SismoRiv

Développement d'un dispositif de mesure du charriage basé sur des capteurs sismiques à bas coût

Ce nouveau projet consacré à la problématique du charriage vise à développer une méthode de mesure qui soit simple d'installation et d'utilisation, efficace et nettement moins coûteuse pour les différents acteurs (aménageurs, gestionnaires de risques, services cantonaux et communaux). Le monitoring du transport solide par les cours d'eau revêt effectivement d’une grande importance économique et écologique. Il permet notamment à travers une meilleure compréhension du phénomène à améliorer la gestion du risque lié aux crues dévastatrices.

La thématique du charriage est étudiée par le CREALP depuis 2009 au travers du projet cantonal MatErosion. Le but de ce premier projet de recherche appliquée était d’aboutir à une meilleure compréhension des processus de production et de transport des sédiments issus des têtes de bassins dans les vallées latérales. Dans le cadre de cette étude, une station de mesure expérimentale basée sur une méthode d’écoute sismique (Swiss Plate Geophones, Rickenmann et al., 2014) a été installée en partenariat avec le WSL sur le site de Zinal (Val d’Anniviers). Bien qu’offrant de très bons résultats en matière de suivi quantitatif du transport sédimentaire, cette solution s’appuie sur un dispositif de mesure intrusif nécessitant des investissements lourds et coûteux pour sa mise en œuvre. Ce qui limite considérablement son déploiement à grande échelle.

Basée également sur la mesure des vibrations émises par le transport des sédiments, la nouvelle approche proposée par le CREALP prévoit l’utilisation de capteurs sismiques à bas coûts installés à l’extérieur du lit de la rivière. S’appuyant sur les travaux de N. Burtin (2009) et F. Gimbert (2014), la mesure repose sur l’analyse des signaux basse fréquence générés par le charriage. Dans les milieux alluviaux,  ces signaux se caractérisent en effet par une meilleure propagation et une énergie plus importante. Un premier prototype opérationnel permettant le la mesure en continu du charriage a été développé en partenariat avec l’Institut Systèmes industriels de la HES-SO Valais et l’intégrateur technique TETRAEDRE. Ce dispositif est actuellement en phase de test.

Dispositif de mesure SismoRiv - Site de Zinal A : Situation B : Système d'acquisition C: Capteurs simiques

Le projet SismoRiv bénéficie du soutien financier de l’OFEV (Office fédéral de l'environnement) à travers son programme « Promotion des technologies environnementales » pour la réalisation d’une première étude de faisabilité. La section CEGDN (cours d'eau, géologie et dangers naturels) du SFCEP (Service des forêts, des cours d'eau et du paysage) de l’État du Valais appuie également financièrement le projet pour les développements techniques.

Pour aller plus loin

Burtin, A., Bollinger, L., Cattin, R., Vergne, J. and Nabelek, J.L., 2009. Spatiotemporal sequence of Himalayan debris flow from analysis of high-frequency seismic noise. Journal of Geophysical Research 114. doi:10.1029/2008JF001198 [DOI]

Gimbert, F., Tsai, V.C. and Lamb, M.P., 2014. A physical model for seismic noise generation by turbulent flow in rivers. Journal of Geophysical Research-Earth Surface 119, 2209–2238. doi:10.1002/2014JF003201 [DOI]

Rickenmann, D., Turowski, J.M., Fritschi, B., Wyss, C., Laronne, J., Barzilai, R., Reid, I., Kreisler, A., Aigner, J., Seitz, H. and Habersack, H., 2014. Bedload transport measurements with impact plate geophones: comparison of sensor calibration in different gravel-bed streams. Earth Surface Processes and Landforms 39, 928–942. doi:10.1002/esp.3499 [DOI]

Travaglini, E., Ornstein, P., Moerschel, J. & Schneider,T., 2016. SismoRiv : Estimation du charriage en rivière à l'aide d'une mesure du bruit sismique présent dans les berges, Abstract Volume. 14th Swiss Geoscience Meeting, Geneva, Switzerland, pp. 505-506. [Abstract]