Variables mesurées

Caroline Le-Bouteiller, Cedric Legout — 2023-06-09T13:15:11Z

Les variables mesurées sont répertoriées dans le tableau ci dessous. De manière générale pour l'ensemble des bassins versants, le suivi des variables atmosphériques permet de caractériser le forçage météorologique et les processus de production sédimentaire sur les versants alors que les variables mesurées en rivière permettent l'estimation des flux sédimentaires en combinant les mesures de débits liquides i) aux mesures de concentrations en matières en suspension (MES) lors des crues pour les flux de fines et ii) aux volumes charriés à l'évènement pour les flux d'éléments grossiers. Ces mesures, réalisées à haute fréquence (1 à 10 min.) du fait de la forte intermittence des flux de MES sur les différents sites, sont complétées par des mesures physico-chimiques à basse fréquence (i.e. hebdomadaire à bimensuel pour les conductivités électriques et concentrations en ions majeurs) pour évaluer les flux exportés sous forme dissoute et ainsi les comparer aux flux particulaires.

Détails sur les capteurs et protocoles de mesure :

Température et humidité de l'air
Ces variables sont mesurées au niveau de trois stations météorologiques, une située sur le site de Draix (station Plateau) et deux autres sur le site du Galabre à l'amont du bassin au lieu-dit de Ainac et à l'exutoire au niveau du village de la Robine sur Galabre. Alors que les deux sites de Draix et du Galabre sont éloignés d'une dizaine de kilomètres, les deux stations météorologiques du site Galabre sont-elles distantes de 5km et présentent des différences d'altitude de 400 m. Ces trois stations sont donc complémentaires et permettent une meilleure couverture spatiale des grandeurs atmosphériques sur la zone d'étude de l'observatoire.
La configuration des trois stations de mesure météorologiques est identique et comprend une centrale unique d'acquisition de marque Campbell scientific permettant à la fois de stocker les données et piloter les capteurs, une alimentation en énergie sur panneaux solaires et batteries ainsi qu'un transfert des données tous les jours par modem GSM. Les capteurs de température et d'humidité utilisés sur les deux stations du Galabre sont des CS215 de marque Campbell Scientific. Les précisions respectives de ces capteurs sont de ±0.4°C et ±4%. Le capteur de température utilisé sur la station de Draix est un PT100 (Campbell Scientific) de précision ±0.1°C et le capteur d'humidité est un HMP45C (Campbell Scientific) de précision ±3 % . Ces capteurs ne sont pas contrôlés ni étalonnés régulièrement. La cohérence de ces données est néanmoins vérifiée en les comparant entre elles avant leur mise à disposition.

Vitesse et direction du vent
Ces variables sont mesurées au niveau des trois stations décrites précédemment. Seule la direction du vent n'est pas mesurée au niveau de la station météorologique du site de Draix. Au niveau des deux stations du site Galabre les capteurs sont des anémomètres ultrasoniques 2D (WindSonic4, Campbell Scientific) qui présentent une précision de ±2% pour la vitesse et de ±3° pour la direction. Pour la station de Draix, le capteur est un anémomètre 05103 (RM Young) avec une précision de mesure de la vitesse de ±1%. Comme pour les températures et humidités, ces capteurs ne sont pas étalonnés régulièrement, seule la cohérence des séries temporelles entre sites est vérifiée avant la mise à disposition de ces données.

Lame précipitée
Les lames d'eau précipitées sont mesurées au niveau de 10 pluviographes de marque Précis Mécanique ou Campbell (pour 2 d'entre eux) avec cône de 1000 ou 2000 cm² correspondant à des enregistrements de 0.1 ou 0.2 mm de pluie. Le site de Draix en compte 8 répartis sur les différents bassins instrumentés selon des distances allant de 50 m à 5 km (Figure 1). Ce réseau dense permet de caractériser au mieux les précipitations à l'échelle de chaque petit bassin versant suivi et leur variabilité spatiale dans un relief très accidenté. Le site du Galabre compte 2 pluviographes. Le premier a été installé à Ainac en 2008 et le second en 2014 à la Robine sur Galabre. L'ensemble de ces pluviomètres vise à documenter les intensités des précipitations et leur variabilité à différentes échelles spatiales. La collecte des données est assurée par une centrale d'acquisition Campbell pour les stations télétransmises et associant d'autres capteurs ou par un système de marque HOBO ou Alcyr lorsque le pluviographe est seul. Chaque pluviographe est associé à un bidon collecteur de manière à vérifier la cohérence entre les volumes totaux récupérés dans les bidons sur une période entre deux tournées de terrain (semaine à quelques mois) et la somme des volumes associés à chaque basculement des augets. Lorsque les différences sont importantes (5 à 10%), les volumes sont corrigés en les répartissant sur l'ensemble de la période. Si ces différences dépassent 10%, les codes qualité sont dégradés ou la période est mise en lacune. Enfin, les données des 10 pluviomètres sont comparées entre elles de manière à vérifier la cohérence des données. Les données sont mises à disposition, soit au pas de temps de basculement, soit à 15 minutes.

