L’essentiel en 30 secondes

Un relevé bathymétrique professionnel associe chaque profondeur à une position, une référence verticale, une date et un niveau de contrôle. BathyTwin® mobilise des drones marins USV, le GNSS RTK et des sondeurs hydrographiques pour produire des données traçables : plans, profils, isobathes, modèles numériques, cubatures et livrables SIG, DAO ou BIM.

Un relevé bathymétrique ne consiste pas uniquement à mesurer une succession de profondeurs. Pour qu’une campagne soit réellement exploitable, chaque mesure doit être rattachée à une position, à une altitude de référence, à une date d’acquisition et à un protocole de contrôle documenté.

BathyTwin®, marque spécialisée de S3D Engineering United®, réalise des missions de bathymétrie en Nouvelle-Aquitaine à l’aide de drones marins autonomes ou téléopérés — USV, pour Uncrewed Surface Vehicle — équipés de systèmes de positionnement GNSS RTK et de sondeurs hydrographiques.

Les interventions concernent notamment :

• les barrages et retenues d’eau ;
• les lacs et plans d’eau ;
• les ports de plaisance et ports industriels ;
• les fleuves, rivières et canaux ;
• les bassins de rétention ;
• les retenues collinaires ;
• les carrières en eau ;
• les réserves incendie ;
• les bassins de décantation ;
• les stations d’épuration ;
• les réservoirs industriels ;
• les ouvrages hydrauliques.

L’objectif n’est pas de produire une simple image des fonds, mais une donnée géoréférencée, contrôlée et directement utilisable par les collectivités, bureaux d’études, exploitants portuaires, gestionnaires d’ouvrages et industriels.

Qu’est-ce qu’un relevé bathymétrique professionnel ?

La bathymétrie permet de mesurer et de représenter la géométrie immergée d’un plan d’eau ou d’un ouvrage hydraulique. Elle constitue l’équivalent subaquatique d’un relevé topographique.

Une campagne bathymétrique peut répondre à plusieurs objectifs :

• connaître la profondeur disponible ;
• établir la topographie des fonds ;
• identifier des variations morphologiques ;
• mesurer l’envasement d’une retenue ;
• calculer un volume d’eau ou de sédiments ;
• préparer une opération de dragage ;
• contrôler un chenal ou un bassin portuaire ;
• suivre l’évolution d’un ouvrage ;
• alimenter une étude hydraulique ;
• constituer un état initial avant travaux ;
• comparer plusieurs campagnes dans le temps.

La méthode d’acquisition doit être adaptée à l’objectif recherché. Un relevé destiné à calculer le volume global d’une retenue ne nécessite pas forcément la même densité de mesures qu’une inspection de bassin portuaire ou qu’une recherche d’obstacles pouvant affecter la navigation.

Le protocole doit donc être défini avant la mise à l’eau : emprise, espacement des lignes, recouvrements, référentiel, densité attendue, obstacles, zones de sécurité et critères d’acceptation.

GNSS RTK, sondeur et centrale inertielle : une chaîne de mesure complète

La qualité du résultat dépend de l’ensemble de la chaîne d’acquisition. La précision annoncée par un récepteur GNSS ou par un sondeur ne suffit pas, prise isolément, à qualifier la précision finale du modèle bathymétrique.

Positionnement GNSS RTK

Le GNSS RTK fournit la position planimétrique du drone marin et, selon la configuration retenue, une information altimétrique en temps réel.

Le positionnement centimétrique peut être obtenu lorsque les conditions de réception sont favorables et que les corrections RTK restent disponibles. Les performances peuvent cependant être affectées par :

• les masques créés par les quais, bâtiments ou ouvrages ;
• la végétation en berge ;
• les ponts et structures métalliques ;
• les réflexions multiples des signaux ;
• la qualité de la liaison de correction ;
• la géométrie momentanée des satellites.

La qualité de la solution GNSS doit donc être enregistrée et contrôlée pendant toute la mission.

Sondeur hydrographique

Le sondeur mesure la distance entre son transducteur et le fond à partir du temps de propagation d’un signal acoustique dans l’eau.

La qualité de cette mesure dépend notamment :

• de la fréquence utilisée ;
• de la nature du fond ;
• de la présence de végétation aquatique ;
• des matières en suspension ;
• des bulles d’air ;
• de la profondeur ;
• de l’inclinaison du drone ;
• de la vitesse de propagation du son dans l’eau ;
• du réglage et de l’étalonnage du système.

Un fond meuble, une végétation dense ou une couche de vase peuvent produire une réponse acoustique différente de celle d’un fond rocheux ou bétonné. L’interprétation doit tenir compte du contexte du site.

