
Un outil informatique opérationnel pour la pratique gestionnaire
Action Onema 2014 - 2016
D’après Bilodeau, Thommeret et Gob, 2013
La valorisation des informations
4. Calendrier et perspectives
2013
→ Présentation au colloque international de l’IAG (Paris)
→ Présentation au colloque Walphy (Namur)
→ Elaboration du guide protocolaire version 1.0
→ Mise en œuvre du cycle de formation à CARHYCE 1ère année
2014
→ Publication des résultats dans Géomorphologie
→ Rapport de fin de convention Onema-CNRS et signature de
l’avenant de convention jusqu’en 2016
→ Elaboration du guide protocolaire version 2.0
→ Mise en œuvre du cycle de formation à CARHYCE 2ème année
→ Intégration des données « substrat » et « ripisylve » dans les
modèles
La valorisation des informations
4. Calendrier et perspectives
2015
→ Tests avec données LIDAR pour les grands cours d’eau :
élaboration d’une synthèse des connaissances, apports des tests et
propositions
→ 1ère version de l’outil informatique de valorisation
→ Elaboration du guide protocolaire version 3.0 incluant des
propositions pour les cas spécifiques encore débattus : rivières
actives en tresse, torrents encaissés etc
→ Mise en œuvre des travaux d’interfaçage CARHYCE - SEEE
2016 à début 2017
→ 2ème version de outil informatique de valorisation
→ Rapport final des études en cours sur hydromorpho et liens
hydromorpho-biologie
Merci pour votre attention