Rayonnement solaire
Le rayonnement solaire n'est mesuré qu'au niveau de la station météorologique du site de Draix, avec un pyranomètre de modèle SPlite.

Isotopes de l'eau de pluie
Les isotopes de la molécule d'eau sont mesurés dans les échantillons d'eau de pluie. Ces échantillons sont collectés tous les mois au niveau d'un pluviographe dédié connecté à un bidon collecteur. Les flacons de prélèvement en verre de 15 mL sont rincés trois fois avec quelques millilitres d'eau à échantillonner. Ils sont ensuite complètement remplis et bouchés en évitant les bulles d'air puis stockés à l'abri de la lumière avant leur transfert jusqu'à l'UMR EMMAH de l'Université d'Avignon pour analyses. Au laboratoire, l'instrument utilisé est un analyseur laser Picarro 2140-i. Une seringue SGE présente sur le passeur automatique vient prélever 1,8 µL d'échantillon. L'échantillon est ensuite injecté dans la chambre de vaporisation à 110°C et entraîné jusqu'à la cavité laser. Les valeurs sont données avec l'incertitude suivante : d18O vs SMOW +/- 0,1 ‰ ; d2H vs SMOW +/- 1 ‰. Les données sont ensuite validées en utilisant des standards internes calibrés sur ceux de l'AIEA. Le laboratoire effectue aussi des intercomparaisons organisés par l'AIEA tous les quatre ans (Water Isotope Inter-Comparison Test) et les laboratoires du SNO Renoir.

Distribution en taille et vitesses des gouttes de pluie
Deux spectropluviomètres optiques de marque OTT Parsivel sont installés sur le bassin du Galabre depuis 2014 (La Robine) et 2019 (Ainac). Ils mesurent la concentration, la taille et la vitesse de chute des gouttes de pluie qui permettent de calculer des intensités de pluie et des flux d'énergie cinétique. Ces observations sont utilisées comme descripteurs du détachement et de la mise en mouvement des particules de sol dans les processus d'érosion hydrique. Les données collectées contiennent des matrices de 1024 valeurs correspondant à des nombres de gouttes enregistrées par minute appartenant à un couple de valeur diamètres – vitesse de chute, valeurs réparties chacune sur 32 classes. Ces données acquises à la minute sont accompagnées d'une indication sur la qualité du laser infra-rouge sur lequel repose la mesure et d'une indication sur le type d'hydrométéore observé (pluie, grésil, grêle, neige, neige fondante) selon un arbre de décision reposant sur la vitesse de chute et le diamètre des particules. Un contrôle des données est réalisé pour éliminer les valeurs correspondant à une mauvaise qualité du laser (émetteur endommagé et/ou optique sale) et/ou aberrantes (par comparaison de la vitesse de chute observée avec celle théorique dépendant du diamètre observé) dues par exemple à des passages d'insectes ou au passage concomitant de deux gouttes dans le faisceau laser. Les données mises à disposition sont des matrices de 1024 valeurs de couples vitesses – diamètres toutes les minutes associées aux valeurs de qualité laser et type d'hydrométéore.

