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Monofaisceau ou multifaisceaux : Améliorer l'efficacité des levés sous-marins

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Cette étude de cas démontre que si les levés au moyen d'un seul faisceau restent viables pour les applications à petite échelle, la technologie multifaisceaux offre des avantages significatifs pour les projets hydrographiques de grande envergure et de haute précision. La capacité de capturer plus de données en moins de temps, combinée à une résolution et une précision supérieures, fait de la technologie multifaisceaux le choix privilégié pour les levés sous-marins complexes.

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Aperçu du projet
La navigation fluviale se développant rapidement, des relevés hydrographiques précis sont essentiels pour une navigation sûre et efficace. La voie navigable de Shiqiao, un canal clé reliant les principales routes maritimes, joue un rôle crucial dans le commerce et le transport régional, nécessitant des évaluations fréquentes et précises de la topographie sous-marine afin de garantir la sécurité de la navigation et l'efficacité des opérations.

Traditionnellement, ces relevés étaient effectués à l'aide de l'HydroBoat 1200 USV, équipé d'un échosondeur à simple faisceau. Cependant, avec l'augmentation du trafic maritime, la demande d'une plus grande précision a également augmenté. Pour répondre à ce besoin, le département maritime a introduit l'HydroBoat 1500 USV avec le système multifaisceaux HydroBeam M4, permettant une cartographie bathymétrique plus détaillée et plus complète.

Ce projet compare les technologies à faisceau unique et à faisceaux multiples en termes d'efficacité, de coût et de qualité des données, et fournit des indications pour les futures initiatives hydrographiques.

Levé à un seul faisceau : Une approche traditionnelle
1.Équipement et installation
L'HydroBoat 1200 USV est compact et intègre un sondeur monofaisceau de 200 kHz, ce qui élimine la nécessité d'une installation supplémentaire. Une fois déployé, il commence immédiatement à recueillir des données.

2.Planification de l'itinéraire
Après avoir sélectionné la zone d'étude sur le contrôleur Android, le logiciel SLHydro USV génère automatiquement des lignes d'étude espacées de 5 mètres.

3.Collecte des données
L'HydroBoat 1200 USV suit de manière autonome les lignes de sondage prédéfinies, capturant efficacement les données de profondeur avec une intervention minimale de l'opérateur.

4.Traitement des données
Après le relevé, les données collectées subissent un filtrage de base et sont exportées dans plusieurs formats pour une analyse plus approfondie à l'aide d'un logiciel hydrographique.

5.Performances et limites
La technologie à faisceau unique fonctionne bien pour les levés à petite échelle, mais elle ne recueille qu'un seul point de profondeur par ping, ce qui fait que les levés sur de grandes superficies prennent beaucoup de temps. Bien qu'elle reste une solution rentable et conviviale, sa résolution limitée peut s'avérer insuffisante pour des études hydrographiques détaillées.

Les levés multifaisceaux : Améliorer la précision et l'efficacité
1.Équipement et configuration
L'HydroBoat 1500 USV est équipé du sondeur multifaisceaux HydroBeam M4, qui offre une couverture complète de la fauchée avec 1 024 faisceaux. Ce système est pré-intégré, ne nécessitant aucune installation, et est prêt pour l'acquisition de données à haute densité dès le déploiement.

2.Planification des itinéraires
Le logiciel SLHydro USV génère automatiquement des lignes de sondage optimisées en fonction de la zone sélectionnée.

3.Collecte des données
L'HydroBoat 1500 USV suit de manière autonome des lignes de levé prédéfinies, capturant efficacement des données de profondeur de haute densité avec un minimum d'intervention de l'opérateur. Sa large couverture permet de réduire le temps de collecte des données à 0,6 heure, soit trois fois plus vite qu'un simple faisceau pour la même zone. Les opérateurs utilisent un ordinateur portable pour contrôler à distance l'ordinateur industriel intégré à l'HydroBoat 1500 pour l'acquisition de données multifaisceaux.


4.Traitement des données
Après le relevé, les données subissent un filtrage avancé - corrections de la vitesse du son et de la marée, élimination du bruit et assemblage des données - avant d'être exportées pour une analyse plus approfondie.


5.Performances et avantages
La technologie multifaisceaux améliore l'efficacité des levés en couvrant de plus grandes zones en moins de temps. Contrairement à la technologie monofaisceau, qui capture un point de profondeur par ping, l'HydroBeam M4 enregistre jusqu'à 1 024 faisceaux par fauchée, ce qui améliore considérablement la résolution et la précision. Idéal pour cartographier des terrains sous-marins complexes, il fournit des modèles 3D détaillés des fonds marins, ce qui fait du multifaisceau le choix privilégié pour les projets hydrographiques à grande échelle.

Analyse comparative : Efficacité, coût et précision
Bien que les deux méthodes permettent la cartographie hydrographique, la capacité du système multifaisceaux à capturer des données plus denses en moins de temps en fait le choix optimal pour les projets à grande échelle et de haute précision. En outre, la validation des données en temps réel améliore le contrôle de la qualité et accélère les délais des projets.

Qualité et précision des données : Garantir des résultats fiables
1.Précision et conformité
Les deux technologies maintiennent un niveau de confiance de 95 %, ce qui garantit la fiabilité des données hydrographiques :
●Faisceau unique : 95,35 % des données se situent dans l'intervalle de confiance-convient pour les mesures de profondeur de base....
●Faisceau multiple : 97,72 % des données respectent l'intervalle de confiance-assurant une précision et une fiabilité supérieures.

2.Résolution et détails
Les deux technologies maintiennent un niveau de confiance de 95 %, garantissant des données hydrographiques fiables :
●Faisceau unique : Génère des points de profondeur discrets, efficaces pour la cartographie de base des contours, mais limités dans la détection de caractéristiques sous-marines plus petites.
●Faisceau multiple : Produit des nuages de points à haute densité, permettant une modélisation 3D détaillée et une identification précise des éléments immergés tels que les vagues de sable, les récifs et les obstructions.

Conclusion : Choisir la bonne technologie
Cette étude de cas démontre que si les levés à un seul faisceau restent viables pour les applications à petite échelle, la technologie multifaisceaux offre des avantages significatifs pour les projets hydrographiques de grande envergure et de haute précision. La capacité de capturer plus de données en moins de temps, combinée à une résolution et une précision supérieures, fait du multifaisceau le choix privilégié pour les levés sous-marins complexes.

En fin de compte, le choix dépend des besoins du projet, en équilibrant le coût, la complexité et le niveau de détail requis. Alors que la demande de données hydrographiques de haute qualité augmente, la technologie multifaisceaux est appelée à jouer un rôle crucial dans l'amélioration de la sécurité des voies navigables, de la surveillance de l'environnement et de la gestion efficace de la navigation.