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Acquisition topographique des lacs-réservoirs par lidar aéroporté

L’EPTB Seine grands Lacs a lancé une étude qui a pour but d’établir une relation entre les volumes des lacs-réservoirs Marne, Seine, Aube et Pannecière, leurs surfaces et les altitudes du plan d’eau correspondantes

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Cette étude se décompose en trois parties :

  1.  réalisation des acquisitions topographiques et bathymétriques des quatre lacs-réservoirs ;
  2.  exploitation des données d’acquisition et création des relations liant l’altitude du plan d’eau, la surface et le volume des lacs-réservoirs ;
  3.  comparaison des acquisitions et relations établies dans l’étude avec les précédentes (datant de plus de vingt ans).

Comment se déroule l’acquisition aérienne pour obtenir des données topographiques de la partie émergée de la cuvette des quatre lacs-réservoirs? Un lidar (Light Detection And Ranging) aéroporté est utilisé pour l’acquisition de ces données, qui est programmée le 9 et 10 novembre 2021. Cependant, cette méthode ne permet pas d’évaluer la topographie des surfaces immergées, c’est pourquoi une acquisition bathymétrique est également programmée pour couvrir toute la cuvette des lacs-réservoirs.

1. La méthode du lidar aéroporté

Le lidar est une méthode de télédétection dont le principe général est de pointer un laser sur une surface et de mesurer le temps qu’il met à revenir à sa source afin d’évaluer la distance entre les deux points, et donc la topographie de la surface ciblée. La figure ci-contre détaille les différentes étapes du fonctionnement d’une acquisition lidar :

  1.  Localisation précise de l’avion et de la position/orientation du lidar.
  2.  Émission d’un faisceau d’impulsions infrarouges (laser) par le scanner embarqué dans un avion.
  3.   Enregistrement du temps écoulé entre l’émission et la réception des ondes laser => calcul de la distance entre les points d’impact et l’avion, détermination du relief.
  4.  Représentation des données lidar sous forme de nuage de point.
  5.   Utilisation des données lidar pour les systèmes d’information géographique.

 Fonctionnement du lidar aéroporté. Source : https://www.ign.fr/institut/kiosque/lidar-aeroporte-des-mesures-de-precision

 

2. Acquisition des données topographiques sur les lacs-réservoirs

Actuellement, la période de vidange des lacs-réservoirs se termine, laissant un faible tirant d’eau dans leur cuvette. La surface émergée observée à cette période de l’année est donc importante, ce qui est idéal pour l’acquisition lidar. Les zones qui restent immergées toute l’année seront sondées ultérieurement par bathymétrie.

Par conséquent, et avec des conditions météorologiques favorables, l’acquisition lidar sur les 4 lacs-réservoirs est programmée le 9 et 10 novembre 2021. Un avion muni d’un scanner lidar survolera les quatre lacs-réservoirs à une altitude d’environ 1615 m et avec une vitesse moyenne de 220 km/h. Le plan de vol prévu sur chaque lac-réservoir est présenté sur la figure ci-contre. Chaque ligne de vol couvrira une bande définie par un angle de fauchée du faisceau de 60°. Entre deux bandes, il est prévu un recouvrement minimal de 25%.

 

 

Les données levées par lidar seront traitées et analysées à la suite de l’acquisition. Elles seront ensuite fusionnées avec les données bathymétriques dans le but d’obtenir la topographie complète de la cuvette des lacs-réservoirs. Ces données permettront ainsi de définir pour une altitude de plan d’eau donnée le volume et la surface correspondante.