Débit liquide en rivière
Les débits liquides sont mesurés de manière différente et à des fréquences différentes sur les sites de Draix et du Galabre, du fait principalement des différences d'échelles (<1 km² sur Draix et >10 km² sur Galabre. Les protocoles de mesure sont donc détaillés successivement.
Draix :
Le débit est mesuré au niveau de stations hydrosédimentaires à l'exutoire de chaque bassin suivi. Ces stations sont équipées d'une centrale d'acquisition, de marque Serosi pour le Laval, Brusquet et Roubine, et de marque Campbell Scientific pour le Moulin, qui pilote les différents capteurs. Les stations du Laval, du Moulin et de la Roubine sont reliées au secteur tandis que la station du Brusquet est alimentée par des panneaux solaires. Chaque station est équipée d'un système de jaugeage à géométrie contrôlée : un canal Parshall et un seuil rectangulaire lorsque le Parshall déborde au Laval, un canal Parshall au Moulin et au Brusquet, et un seuil en V à la Roubine. La mesure de hauteur d'eau est effectuée par un ou plusieurs capteurs sur chaque station. Au Laval, un nilomètre (marque Serosi, 960mm) et un capteur à ultrasons US6 (Paratronic) permettent de mesurer la hauteur d'eau dans le canal Parshall, et un nilomètre (Serosi, 1920mm) permet de mesurer la hauteur d'eau dans le seuil rectangulaire lorsque le Parshall est en débordement. Au Moulin, cette mesure est réalisée par un nilomètre (1200mm) et un radar Vegapulse WLS61 (marque Vega). Au Brusquet et à la Roubine, la mesure est réalisée par un nilomètre (1920mm et 1200mm respectivement). Sur toutes les stations de Draix, excepté celle du Moulin, la fréquence d'acquisition est pilotée par la dynamique hydrologique : Une mesure est faite toutes les 10 secondes (Laval, Moulin, Roubine) ou toutes les minutes (Brusquet), et cette mesure est enregistrée seulement si la variation de hauteur d'eau depuis le dernier enregistrement dépasse un seuil donné. Par ailleurs un enregistrement régulier est réalisé une fois par jour. Ce protocole permet de suivre avec précision des crues ayant une dynamique rapide tout en économisant la mémoire. A la station du Moulin, récemment rééquipée, un enregistrement est réalisé toutes les minutes. Les données de hauteur d'eau acquises sur les stations de Draix sont tout d'abord traitées pour retirer les artefacts liés aux petites vagues de surface (<1cm), et aux nettoyages de la plage de dépôt et de sa grille. Elles sont ensuite vérifiées par comparaison entre capteurs et avec les lectures d'échelle et mesures de débits à l'empotement réalisées à chaque tournée sur le terrain (une à plusieurs fois par semaine). Les hauteurs d'eau sont transformées en débits selon les relations de chacun de dispositifs de jaugeage. Un code qualité est ensuite attribué à chaque donnée de hauteur d'eau et de débit. Ce code qualité est associé à la donnée dans la base BDOH et délivré à l'utilisateur lors du téléchargement. Un travail est actuellement en cours pour quantifier les incertitudes avec plus de précision.
Galabre :
La variable débit est obtenue par mesure des hauteurs d'eau au niveau d'une station intégrée (i.e. mesurant un ensemble de variables hydrologiques, physico-chimiques et sédimentaires décrites par la suite) installée à la Robine sur Galabre depuis 2007 sous un pont. La configuration de la station de mesure intégrée est similaire à celle des stations météorologiques, à savoir une centrale unique d'acquisition et de pilotage des capteurs de marque Campbell Scientific, une alimentation en énergie sur panneaux solaires et batteries ainsi qu'un transfert des données chaque jour par modem GSM, seuls les capteurs diffèrent. La section de mesure est une section naturelle (i.e. sans géométrie contrôlée comme sur Draix) où l'écoulement se fait sur des dalles calcaires légèrement en pente assurant une grande stabilité de la section transversale sans sédimentation ni affouillement du lit. Ce choix de site de mesure assure après presque 15 ans une bonne stabilité de la courbe de tarage (i.e. relation hauteur-débit). Comme pour tous les capteurs pilotés par cette centrale, les mesures de hauteur d'eau sont effectuées toutes les 10 minutes. Chaque mesure dure une minute à une fréquence de 1 Hz. L'intégration des données pendant un pas de temps d'une minute s'est avérée être un bon compromis entre les fluctuations à court terme des signaux et leurs variations à l'échelle d'un événement de quelques heures, compte tenu de la taille moyenne du bassin versant du Galabre (20 km²). Bien que seule la valeur moyenne sur la minute soit utilisée pour transformer la hauteur en débit, l'écart-type ainsi que les valeurs minimales et maximales sur une minute sont enregistrées et peuvent être utilisées pendant l'étape de vérification et de qualification des données. Le capteur utilisé pour mesurer le niveau d'eau est un radar 24-GHz de marque Cruzoe, Paratronic installé sur le tablier du pont. Une lecture visuelle du niveau d'eau sur une échelle limnimétrique est effectuée à chaque visite de terrain (bimensuelle à mensuelle) afin de vérifier que le niveau d'eau mesuré par le radar ne présente pas de dérive dans le temps. Lors de l'étape de qualification des données de hauteur d'eau, les données mesurées par le radar sont comparées à la fois à ces lectures visuelles et aux données acquises par un capteur de pression (Diver). La courbe de tarage permettant de transformer ces hauteurs d'eau en débits a été établie sur la base de 35 jaugeages réalisés, soit selon la méthode d'exploration du champ de vitesse à l'aide d'un courantomètre électromagnétique, soit selon la méthode de dilution par injection instantanée de masses connues de sel. Comme pour bon nombre de stations hydrométriques, ces jaugeages sont compris dans la gamme basse de débit de la rivière (i.e. entre 0,017 m3 s-1 et 0,948 m3 s-1). Une extrapolation a donc été réalisée pour des niveaux d'eau plus élevés à l'aide d'un modèle hydraulique 1-D (logiciel HEC-RAS) construit sur la base de relevés topographiques réalisés sur un tronçon d'une centaine de mètres de long au droit de la station de mesure sur (Esteves et al., 2019). L'analyse de propagation des incertitudes dans l'estimation globale des flux de MES réalisée par Navratil et al. (2011) au niveau de cette station décrit des incertitudes sur le débit allant de 5 à 20 %.