Centrale inertielle et mouvements de la plateforme

Selon l’équipement mobilisé, une centrale inertielle mesure le roulis, le tangage et l’orientation de l’USV. Ces informations permettent de prendre en compte les mouvements de la plateforme lors de l’acquisition.

Cette compensation devient particulièrement importante lorsque le plan d’eau est soumis au vent, à la houle, aux remous, au courant ou au passage d’autres embarcations.

Référence verticale et niveau de l’eau

Une profondeur n’est pleinement exploitable que si sa référence verticale est clairement définie.

Selon la mission, les résultats peuvent être exprimés :

• par rapport au niveau de l’eau observé ;
• dans un système altimétrique local ;
• par rapport à un repère de l’ouvrage ;
• dans une référence nationale, lorsque le rattachement est réalisable ;
• dans le système de référence expressément demandé par le maître d’ouvrage.

En France métropolitaine, les projets topographiques utilisent couramment un système RGF93/Lambert-93 pour la planimétrie, éventuellement associé à une référence altimétrique appropriée. Le système réellement employé doit toutefois être défini dans les documents de mission et inscrit dans les métadonnées du livrable. La base EPSG décrit notamment les systèmes RGF93/Lambert-93 utilisables pour les travaux d’ingénierie et de cartographie.

Une méthodologie structurée, du terrain au livrable

1. Analyse de la demande

Avant l’intervention, BathyTwin® examine :

• la finalité de l’étude ;
• la superficie du plan d’eau ;
• les profondeurs estimées ;
• les accès et zones de mise à l’eau ;
• les obstacles visibles ou connus ;
• les contraintes d’exploitation ;
• le courant et les variations de niveau ;
• le référentiel attendu ;
• les formats de livraison ;
• la densité de mesure nécessaire.

Cette étape permet de définir le matériel, l’autonomie requise, la géométrie des trajectoires et les contrôles à réaliser.

2. Préparation du plan de navigation

Le plan de navigation organise les lignes de mesure principales et, lorsque cela est nécessaire, les lignes de contrôle transversales.

L’espacement est choisi en fonction :

• de la morphologie attendue ;
• du type de sondeur ;
• de la profondeur ;
• de la résolution recherchée ;
• de la présence éventuelle d’obstacles ;
• de l’usage du modèle final.

Un maillage trop large peut lisser des variations locales ou ne pas détecter certains reliefs. À l’inverse, une densité excessive peut augmenter inutilement le temps d’acquisition et le volume de données sans améliorer la décision technique.

3. Reconnaissance et sécurisation du site

Avant la mise à l’eau, l’opérateur vérifie les accès, les berges, les zones de circulation, la météo et les éventuels risques pour le matériel.

Une attention particulière est portée :

• aux branches et obstacles flottants ;
• aux câbles et équipements traversants ;
• aux prises d’eau ;
• aux déversoirs ;
• aux zones de fort courant ;
• aux ouvrages mobiles ;
• aux embarcations présentes ;
• aux variations rapides du niveau.

Le fonctionnement autonome ne supprime pas la surveillance humaine. L’opérateur conserve le contrôle de la mission et peut reprendre la navigation ou interrompre l’acquisition.

4. Acquisition bathymétrique

L’USV suit les lignes programmées tout en enregistrant simultanément :

• la position GNSS ;
• la profondeur mesurée ;
• l’heure de chaque observation ;
• l’état de la solution RTK ;
• l’orientation et les mouvements de la plateforme, selon l’instrumentation ;
• les informations nécessaires au contrôle de la campagne.

Des passages complémentaires peuvent être réalisés dans les secteurs présentant une rupture de pente, une anomalie, une perte de correction GNSS ou une réponse acoustique incertaine.

5. Contrôle qualité

Le contrôle qualité porte sur la cohérence de la trajectoire, la continuité des profondeurs, les recoupements entre lignes et la présence éventuelle de valeurs aberrantes.

Les contrôles peuvent inclure :

• l’analyse des statuts GNSS ;
• la vérification des lignes croisées ;
• le contrôle des écarts aux intersections ;
• la recherche de ruptures non plausibles ;
• la vérification des corrections appliquées ;
• la comparaison avec des repères connus ;
• la distinction entre fond, végétation et échos parasites ;
• la documentation des zones non mesurées.

