Digues de protection contre les inondations : bientôt une surveillance par drones

© Cerema
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Les nouvelles exigences sécuritaires relatives aux digues imposent d’améliorer et d’enrichir les moyens de surveillance de ces ouvrages cruciaux pour la protection contre les inondations. Le projet DIDRO qui propose une surveillance par des drones équipés de capteurs d’acquisition et d’analyse d’images notamment, apporte une voie prometteuse pour affiner le diagnostic de ces ouvrages et ainsi aider les acteurs chargés du maintien de leur bon état de fonctionnement.

Les digues sont construites pour protéger les populations et les biens contre les inondations, le premier risque naturel en France. Mais les inondations exceptionnelles de ce dernier quart de siècle (crues du Rhône, tempête Xynthia...) et le constat général de fragilité des digues à l’échelle nationale ont conduit les pouvoirs publics à renforcer la réglementation en matière de gestion et de contrôle de ces ouvrages. Compte tenu de leur hétérogénéité (type et époque de construction…), de leur grande longueur (parfois plusieurs dizaines de km) et de leur linéaire estimé (9 000 km de digues), la tâche est considérable pour garantir le bon état de fonctionnement et la sûreté de ce parc.
C’est dans le but de renforcer les méthodes de contrôle et de diagnostic actuellement utilisées – qui s’appuient le plus souvent sur des observations visuelles et nécessitent des moyens humains importants – que le projet DIDRO a été lancé en 2015 par un consortium de partenaires industriels et scientifiques1, avec le soutien de gestionnaires d’ouvrages (France Digues, Canal de Provence, Compagnie Nationale du Rhône…). Son but ? Développer une méthode de surveillance des digues (fluviales et maritimes) à l’aide de drones, efficace pour le suivi en continu mais aussi en situation de crise, c’est-à-dire en période de crue ou de tempête.

La solution : des techniques d’imagerie et deux drones complémentaires

A l’issue de trois années de travaux, les partenaires du projet ont ainsi mis au point plusieurs techniques d’acquisition et d’analyse d’images et de données spécifiquement adaptées à l’étude des digues, via une sélection de capteurs particuliers pouvant être embarqués sur un drone. « Deux gammes de capteurs, pertinents pour chacun des deux contextes de surveillance, et reposant sur des techniques complémentaires (lidar, photogrammétrie, caméra thermique et proche infrarouge) ont été sélectionnées. Parallèlement, deux types de drones ont été retenus afin de répondre à la diversité et à la spécificité des conditions d’utilisation sur les ouvrages de protection : un drone de type avion, destiné aux missions de diagnostic rapide, et un drone hélicoptère, plus lent mais apte à porter un équipement plus lourd, destiné aux missions d’inspection approfondie », commente Guillaume-Alexandre Sab, ingénieur au centre Irstea d’Aix-en-Provence, impliqué dans le projet.

Un suivi de long terme optimisé et un suivi de crise rapide et sécurisé

Grâce aux survols réguliers par le drone muni de ces capteurs, il sera possible de suivre l’évolution de l’état des digues dans le temps et de détecter différentes anomalies, comme un déplacement ou un affaissement de terrain, une résurgence d’eau à travers la digue, une végétalisation pouvant fragiliser l’ouvrage… « Cette nouvelle méthode présente plusieurs avantages : elle permet une visualisation rapide et précise de la structure, y compris en zones inaccessibles ou en cas d’anomalies non visibles à l’œil nu ; elle facilite l'analyse des informations, et de fait le diagnostic et la prise de décision par les gestionnaires. En situation de crue, elle permet de visualiser les ouvrages en temps réel et par ailleurs de maintenir les opérateurs en dehors des zones potentiellement dangereuses », précise Rémy Tourment, spécialiste des ouvrages hydrauliques et responsable du projet DIDRO pour Irstea.

