UNE INNOVATION POUR SURVEILLER LE DÉBIT DES COURS D’EAU SANS MODIFIER LE MILIEU NATUREL
En partenariat avec le CSEM, la PME neuchâteloise Precidata a développé un système de surveillance du débit d’eau de torrents, ruisseaux et bisses de montagne. Equipée de trois caméras, de deux panneaux solaires et d’une connexion sans fil avec un serveur, la solution sans contact ne nécessite pas d’intervention lourde dans le lit du cours d’eau et fonctionne toute l’année en mode 24/7.
Le CSEM et la PME neuchâteloise Precidata ont développé un système de surveillance, de mesure et d’alerte de hauteur et de débit de torrents, bisses et ruisseaux de montagne. Mobile, léger, autoalimenté et connecté sans fil à un serveur distant, le système, initié en 2021 lors du BlueArk Challenge, est équipé de trois caméras qui observent le lit du cours d’eau toute l’année en mode 24/7. N’intervenant pas sur le milieu naturel, il est une précieuse aide à la décision pour les collectivités, notamment pour optimiser l’utilisation de l’eau et prévenir les dégâts.
Ce projet concret trouve son origine dans le cadre du BlueArk Challenge, l’appel à projets lancé en 2021 par BlueArk, un pôle basé au Châble et dédié à l’innovation dans le domaine de l’eau et des ressources naturelles. L’entreprise neuchâteloise Precidata et le CSEM avaient été distingués pour leur projet de solution permettant de mesurer le débit de torrents, ruisseaux, bisses, sans contact et sans intervention lourde dans le lit du cours d’eau.
UNE SOLUTION ÉCONOMIQUE POUR MESURER LE DÉBIT D’EAU EN TEMPS RÉEL ET HISTORIQUE
L’installation envisagée par Precidata et le CSEM a fait l’objet d’une évaluation de la faisabilité en 2021 et obtenu le soutien du Canton de Neuchâtel pour aboutir aujourd’hui à un système d’imagerie multi caméras, y compris un éclairage dédié pour les prises de vue en continu. La solution opère avec des caméras basse consommation (deux caméras infrarouges et une caméra couleur) filmant le flux d’eau sur deux angles distincts et permettant de le reconstituer en trois dimensions. Le système est autonome en énergie, alimenté par un panneau solaire et une batterie. Installé sur le terrain, à proximité du cours d’eau, l’équipement génère, stocke et transmet des données sans fil à un serveur de supervision en mode 24/7 toute l’année. En plus du monitoring en continu, l’installation offre aux utilisateurs l’occasion de se connecter à la demande pour visualiser le cours d’eau en temps réel. Le système est également en mesure de générer des alertes d’inondation en direct lors d’événements exceptionnels comme une forte pluie ou une crue éclair, ainsi que des alertes de haut et bas niveau/débit, de sécheresse, etc.
OPTIMISER LA GESTION DE L’EAU SANS MODIFICATION DU MILIEU NATUREL
Le CSEM a utilisé son expertise algorithmique en matière d’IA et de vision par ordinateur pour adapter et intégrer des algorithmes de segmentation, de cartographie 3D et de débit. Precidata, de son côté, s’est assuré de l’intégration des différents éléments. Résultat : une solution intégrée, mobile et durable, prête à être déployée sur le terrain. Léger et rapide à installer, même dans des endroits peu accessibles, le système de supervision sert à connaître avec précision et régularité le débit d’un courant d’eau et à comparer les données récoltées en temps réel avec des mesures plus anciennes. « Grâce à notre système, communes, cantons, Confédération et défenseurs de la nature disposent d’un outil d’aide à la décision et sont désormais en mesure de modéliser crues et sécheresses. Cela leur permet d’ébaucher des scénarios pour optimiser l’utilisation de l’eau et prévenir les dégâts », indique Cédric Berger, CEO de Precidata.
Un prototype a été testé sur le terrain dans les cantons de Neuchâtel et du Valais ; au vu des excellents retours obtenus, la solution est désormais prête à être présentée aux utilisateurs potentiels. Le cas échéant, d’autres travaux de recherche seront menés en vue de son développement futur.
INFORMATIONS COMPLÉMENTAIRES
Surveillance des petits cours d’eau – moins facile qu’il n’y parait
D’un côté, un nombre croissant d’événements météorologiques extrêmes liés au climat. De l’autre, des cours d’eau essentiels pour les régions de montagne et un besoin accru de dispositifs de surveillance, surtout lors de fortes précipitations. Il existe différentes solutions pour mesurer le débit des petits cours d’eau, mais elles présentent toutes des inconvénients : l’imagerie satellite, par exemple, ne permet pas d’échantillonnage temporel et spatial adéquat (en général une fois par semaine) et pas de génération d’alertes. De plus, elle requiert une intervention humaine directe, une grande quantité de matériel et une procédure complexe. De leur côté, les solutions industrielles automatiques de jaugeage (débitmètres, vannes sous pression, déversoirs, etc.) font appel à des installations en dur (cours d’eau canalisé) et ne sont pas envisageables pour un déploiement générique et respectueux de l’environnement. Les solutions partielles comme le radar génèrent certes une alerte en cas de crues, mais ne proposent qu’un point de mesure, à savoir la hauteur de l’eau qui ne permet pas d’estimer le débit directement (besoin de la vitesse) et ne prend pas en compte les variations en largeur du cours d’eau. Enfin, les systèmes utilisant de l’imagerie sont plutôt destinés à de gros cours d’eau et nécessitent des installations conséquentes, résultant dans des coûts élevés.
About CSEM
Créé en 1984 et ayant son siège social à Neuchâtel, le CSEM est un spécialiste de l’innovation de renommée internationale, qui emploie plus de 550 personnes sur six sites en Suisse et a déposé plus de 200 brevets. Nous développons des technologies de rupture ayant un fort impact sociétal dans les domaines de la fabrication de précision, de la transformation numérique, de l’électronique ultra-basse consommation, de l’optique, de l’IA et des énergies renouvelables. Nous transposons ensuite ces innovations aux partenaires industriels d’une multitude de secteurs, notamment des énergies renouvelables, de la santé, de l’horlogerie et de l’aérospatial, et nous encourageons aussi les créations de start-ups. En tant qu’organisation à but non lucratif du type partenariat public-privé, notre mission est de favoriser l’innovation des entreprises suisses et de renforcer le tissu économique à travers une collaboration permanente avec des universités, instituts de recherche et partenaires industriels de premier plan. www.csem.ch
About BlueArk
BlueArk est un pôle d’innovation technologique et un laboratoire de données in situ basé au Châble (Valais). Fondé en 2018, il est spécialisé dans la gestion des ressources naturelles, avec un focus particulier sur la gestion intelligente et la digitalisation de l’eau. Grâce à une large palette de prestations, applicables aussi bien en plaine que dans l’Arc alpin, il accélère l’éclosion et le développement de solutions concrètes, innovantes et rentables pour relever les défis du changement climatique, notamment dans le domaine de l’eau. BlueArk est également à l’origine de l’appel à projets BlueArk Challenge, organisé régulièrement depuis 2019 et met sur pied chaque année la BlueArk Conférence, un évènement de référence pour les spécialistes de la gestion de l’eau. www.blueark.ch