Pour les opérations relevant d’exigences hydrographiques spécifiques, les critères peuvent être définis en s’appuyant sur la publication S-44 de l’Organisation hydrographique internationale. Cette norme définit différentes exigences de levés hydrographiques et peut être adaptée à des applications telles que la navigation, le dragage, l’énergie ou la géotechnique. Elle ne doit toutefois pas être revendiquée sans que l’ordre de levé, les moyens et les contrôles correspondants aient été définis contractuellement. Organisation hydrographique internationale – normes et spécifications

6. Traitement et modélisation

Les données brutes sont contrôlées, filtrées et géoréférencées avant la production du modèle final.

Le traitement peut comprendre :

• la suppression des échos manifestement parasites ;
• le contrôle des doublons ;
• la correction du niveau de référence ;
• l’analyse des profils ;
• l’interpolation entre les lignes de mesure ;
• la création d’un semis de points bathymétriques ;
• la génération d’un modèle numérique ;
• le calcul de courbes isobathes ;
• la comparaison avec une campagne antérieure ;
• le calcul de surfaces ou de volumes.

Toute interpolation doit rester proportionnée à la densité réelle des mesures. Une surface numérique continue ne signifie pas que chaque zone a été directement observée.

Des livrables adaptés aux bureaux d’études et aux exploitants

Selon les besoins du projet, BathyTwin® peut produire :

• plan bathymétrique ;
• profils en long et en travers ;
• courbes isobathes ;
• semis de points géoréférencés ;
• Modèle Numérique de Terrain subaquatique ;
• Modèle Numérique de Profondeur ;
• raster géoréférencé ;
• nuage de points 3D selon la configuration d’acquisition ;
• cartographie SIG ;
• calcul de cubatures ;
• calcul de capacité d’une retenue ;
• comparaison avant/après travaux ;
• rapport méthodologique ;
• synthèse des contrôles qualité ;
• identification des zones non couvertes ou incertaines.

Les formats de remise peuvent comprendre :

• XYZ ;
• CSV ;
• LAS ou LAZ ;
• DXF ;
• DWG ;
• SHP ;
• GeoPackage ;
• GeoTIFF ;
• PDF ;
• IFC, lorsque l’intégration dans un processus BIM est pertinente.

Le GeoPackage est un format ouvert fondé sur SQLite qui peut regrouper des données vectorielles, matricielles et leurs métadonnées dans un fichier portable. Il est particulièrement adapté aux échanges entre environnements SIG. Open Geospatial Consortium – GeoPackage

Le choix des formats doit être arrêté avant la production afin d’éviter les pertes de coordonnées, les changements d’unités ou les conversions incompatibles avec le système du client.

Mesure de l’envasement et calcul des volumes

La bathymétrie est particulièrement utile pour suivre l’envasement des barrages, bassins et retenues.

Une campagne permet d’établir un état géométrique à une date donnée. La comparaison avec un levé antérieur peut ensuite mettre en évidence :

• les zones de dépôt ;
• les zones d’érosion ;
• les variations de capacité ;
• les volumes de sédiments accumulés ;
• les secteurs à traiter en priorité ;
• l’efficacité d’une opération de curage ou de dragage.

Pour être techniquement valable, une comparaison temporelle doit utiliser des références compatibles, des densités de mesure suffisantes et des règles de calcul comparables. Une différence entre deux modèles peut provenir d’une évolution réelle du fond, mais également d’un changement de référentiel, de densité, de méthode d’interpolation ou de niveau d’eau.

Le rapport doit donc identifier les hypothèses et les limites attachées aux cubatures calculées.

Bathymétrie portuaire et contrôle des chenaux

Dans les ports de plaisance et les installations industrielles, les relevés bathymétriques peuvent contribuer au contrôle :

• des profondeurs disponibles ;
• des pieds de quai ;
• des zones d’accostage ;
• des bassins ;
• des chenaux ;
• des zones d’accumulation de sédiments ;
• des secteurs ayant fait l’objet de travaux.

Lorsque la sécurité de navigation est directement concernée, les exigences de couverture, de détection d’objets, d’incertitude et de contrôle doivent être définies avec le gestionnaire portuaire. Un levé réalisé avec un sondeur monofaisceau, multifaisceaux ou une autre technologie ne procure pas le même niveau de couverture du fond.

La technologie est donc choisie selon le risque, la profondeur, la nature de l’ouvrage et l’objectif du relevé.

Barrages, lacs et retenues

Pour les gestionnaires de barrages et de retenues, la bathymétrie permet notamment :

• d’actualiser les courbes hauteur-volume ;
• d’évaluer la capacité réellement disponible ;
• de localiser les dépôts ;
• de suivre l’évolution du fond ;
• de préparer des inspections ou des travaux ;
• d’alimenter les études hydrauliques ;
• de documenter l’état de l’ouvrage.