Température de l'eau de de rivière
La température de l'eau n'est mesurée qu'au niveau de la station hydrologique du Galabre, toutes les 10 minutes comme les hauteurs d'eau. Le capteur ES-2 de marque Decagon Devices présente une précision de ±1 °C. Les dérives éventuelles de ce capteur sont contrôlées grâce aux mesures réalisées dans la rivière à l'aide d'un boîtier 340i de marque WTW lors des tournées bimensuelles à mensuelles sur site.

Conductivité électrique de l'eau de rivière
Même si le capteur de température décrit précédemment mesure également la conductivité électrique de l'eau à l'exutoire du bassin du Galabre, nous avons décidé de ne pas proposer à la labellisation ni de mettre en ligne cette série de données car il est très difficile de produire une série temporelle de conductivités à haute fréquence (i.e. 10 min.) de qualité sur ce site. Des précipitations de carbonates importantes font dériver le capteur de conductivité conduisant régulièrement à des écarts de plusieurs centaines de µS/cm entre les mesures manuelles et les mesures en continu. En revanche, comme nous disposons de prélèvements d'eau automatiques hebdomadaires et horaires en crues (cf détails sur le protocole de prélèvement dans la section MES), la conductivité électrique de l'eau est mesurée manuellement lors des tournées de terrain dans chaque flacon de prélèvement à l'aide d'un boîtier 340i de marque WTW d'une précision de ± 1% et étalonné régulièrement avec des standards commerciaux.

Concentrations en ions majeurs dans la rivière
Les échantillons d'eau collectés automatiquement sont également utilisés pour analyser les concentrations en anions et cations majeurs, en complément de la conductivité électrique. Lors des tournées, nous prélevons donc deux sous échantillons d'une dizaine de millilitres qui sont filtrés à 0,45µm à l'aide de filtres de marque Sartorius et conditionnés dans des tubes falcon à 4°C en vue d'analyses des anions et des cations (2 tubes séparés). Les concentrations en ions majeurs (fluorure, chlorure, nitrite, bromure, nitrate, sulfate, sodium, ammonium, potassium, calcium, magnésium) sont mesurées par chromatographie ionique en laboratoire par les systèmes modulaires 732-733 de marque Metrohm. Les limites de quantification, calculées comme dix fois l'écart type du bruit de fond par rapport à la hauteur du pic, sont comprises entre 0,01 et 0,08 mg l-1 selon la sensibilité spécifique de l'ion.

