SismoRiv – BAFU
Développement d’un dispositif de mesure du charriage basé sur des capteurs sismiques à bas coût
Le transport solide, ou capacité d’un cours d’eau à transporter des sédiments, est le facteur principal influençant la morpho-dynamique des cours d’eau de montagne. Il est dorénavant admis que le charriage a un impact direct sur le caractère dévastateur des crues mais un effet bénéfique pour la biodiversité des cours d’eau. Pourtant les solutions permettant une estimation de ce phénomène sont soit extrêmement coûteuses soit inexactes.
Au cours de ce projet, nous avons développé une solution de mesure low-cost basée sur l’acquisition de signaux sismiques dans les berges. Cette solution de mesure est composée d’un capteur sismique standard, d’un module d’acquisition développé par la société
TETRAEDRE
SA
et la
HES-SO Valais
permettant la centralisation, le prétraitement, le transfert de l’information sismique ainsi que l’alimentation générale du système. Un protocole de traitement du signal a été mis en place afin de transformer le signal sismique en une information qualitative. Cette dernière, couplée aux méthodes d’inversion du signal développées par F. Gimbert et disponibles via l’utilisation du package
EISIS
(M. Dietze) , ont permis d’obtenir une information quantitative du transport solide.

A : Situation
B : Système d’acquisition
C: Capteurs simiques
Ce projet a démontré qu‘il était possible pour un budget raisonnable (< 6 kCHF / station) de mettre en place un monitoring du charriage et ce en plusieurs points du linéaire d’un cours d’eau. Les estimations qualitatives et quantitatives du transport sédimentaire réalisées à l’aide de notre solution de mesure sont de qualité proche de celles obtenues à l’aide des installations dédiées à la recherche (Swiss Plate Geophone par exemple).
La solution développée est accessible à tous grâce à l’utilisation de matériel standard et la mise à disposition des différentes ressources (schémas électroniques, code informatique, package Open Source). Elle pourra servir de base au développement d’un outil d’aide à la décision dont le but sera de mieux gérer le risque hydro-sédimentaire à l’échelle du cours d’eau ou du bassin versant.
Pour aller plus loin
Burtin, A., Bollinger, L., Cattin, R., Vergne, J., & Nábělek, J. L. (2009). Spatiotemporal sequence of Himalayan debris flow from analysis of high-frequency seismic noise. Journal of Geophysical Research, 114(F4).
Gimbert, F., Tsai, V. C., & Lamb, M. P. (2014). A physical model for seismic noise generation by turbulent flow in rivers. Journal of Geophysical Research: Earth Surface, 119(10), 2209‑2238.
Rickenmann, D., Turowski, J. M., Fritschi, B., Wyss, C., Laronne, J., Barzilai, R., Reid, I., Kreisler, A., Aigner, J., Seitz, H., & 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(7), 928‑942.
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.