Etude de la faisabilité de mesures bathymétriques en rivière par l’utilisation d’un géoradar.

Laboratoire de rattachement : IGE / ISTERRE / EDF-DTG

Encadrants : Michel Esteves (michel.esteves ird.fr), Stéphane Garambois (Stephane.Garambois univ-grenoble-alpes.fr) et Alexandre Hauet (alexandre.hauet edf.fr)

Téléphone : 04 76 51 49 62 / 04 76 63 51 74 / 04 76 20 25 95

Mots clés : Georadar, rivière, hydrométrie, métrologie,

Contexte et objectifs de la mission de stage :
Ce projet de master se propose d’évaluer et de valider une méthode de mesure de la bathymétrie en rivières par des techniques sans contacts. Il s’agit de réduire les incertitudes sur l’estimation des fortes valeurs de débits en améliorant la connaissance de la section mouillée. Les instruments qui seront utilisés pour les mesures sont issus de la géophysique terrestre, en particulier le géoradar. Il s’agit d’une méthodologie innovante de mesure de la bathymétrie en rivière pouvant permettre de suivre l’évolution de la morphologie de cours d’eau pendant une crue.

Spicer et collaborateurs (1997) présentent une méthode pour mesurer la section en travers des rivières à l’aide d’un géoradar (GPR). Le GPR utilise la réflexion ou la diffraction des ondes électromagnétiques (EM) dans une gamme de fréquence allant de quelques MHz (faible résolution, forte pénétration) à quelques GHz (haute résolution, faible pénétration). Dans le cadre de ce stage, nous voulons évaluer, le potentiel d’imagerie GPR sans contact du lit de la rivière.

Le travail proposé consiste à réaliser des expériences en laboratoire, dans une cuve, pour tester l’effet des principales variables environnementales (température de l’eau, conductivité électrique de l’eau, concentration en matières en suspension, nature du fond) sur la propagation dans l’eau du signal électromagnétique et de sa réfléctivité. On testera également différentes fréquences de mesures (100 MHz, 250 MHz, 500 MHz voire 800 Mhz). Ces expérimentations seront réalisées à l’IGE en utilisant des instruments disponibles à ISTerre. Les traitements des données seront effectués à l’aide du logiciel Seismic Unix, développé sous Linux. Les résultats permettront, d’une part, de valider le protocole de mesures et d’autre part, de préciser les conditions d’utilisations in-situ afin de mieux quantifier les incertitudes associées aux mesures. Enfin, des validations in-situ seront effectuées par la réalisation de mesures sur différentes rivières en crue de Rhône-Alpes, ou lors de chasses hydrauliques.

Ce projet est porté par des chercheurs de 2 laboratoires de l’OSUG (IGE, ISTerre) aux compétences complémentaires et par un partenaire industriel (EDF-DTG). Ce sujet de master s’inscrit dans les thématiques de recherche des équipes CYME et Hydrimz de l’IGE, de l’équipe Ondes et structures d’ISTerre et avec l’équipe DMM de EDF-DTG de Grenoble.

Prérequis : 
Informatique : Méthodes de mesure en géophysique, Linux OS, Traitement du signal, programmation bash/commandes shell, analyse de données.