Matières en suspension (MES)
Comme pour les débits, les matières en suspension sont mesurées selon des protocoles et des fréquences différentes sur les sites de Draix et du Galabre, principalement du fait des différences de tailles et de réactivités des bassins versants. Les protocoles de mesure sont donc détaillés successivement.
Draix :
Les stations de Draix (Laval, Moulin, Roubine et Brusquet) sont équipées avec des turbidimètres de différents types et des préleveurs d'échantillons automatiques de modèle ISCO3700. La station du Laval est équipée de deux préleveurs permettant de recueillir jusqu'à 48 échantillons par crue, et d'un turbidimètre à fibre optique à rétrodiffusion spécialement conçu pour mesurer les fortes concentrations (Bergougnoux et al, 1998). Cet instrument permet de mesurer avec une précision estimée à ±5g/L les concentrations dans une gamme allant de 10 à 800g/L. La station du Moulin est équipée du même type de turbidimètre et d'un préleveur. La station de la Roubine est équipée d'un préleveur et d'un turbidimètre VIsolid 700IQ (marque WTW)) et la station du Brusquet est équipée uniquement d'un préleveur. Sur toutes les stations, l'acquisition des données de turbidimétrie est pilotée par le même type d'algorithme que la hauteur d'eau, c'est-à-dire sur un seuil de variation de la turbidimétrie depuis le précédent enregistrement. Les prélèvements sont pilotés par un seuil de hauteur d'eau et un seuil de variation de la hauteur depuis le précédent prélèvement, avec une cadence maximale d'un prélèvement par minute. Les prélèvements sont récupérés après les crues et traités au laboratoire de Draix. La concentration est mesurée par séchage à l'étuve (105°C) et pesée, compte-tenu des concentrations importantes rencontrées sur ces sites (qui peuvent atteindre plusieurs centaines de g/L).
La chronique de concentration pour chaque crue est ensuite reconstituée en combinant les données des préleveurs et des turbidimètres, sachant que i) le turbidimètre n'est pas fiable dans les faibles concentrations, ii) une hystérèse est fréquemment observée dans la relation concentration/débit. Dans un premier temps, on utilise les données de concentration mesurées dans les prélèvements pour transformer les données de turbidité en concentration, soit selon la relation de calibration générale, soit selon une relation spécifique à l'événement. Les prélèvements sont ensuite représentés dans un graphique concentration/débit qui met en évidence la ou les boucles d'hystérèse de la crue. Des points issus du turbidimètre sont ajoutés pour capturer les valeurs extrêmes, pics de débits, points d'inflexion, dans cette courbe. Ensuite une interpolation linéaire de la concentration en fonction du débit est menée entre les points connus sur les portions de courbe de ce graphique qui le permettent, c'est-à-dire ayant une variation monotone. Finalement, une interpolation linéaire de la concentration en fonction du temps peut être utilisée pour la fin de décrue après le dernier prélèvement et lorsque les concentrations ne sont plus mesurables par le turbidimètre. Ce protocole se base sur la plus grande fiabilité des mesures de concentration obtenues à partir des prélèvements pour reconstituer la chronique de concentration la plus précise possible à l'échelle de chaque événement, mais nécessite un travail de traitement des données important. Les chroniques de concentration ainsi reconstituées sont celles qui sont présentes dans la base de données BDOH. En dehors des périodes de crues, aucune donnée de turbidité ou concentration n'est relevée, car les écoulements sont trop faibles pour pouvoir prélever ou mesurer la turbidité.
Galabre :
