J'ai travaillé pour LIN’eco, un bureau d’étude spécialisé dans la gestion conservatoire des zones humides.
Contexte
L’entreprise s’occupe de produire des plans de gestion, de mener des négociations avec les acteurs locaux, de planifier des mesures de restauration, d’accompagner des chantiers et d’effectuer un suivi scientifique des mesures.
Lors d’un mandat la première étape de son travail est de comprendre ce qui ne fonctionne pas et pourquoi. Le principal problème des biotopes marécageux est l'assèchement qui peut être dû à un déficit d'alimentation en eau ou à l'accélération de l'évacuation de l'eau.
L'accélération de l'évacuation de l'eau dans les marais est causée principalement par des réseaux souterrains de tuyaux de drainage, par des fossés de drainage et par la modification de la topographie résultant de l'extraction de la tourbe.
Les mesures principalement utilisées pour contrer les effets des fossés sont la mise en place de barrages ou le remplissage.
Dans certains cas une ou plusieures digues peuvent être une bonne solution pour bloquer ou allonger le cheminement de l’eau et ainsi la maintenir dans le système quand la topographie a été modifiée par l'extraction de la tourbe.
Besoins de l'entreprise
L’information sur la topographie disponible sous forme de Modèle Numérique de Terrain (MNT) est une aide précieuse pour comprendre le fonctionnement hydrologique d’un marais. Pour l’utiliser efficacement l’entreprise a besoin de méthodes et d’outils permettant de manipuler et d'interroger les données contenues dans les MNT.
Extrait du MNT avec les courbes isométriques d'une tourbière
Mon travail a consisté à développer des outils et méthodes améliorant la manipulation et la perception des informations contenues dans les MNT, notamment de pouvoir simuler des digues et des remplissages de drains.
J'ai aussi expliqué les notions importantes pour utiliser GRASS GIS (création de secteurs, définition de la région, importation de données, ...), réorganisé les données en créant une base de données et présenté des outils utiles tels que "NVIZ" qui permet la visualisation en 3D.
Exemples de méthodes et d'outils créés
Outil simulant digues et inondations sur un Modèle Numérique de Terrain (MNT) [Python, GRASS GIS, GDAL]
L'application présentée ici fait le lien entre une ressource disponible, qui est le MNT et le besoins de déterminer de bons emplacements pour des barrages et des digues.
J'ai créé un script, écrit en Python et fonctionnant sous GRASS GIS, qui donne l’orientation et la longueur de la digue la plus courte à partir d'un point d'origine et simule l’inondation créée.
L'utilisateur choisit les coordonnées du point d'origine de la digue et de la source de l’inondation ainsi que les différentes altitudes des digues qu'il veut simuler.
Lien vers le manuel d'utilisation.
Grace à cet outil il est facile de tester de nombreux emplacements pour implanter un barrage ou une digue et d'observer l'effet.
Il est évident que cela reste une simulation, mais grâce à la qualité des MNT actuels, on a quelque chose d'extrêmement proche de la topographie réelle.
Nous avons confronté les modèles au terrain, et avons constaté leurs précisions.
Pour utiliser cette application il faut ouvrir GRASS GIS, dans le menu "fichier" on clique sur "lancer un script", puis on sélectionne l'application.
une fenêtre de dialogue s'ouvre pour gérer les inputs
Je liste seulement les inputs indispensables au fonctionnement de l'application,
pour plus de détails et d'explications voir le manuel d'utilisation.
Il faut définir:
le raster MNT utilisé,
les coordonnées du point de départ du calcule de la digue,
les coordonnées de la source de l’inondation,
l'altitude de l’inondation la plus basse,
l'altitude de l’inondation la plus haute
et le saut d’altitude entre les inondations calculées.
Une fois les inputs remplis on appuie sur "exécuter". Une fenêtre wxpython apparait alors, permettant de visualiser les digues et leurs inondations.
[fermer]
Outil modifiant simplement un MNT [Python, GRASS GIS]
fenêtre de dialogue GRASS GIS du script modifiant les valeurs d'un MNT
Lors de l'écriture de l'application simulant les digues, j'ai utilisé l'outil "r.mapcalc" de GRASS GIS de manière à modifier les valeurs du MNT,
dans ce cas c'était pour "incruster" les digues calculées par l'application dans le MNT pour pouvoir simuler les inondations provoquées.
Pour un utilisateur qui veut modifier localement et simplement les valeurs d'un MNT j'ai écrit un petit outil en Python fonctionnant dans GRASS GIS
qui permet de modifier la valeur des pixels d'un MNT sur une surface délimitée par un vecteur dessiné par l'utilisateur.
La nouvelle valeur des pixels du MNT sera, selon l'outil choisi, soit la valeur écrite par l'utilisateur, soit une addition de la valeur écrite par l'utilisateur à la valeur des pixels du MNT.