L’USV est particulièrement intéressant lorsque la mise à l’eau d’une embarcation classique serait disproportionnée, difficile ou exposerait inutilement des opérateurs.

Bassins industriels et ouvrages techniques

BathyTwin® intervient également sur des sites industriels :

• bassins de décantation ;
• réserves incendie ;
• lagunes ;
• bassins de traitement ;
• réservoirs ouverts ;
• ouvrages de stockage ;
• carrières en eau ;
• stations d’épuration.

La mission doit alors être préparée avec l’exploitant afin d’intégrer les procédures d’accès, les risques chimiques ou biologiques, les équipements en fonctionnement et les éventuelles contraintes ATEX à proximité. La compatibilité des équipements avec le milieu doit être vérifiée avant toute mise à l’eau.

Une couverture opérationnelle de la Nouvelle-Aquitaine

Les équipes BathyTwin® peuvent intervenir dans les douze départements de la région :

• Charente (16) ;
• Charente-Maritime (17) ;
• Corrèze (19) ;
• Creuse (23) ;
• Dordogne (24) ;
• Gironde (33) ;
• Landes (40) ;
• Lot-et-Garonne (47) ;
• Pyrénées-Atlantiques (64) ;
• Deux-Sèvres (79) ;
• Vienne (86) ;
• Haute-Vienne (87).

Les interventions peuvent notamment être organisées autour de Bordeaux, Arcachon, Lacanau, Biscarrosse, La Rochelle, Rochefort, Royan, Bayonne, Anglet, Biarritz, Pau, Dax, Mont-de-Marsan, Agen, Périgueux, Limoges et Poitiers.

Cette couverture régionale permet de mobiliser une équipe pour une mission programmée, un état initial avant travaux ou une intervention urgente. La faisabilité et le délai effectif restent conditionnés par les autorisations, la météo, les accès, les caractéristiques du plan d’eau et la disponibilité des équipements.

Les limites à identifier avant une mission

Un prestataire professionnel doit également préciser les limites de la méthode.

Un USV peut rencontrer des difficultés en présence :

• de végétation aquatique dense ;
• d’obstacles flottants ou immergés ;
• de très faibles profondeurs ;
• de berges difficilement accessibles ;
• de courant important ;
• de passages étroits ;
• de pertes de réception GNSS ;
• de turbulences ou de bulles ;
• de surfaces partiellement couvertes ;
• d’interdictions de navigation.

La bathymétrie acoustique ne remplace pas automatiquement une inspection visuelle ou un sonar d’imagerie. Elle ne permet pas non plus de déterminer la nature exacte des sédiments sans investigation complémentaire.

Les zones non mesurées, extrapolées ou présentant une incertitude particulière doivent être clairement identifiées dans les livrables.

BathyTwin® : une production hydrographique documentée

BathyTwin® intervient auprès des collectivités, bureaux d’études, industriels, exploitants portuaires, gestionnaires de barrages et entreprises de travaux publics pour produire des données bathymétriques traçables et adaptées à l’usage final.

Chaque mission est définie à partir :

• de l’objectif technique ;
• du niveau de détail attendu ;
• des conditions du site ;
• du référentiel demandé ;
• du protocole de contrôle ;
• des formats nécessaires au client.

La disponibilité des équipes peut être assurée toute l’année, y compris pour des demandes urgentes, sous réserve des conditions de sécurité et d’exploitation.

Devis en 2 heures · Acquisition terrain possible sous 24 heures · Premiers livrables à partir de 48 heures, selon la superficie, les autorisations, les conditions météorologiques, la densité demandée et la complexité du traitement.

BathyTwin® — Hydrographie, bathymétrie et modélisation numérique des fonds.

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Questions fréquentes sur la bathymétrie en Nouvelle-Aquitaine

BathyTwin® · S3D Engineering United®

Une production bathymétrique documentée et exploitable

Chaque mission est définie selon l’objectif technique, le niveau de détail, les contraintes du site, le référentiel, le protocole de contrôle et les formats attendus. Les délais restent soumis aux autorisations, aux accès, à la météo, à la superficie et à la densité de mesure demandée.

Synthèse technique

La qualité d’une bathymétrie dépend de la chaîne complète : position GNSS RTK, sondeur, mouvements de la plateforme, célérité acoustique, référence verticale, densité des lignes et contrôles croisés. Les zones non mesurées ou interpolées doivent être identifiées. Le livrable doit préciser son référentiel, sa date, ses méthodes, ses limites et les usages pour lesquels il a été produit.