La station hydrologique est équipée d'un turbidimètre Visolid 700-IQ de marque WTW immergé en rive droite et connecté à un contrôleur WTW IQ182, lui-même raccordé à la centrale d'acquisition Campbell Scientific. Le capteur permet de mesurer une large gamme de concentrations (0,1 à 100 g l-1), en diffusion latérale selon un angle à 90° pour les basses concentrations et en rétrodiffusion pour les fortes concentrations. A noter que ce capteur est muni d'un nettoyage par ultrasons. Même si ce nettoyage s'avère très efficace contre les précipitations de carbonates, le capteur est nettoyé dans de l'acide dilué lors de chaque tournée de terrain. Toutes les 10 minutes, la moyenne, l'écart-type, les valeurs minimales et maximales de la turbidité sont mesurées sur 1 minute, comme pour les mesures de la hauteur d'eau et de la température de l'eau. L'écart-type, les valeurs minimales et maximales de la turbidité nous permettent de définir et à éliminer les valeurs aberrantes potentielles lors de la phase de critique des données. Lorsque les valeurs moyennes de turbidité dépassent les seuils respectifs de 5 et 20 g l-1 de SiO2 (unité constructeur de turbidité), la centrale d'acquisition déclenche le prélèvement d'échantillons par un échantillonneur d'eau séquentiel automatique (3700, Teledyne ISCO) respectivement toutes les 3 heures et 1 heure. En plus de ces déclenchements en période de crue, la centrale d'acquisition déclenche un prélèvement chaque semaine. Le pompage est effectué par l'intermédiaire d'un tuyau en vinyle de 5 m de long et de 9,5 mm de diamètre. L'entrée du tuyau est placée à 20 cm du fond de la rivière près du turbidimètre. La ligne de pompage est purgée avant et après chaque prélèvement afin de limiter la contamination entre les échantillons successifs. Compte tenu de la forte turbulence du cours d'eau lors des crues, les échantillons sont représentatifs de l'écoulement sur toute la section (Esteves et al., 2019). Lors de chaque tournée sur site, les flacons remplis d'un volume de 500 ml sont récupérés et ramenés au laboratoire de Grenoble pour mesurer la concentration en matières en suspension (MES). Compte tenu des fortes concentrations en MES, la plupart des mesures de MES sont obtenues en pesant l'échantillon après un séchage de 24 heures à 105°C. Lorsque la charge en MES est évaluée visuellement comme étant faible (< 2 g l-1), les mesures sont effectuées par filtration à travers des filtres en fibre de verre de 0,45 micromètre pré-pesés, puis pesées après séchage. Le traitement des données est ensuite réalisé en plusieurs étapes. La première étape consiste à valider la série de turbidité et notamment à corriger d'éventuelles dérives du capteur liés à la précipitation de carbonates en se basant sur les échantillons d'eau collectés chaque semaine et qui correspondent généralement à de l'eau claire. Une fois la série temporelle de turbidité validée, les relations entre MES et turbidités sont analysées et les nouveaux couples de points MES-turbidités sont comparés à ceux acquis depuis 2007. En moyenne chaque année, les trois quarts des évènements présentent des couples MES-turbidités qui s'ajustent bien sur la relation générale qui est un polynôme d'ordre 2. En revanche pour les 25% d'évènements restants, des relations spécifiques à chaque évènement sont ajustées sur une base de 5 à 15 couples de mesures. La chronique de MES est ensuite calculée à partir de la série de turbidité en utilisant les relations MES-turbidités correspondant à chaque période, la chronique de MES est calculée. Dans une étude de propagation des incertitudes sur l'estimation des flux de MES réalisée au niveau de cette station, Navratil et al. (2011) ont évalué que les incertitudes à l'échelle de l'événement de crue étaient, en moyenne, de 20 % pour les MES et de 30 % pour les flux de MES intégrant donc les incertitudes sur les débits.

