Monitoring temps réel des cours d’eau non navigables
Monitoring temps réel des cours d’eau non navigables
Ancien et nouveau côte à côte. En 2019, la province d’Anvers décidait de développer un réseau de mesures structurelles pour ses voies navigables et de franchir le pas vers l’IdO. (Photo : Elise Noyez)
Comme il n’y a aucune zone morte, les capteurs radar VEGAPULS AIR 41 enregistrent également avec précision les augmentations soudaines et drastiques du niveau d’eau. (Photo : Elise Noyez)
Bart Aubroeck de la province d’Anvers, service Politique intégrée de l’eau (à gauche) et Kris Voet de VEGA (à droite) à côté d’une des 45 mesures radar. (Photo : Elise Noyez)
En utilisant LoRaWAN, les capteurs VEGAPULS AIR 41 ne requièrent que de petites batteries et un boîtier compact. (Photo : Province d’Anvers)
À terme, la province d’Anvers souhaite également rendre les données de mesure accessibles au public via le site waterinfo.be. (Photo : Province d’Anvers)
Le 9 juin dernier, Anvers a été la première province en 2023 à décréter l’interdiction de captage. Outre l’interdiction permanente de prélèvement pour les bassins hydrographiques de petits ruisseaux écologiquement très vulnérables, à partir du lendemain, plus aucune extraction d’eau ne pouvait être effectuée dans les cours d’eau non navigables de deuxième catégorie. En raison de la sécheresse persistante, les niveaux d’eau à divers endroits étaient tombés en dessous du seuil critique d’étiage. Le transmetteur de niveau radar VEGAPULS AIR 41 placé dans un petit ruisseau de la Misstraat à Berlaar a également déclenché une alarme automatique à ce moment-là.
Les vagues de chaleur, la sécheresse et les interdictions de captage sont désormais un phénomène annuel récurrent ; pourtant, lorsque la Flandre était confrontée au premier été extrêmement sec en 2019, nous étions encore bien moins préparés. Beaucoup de cours d’eau étaient à sec à cette époque et nous n’avions pas beaucoup d’informations concrètes à ce sujet », explique Bart Aubroeck du service Politique intégrée de l’Eau de la province d’Anvers. « Bien sûr, des mesures étaient prises, mais généralement liées à un projet. En outre, nous étions largement dépendants des connaissances de terrain de nos collègues. Nous décidions dès lors assez rapidement de développer un réseau de mesures structurelles et de franchir le pas vers l’IdO afin d’avoir à tout moment une supervision distante du niveau de nos cours d’eau. »
Mesures structurelles
Les raisons du choix de l’IdO sont en tout cas évidentes. Aubroeck : « Les mesures sont acquises en temps réel sur notre plateforme de données. Nous pouvons fixer les valeurs limites requises pour chaque cours d’eau et donc paramétrer des alarmes automatiques. Nous le faisons non seulement pour les basses mais aussi pour les hautes eaux. Nous pouvons par exemple intervenir à temps en cas de sécheresse en promulguant une interdiction de captage. D’autre part, nous pouvons aussi immédiatement voir si le niveau de l’eau monte trop vite et, par exemple, faire intervenir la Protection civile. »
La recherche d’une solution appropriée était un peu moins évidente. Au départ, quatre appareils différents étaient testés ; aujourd’hui, trois d’entre eux sont encore utilisés sur le terrain. Une mesure acoustique, une mesure hydrostatique et une mesure radar VEGA. « Au total, 65 instruments IdO sont placés sur nos cours d’eau dont 45 VEGAPULS AIR 41 ; à terme nous voulons pouvoir disposer de mesures structurelles à au moins une centaine d’emplacements. Plus encore, à long terme, nous voulons également rendre les données de mesure accessibles au public via le site waterinfo.be. »
Avantages des radars