[fermer]
Méthode pour modifier plus finement un MNT [GRASS GIS]
En résumé la méthode consiste à obtenir les courbes de niveau du terrain actuel et de s’en servir de référence pour créer des courbes de niveau correspondant à la topographie voulue que l’on rastérise puis interpole pour obtenir la nouvelle topographie. Pour plus de détails sur cette méthode n'hésitez pas à me contacter.
Exemple de simulation de remplissages de drains effectués avec cette méthode sur la partie aval d'une tourbière.
Cette méthode est utile principalement pour estimer les volumes de matériaux nécessaires pour modifier la topographie, et pour simuler les flux de surfaces de la topographie obtenue.
Elle peut être utile pour simuler un décapage ou autres types de modification de la topographie. Elle permet aussi de pouvoir montrer une simulation aux clients.
[fermer]
Outil interpolant MNT à partir de fichiers volumineux provenant d'un LIDAR (light detection and ranging) [Python, GRASS GIS]
Programmation d’un outil prenant en charge de l'interpolation de fichiers volumineux contenant les points sols ou surfaces provenant d'un LIDAR pour obtenir un MNT ou MNS.
Voir le manuel d'utilisation
Outil créant des profils [Python, GRASS GIS]
Programmation d’un outil créant des profils sous GRASS GIS à partir des données d'un MNT (ou d'un MNS), avec en options la possibilité d'afficher les graphiques ou/et d'exporter les données sous Excel.
Application produisant automatiquement des graphiques à partir des tableaux de données [Python, R]
J'ai créé une application permettant des créer des graphiques à partir de données piézométriques. Une fenêtre de dialogue apparait permettant de choisir le dossier
contenant les tableaux de données, les colonnes des tableaux utilisées pour les inputs des graphiques, les minimum et maximum des graphiques en sorties.
Lorsque les inputs sont remplis, l'application complète un script que j'ai pré-écrit, ce script fonctionne dans "R" et permet d'obtenir les graphiques voulus.
En choisissant le bon ".exe" pour l'ouverture des scripts R, l'utilisateur n'a pas à ouvrir le logiciel de statistique.
Il lui suffit de double cliquer sur l'icône du script pour que les graphiques soient créés.
L'intérêt de ce type application est d'automatiser le traitement des données pour obtenir très facilement des graphiques standardisés pour un grand nombre de données.
Dans ce cas, à partir d'un tableau contenant les informations prisent toutes les heures par une sonde, le script fait la moyenne de la profondeur de la nappe pour chaque jour,
puis il ordonne les données par profondeur croissante pour pouvoir afficher le graphique du nombre de jours cumulés où l'eau était présente à chacune des profondeurs
Cela peut s'appliquer à tous types de traitements statistiques et sorties graphiques.
L'utilisateur aura toujours la responsabilité d'avoir des tableaux de données propres avec des noms d'attributs standardisés.
[fermer]
Exemple de planification de mesures de restauration de tourbières et simulations numériques de ces mesures en utilisant des méthodes vu ci-dessus
Un des mes travaux a été de proposer des mesures pour lutter contre l’assèchement et l’érosion d’une tourbière causés par un réseau de fossés de drainage.
Pour cela j'ai utilisé la compréhension du milieu transmise par Philippe Grosvernier et les méthodes que j'ai mises au point.
vue 3D de la tourbière avec l'outil NVIZ de GRASS GIS
situation actuel de l'écoulement superficiel
Comme on peut le voir sur la vue en 3D et sur la carte ci-dessus, en plus d'accélérer l'évacuation de l'eau et d'abaisser le niveau de la nappe, les drains se situant sur les bords de la tourbière captent l'eau provenant des pentes.
situation de l'écoulement superficiel voulue
L'objectif est de rétablir une circulation diffuse de l'eau au sein de la tourbière et de maintenir la nappe proche du niveau du sol.
Mon rôle a été de définir où mettre des barrages et où remplir les fossés. Pour cela j'ai observé les données du MNT, observé les courbes de niveau et utilisé l'outil de simulation de digue et de leur inondation.
Les barrages sont efficaces quand la pente est faible et lorsque le terrain a un faible dénivelé aux limites de l’inondation, permettant ainsi de rendre diffus l’écoulement de l’eau et de l’orienter vers les zones souhaités. Lorsque les drains sont trop encaissés dans le terrain ou/et la pente trop importante les remplissages sont proposés.
Puis j'ai fait les simulations numériques pour obtenir une estimation des longueurs des barrages, des hauteurs de colonne d'eau au niveau des barrages, et pour obtenir une estimation des volumes nécessaires pour remplir les drains.
Ensuite nous sommes allés sur place pour confronter mes propositions à la réalité du terrain. Les mesures proposés se sont avérées cohérentes et sont utilisées comme base pour le projet.
Je présente seulement un exemple de ce que j'ai rendu car le projet en est seulement au tout début, et l'objectif ici n'est pas de le présenter.
exemple de mesures proposées, zone 1
exemple de mesures proposées, zone1 détails
[fermer]
Haut de la page