Origine lithologique des matières en suspension
Les échantillons d'eau collectés au cours des crues sont également utilisés pour caractériser les MES, plus particulièrement leur origine lithologique selon une approche de traçage sédimentaire low-cost entre les sols sources et les MES. L'approche développée est basée sur la conservation des signatures spectrales entre les sols sources d'érosion identifiés sur le bassin versant (badlands développés sur marnes, molasses et calcaires) et les MES collectées à l'exutoire. Ainsi, sur chaque échantillon de MES séché à l'étuve en vue de la mesure des concentrations des MES, les spectres de réflectance diffuse dans le visible des particules sont mesurés avec un spectrocolorimètre (2600d, Konica Minolta). Des mesures similaires ayant également été effectuées sur les échantillons de sol source dans des zones de badlands de nature lithologique différente également séchés et tamisés à 63 µm, des modèles de mélange ont pu être développés (Legout et al., 2013). Cette approche permet de quantifier avec une incertitude maximale de 20% la contribution des sources lithologiques primaires molasse, marne et calcaire dans chaque échantillon de MES collecté à l'exutoire du bassin versant du Galabre (20 km²).

Volumes de charriage
Les stations du site de Draix (Laval, Moulin, Brusquet et Roubine) sont équipées d'une plage de dépôt fermée par une grille, en amont de la section de jaugeage, qui a deux utilités : d'une part elle protège la station hydrométrique en retenant les blocs grossiers qui pourraient l'endommager ; d'autre part, elle permet la mesure du transport solide grossier par le suivi de la topographie des volumes déposés après chaque crue. La mesure de la topographie des plages est réalisée après chaque crue, sauf lorsque l'intervalle entre deux crues ne le permet pas (<1 jour). Pour le Laval et le Moulin, 120 et 70 points sur des transects à la surface du dépôt sont respectivement relevés au théodolite tandis que pour la Roubine, la topographie est mesurée à la règle avec 60 points sur une surface d'environ 18m2. Un modèle de surface est ensuite reconstitué par interpolation entre ces points (logiciel Surfer). Le volume charrié par la crue est obtenu par soustraction entre les surfaces mesurées d'une crue à l'autre. L'incertitude sur ces volumes est estimée entre 5 et 20% à l'échelle de l'événement, les volumes étant mieux estimés pour les crues les plus productives. La masse de sédiments charriés peut être calculée en utilisant une valeur de masse volumique de 1.7 t/m3 obtenue à partir de mesures réalisées dans la plage de dépôt (Mathys et al, 2003).
Les plages de dépôt doivent être curées régulièrement, ce qui représente un coût conséquent pour l'observatoire ( 25k€/an sur les 5 dernières années). Du fait de la diminution de la dotation d'INRAE à partir de 2020, il a été décidé d'arrêter progressivement le curage de la plage de dépôt du Laval, la plus grosse (1500 m3) et la plus coûteuse, et de tenter de poursuivre la mesure du volume charrié sur ce bassin par une mesure sismique (Bakker et al, 2020). Deux géophones munis d'enregistreurs ont été installés à cet effet en 2021 à l'entrée de la plage de dépôt du Laval. Cette mesure est encore en phase de test, c'est pourquoi nous ne demandons pas à la labelliser. Sur les bassins du Moulin, du Brusquet et de la Roubine, les curages des plages de dépôts sont moins coûteux parce que les bassins sont plus petits ou moins productifs, et la mesure des volumes charriés par topographie sera donc poursuivie. C'est donc sur ces trois bassins uniquement que nous demandons la labellisation de la variable volumes charriés.

Puissance sismique
Un géophone est installé en berge à l'exutoire du bassin versant du Galabre depuis 2019. Le capteur de marque Sensor Nederland mesure les vitesses de vibration du sol à 400 Hz dans les trois directions. Il est raccordé à un enregistreur de marque Digos (Data Cube) qui fonctionne sur batterie. Les données sont récupérées tous les deux mois environ puis converties en puissances sismiques. Ces mesures devraient permettre à terme une meilleure caractérisation de différents processus impliqués dans la production et les transferts hydrosédimentaires, à savoir le détachement de particules de sol du fait de l'impact des gouttes de pluie, les variations des hauteurs d'eau dans les rivières y compris lors de changements morphologiques du lit en et l'occurrence de transport solide par charriage (Bakker et al., 2020). Ce fort potentiel des mesures sismiques pour la compréhension et le suivi de la cascade de processus hydrosédimentaires constitue donc un socle important de mesures indirectes à archiver et à mettre à disposition pour que leur utilisation se développe.

En complément des variables listées dans le tableau ci dessus, l'observatoire dispose de caractérisation spatiales :

MNT acquis par LIDAR aéroporté sur les bassins du Laval, du Moulin, de la Roubine et du Brusquet en 2015
Carte de végétation sur les bassins du Laval et du Moulin datant des années 1990
Orthophotos du bassin versant du Galabre acquises en 2018 et des bassins de Draix en 2015
MNT acquis par LIDAR aéroporté sur le bassin versant du Galabre en 2018
Profils sismiques et de résistivités électriques acquis respectivement sur les sites de Draix et du Galabre
Ces données sont disponibles sur demande auprès des porteurs de l'observatoire.

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