Projet DIDRO Schema 2

 

Projet DIDRO Schema 2
Modèles numériques issus de l'acquisition de données photogrammétriques et en infrarouge thermique sur une portion de digue fictive de test © Cerema

Un outil commercialisable fin 2019

Si de nouvelles campagnes sont prévues dans les mois à venir pour tester, en situation réelle sur des digues existantes, l’outil DIDRO dans sa version complète (incluant des capteurs innovants pour l’examen des digues, comme l’infrarouge thermique et le proche infrarouge), les partenaires du projet prévoient de commercialiser, dès l’automne 2019, une solution technique « clé en main » à l’attention des gestionnaires de digues. Celle-ci sera accompagnée d’un catalogue des différentes opérations de reconnaissance réalisables, à mettre en œuvre avec l’aide d’un prestataire spécialisé dans l’exploitation de drones.

L’expertise Irstea, au cœur de DIDRO

En apportant sa connaissance et son expertise historique en matière d’auscultation, de diagnostic et de sécurité des ouvrages de protection, Irstea a été un partenaire clé du projet. Les scientifiques du centre Irstea d’Aix-en-Provence ont ainsi contribué notamment à deux phases cruciales du projet : l’élaboration du cahier des charges des besoins en termes d’auscultation et de surveillance des ouvrages afin que la solution technique proposée soit la plus opérationnelle possible, et la rédaction, avec l’IFSTTAR, d’un guide de recommandations (en cours) pour la bonne utilisation des données acquises par la technologie DIDRO, et au-delà par tout autre système aérotransporté dédié à la surveillance des digues.

Analyse du risque des systèmes de protection contre les inondations :
un guide de référence à l’usage des acteurs de terrain

 

Ouvrage analyse du risque des systèmes de protection contre les inondationsLa capacité des digues à protéger les personnes et les biens contre les inondations doit être évaluée en continu. Dans leur ouvrage « Inondations – Analyse de risque des systèmes de protection », Rémy Tourment et Bruno Beullac, spécialistes des ouvrages hydrauliques au centre Irstea d’Aix-en-Provence, proposent la première méthodologie française complète pour conduire une étude de dangers des systèmes endigués. Prenant en compte l’ensemble des composantes du risque, liées à la digue et à son environnement, ils abordent pédagogiquement, d’un point de vue théorique, technique et pratique, le principe de l’analyse de risque de tels systèmes et de sa déclinaison réglementaire : les études de dangers. Paru en janvier 2019, le guide s’adresse aux collectivités locales, gestionnaires de digues, bureaux d’études, services de l’État, organismes de recherche et à l’ensemble des intervenants du domaine.

Pour se procurer l’ouvrage, rendez-vous sur le site des Editions Lavoisier

Colloque Digues 2019

Logo digues 2019Irstea organise les 20 et 21 mars 2019 à Aix en Provence, avec le soutien du MTES et le partenariat du CFBR, de la SHF, de France Digues et du GT Digues du Club Européen de la CIGB, un nouveau colloque scientifique et technique : Systèmes et ouvrages de protection contre les inondations maritimes et fluviales - Etat des lieux, avancées et perspectives

Les deux journées du colloque seront suivies d’une demi-journée de visite (optionnelle) sur les digues du Rhône aval, le 22 mars 2019.

Ce colloque international et francophone se tiendra un an après la prise en charge de la compétence GEMAPI, nouveau cadre organisationnel et réglementaire pour la gestion et la sécurité des systèmes de protection contre les inondations, et la montée en puissance correspondante des collectivités territoriales qui en sont chargées.

Plus d'informations sur le site du colloque

En savoir plus


1- Projet FUI piloté par les PME Geomatys et Survey Copter. Partenaires du projet : IFSTTAR, IGN, IRSTEA (Aix-en-Provence et Montpellier), CEREMA, Entente Valabre, Atechsys Engineering, BPI France, Région PACA, Département de la Drôme, France Digues, DREAL Centre, SAFE Cluster.