Sans surprise, l’un des critères les plus importants en recherche d’une solution adaptée est la fiabilité des données générées. « Les capteurs sont principalement implantés sur des cours d’eau non navigables de seconde catégorie. Ce sont de petits cours d’eau de maximum huit mètres de large, à végétation parfois dense ou dans des endroits difficiles d’accès. D’une part, il y a de nombreux éléments capables de causer des interférences ; en revanche, il n’est pas toujours facile d’intervenir rapidement en cas de problème. »
« Heureusement, la technologie radar offre une excellente réponse à cela », déclare Kris Voet de VEGA. « La mesure est réalisée à un faible angle de seulement 8°, de sorte que l’on obtient une mesure précise même dans des cours d’eau très étroits. Elle n’est pas sensible aux reflets ni aux variations de température. Et parce qu’il n’y a aucune zone morte, les élévations soudaines et drastiques du niveau d’eau sont également enregistrées avec précision, sans devoir placer le capteur trop en hauteur. »
Un avantage supplémentaire du VEGAPULS AIR 41 est sa fonction Bluetooth. Voet : « Pour une mesure de contrôle ou une modification des réglages, le personnel de maintenance n’a plus besoin de se suspendre au bord d’un pont ou de se tenir dans le ruisseau avec des cuissardes ou des échelles. Il suffit de se tenir à proximité et de se connecter à l’aide d’un smartphone. »
Communication compacte
Pour la province d’Anvers, la solution devait également être compacte. Aubroeck : « Nous installons aussi l’appareil de mesure de l’Agence flamande de l’environnement à divers endroits, également avec une mesure radar VEGA, mais il est tout simplement trop volumineux pour la plupart de nos cours d’eau. Il est absurde de placer un appareil de la taille d’une grande boîte aux lettres sur un ruisseau d’un mètre de large, à peine visible de la rue. C’est presque provoquer le vandalisme. En outre, ces appareils pèsent rapidement cinq à dix kilos et leur prix est conséquent. Ce n’est pas réalisable pour tous nos sites de mesure. »
« L’une des principales raisons pour lesquelles ces appareils sont si volumineux est la batterie », explique Voet. « Sur les sites distants, il n’est tout simplement pas possible d’alimenter les capteurs. C’est pourtant requis pour transmettre les données acquises par le capteur à la plate-forme de données. Avec les appareils de VMM, la transmission se fait via GPRS, ce qui requiert une quantité d’énergie relativement importante et donc beaucoup de capacité de batterie. C’est précisément pourquoi notre VEGAPULS AIR 41 fait usage du LoRaWAN. C’est un flux de données extrêmement simple et donc aussi très écoénergétique. Il garantit une durée de vie suffisamment longue même avec de petites batteries dans un boîtier compact. »
La durée de vie avant remplacement des piles dépend principalement de l’intervalle de temps entre les mesures. En effet, au plus une mesure est fréquemment transmise à la plate-forme de données, au plus elle consomme d’énergie. « Dans notre cas, tous les capteurs VEGA sont actuellement réglés sur le plus petit intervalle possible, c’est-à-dire 15 minutes », explique Aubroeck. « Très occasionnellement, aux endroits où le risque de crue soudaine est très élevé, une mesure encore plus fréquente serait pertinente, mais en général 15’ nous donne un aperçu plus que suffisant. À certains endroits, nous oserions même évoluer vers un intervalle de temps d’une ou deux heures dans le futur. »
Veiller à la pérennité
Cependant, l’avenir est également un peu incertain pour le moment. L’annonce de la fermeture par Proximus de son réseau régional LoRa en octobre 2024 met la province d’Anvers et VEGA face à des défis non négligeables. « Pour le moment, nous ne savons toujours pas si un autre fournisseur d’accès reprendra la gestion du réseau », déclare Voet. « Nous ne pouvons bien sûr pas être attentistes. C’est pourquoi nous sommes maintenant pleinement engagés dans l’exploration d’autres options afin de pouvoir à l’avenir également proposer à nos clients une solution adaptée. »
Texte : Elise Noyez
