Contexte du projet
L'Asie du Sud-Est, caractérisée par son climat tropical de mousson, est confrontée chaque année à de graves risques d'inondations pendant la saison des pluies. Prenons l'exemple du bassin du Chao Phraya, dans un pays représentatif : ce bassin traverse la capitale la plus densément peuplée et économiquement la plus développée du pays, ainsi que ses régions environnantes. Historiquement, l'interaction entre pluies torrentielles soudaines, ruissellement rapide des zones montagneuses en amont et engorgement urbain a rendu les méthodes de surveillance hydrologique traditionnelles, manuelles et fondées sur l'expérience, inadaptées, entraînant souvent des alertes intempestives, des dégâts matériels importants, voire des victimes.
Pour abandonner cette approche réactive, le ministère national des Ressources en eau, en collaboration avec des partenaires internationaux, a lancé le projet « Système intégré de surveillance et d'alerte précoce des inondations pour le bassin du fleuve Chao Phraya ». L'objectif était de mettre en place un système moderne de contrôle des inondations en temps réel, précis et efficace, exploitant l'IoT, la technologie des capteurs et l'analyse de données.
Technologies de base et applications de capteurs
Le système intègre divers capteurs avancés, formant les « yeux et les oreilles » de la couche de perception.
1. Pluviomètre à auget basculant – La « sentinelle de première ligne » pour les origines des inondations
- Lieux de déploiement : Largement déployé dans les zones montagneuses en amont, les réserves forestières, les réservoirs de taille moyenne et les principales zones de captage en périphérie urbaine.
- Fonction et rôle :
- Surveillance des précipitations en temps réel : les données pluviométriques sont collectées toutes les minutes, avec une précision de 0,1 mm. Elles sont transmises en temps réel au centre de contrôle central via GPRS/4G/satellite.
- Alerte tempête : Lorsqu'un pluviomètre enregistre des précipitations d'intensité extrêmement élevée sur une courte période (par exemple, plus de 50 mm en une heure), le système déclenche automatiquement une alerte initiale, indiquant un risque de crue soudaine ou de ruissellement rapide dans cette zone.
- Fusion de données : les données de précipitations sont l’un des paramètres d’entrée les plus critiques pour les modèles hydrologiques, utilisés pour prédire le volume de ruissellement dans les rivières et l’heure d’arrivée des pics de crue.
2. Débitmètre radar – Le « moniteur d'impulsions » du fleuve
- Emplacements de déploiement : Installés sur tous les principaux canaux fluviaux, aux confluences des principaux affluents, en aval des réservoirs et sur les ponts ou tours critiques aux entrées des villes.
- Fonction et rôle :
- Mesure de la vitesse sans contact : utilise les principes de réflexion des ondes radar pour mesurer avec précision la vitesse de l'eau de surface, sans être affectée par la qualité de l'eau ou la teneur en sédiments, nécessitant peu d'entretien.
- Mesure du niveau d'eau et de la section transversale : Associé à des capteurs de niveau d'eau sous pression intégrés ou à des jauges de niveau d'eau à ultrasons, il obtient des données de niveau d'eau en temps réel. À partir des données topographiques de la section transversale du lit de la rivière préchargées, il calcule le débit en temps réel (m³/s).
- Indicateur d'alerte principal : Le débit est l'indicateur le plus direct pour déterminer l'ampleur d'une inondation. Lorsque le débit mesuré par le radar dépasse les seuils d'alerte ou de danger prédéfinis, le système déclenche des alertes à différents niveaux, permettant ainsi de gagner un temps précieux pour l'évacuation en aval.
3. Capteur de déplacement – Le « gardien de la sécurité » des infrastructures
- Lieux de déploiement : Digues critiques, barrages en remblai, pentes et berges de rivières sujettes aux risques géotechniques.
- Fonction et rôle :
- Surveillance de la santé structurelle : utilise des capteurs de déplacement GNSS (Global Navigation Satellite System) et des inclinomètres en place pour surveiller en continu le déplacement, le tassement et l'inclinaison au niveau millimétrique des digues et des pentes.
- Alerte de rupture de barrage : En cas de crue, la montée des eaux exerce une pression considérable sur les structures hydrauliques. Des capteurs de déplacement peuvent détecter précocement des signes subtils d'instabilité structurelle. Si le taux de déplacement s'accélère soudainement, le système émet immédiatement une alerte de sécurité structurelle, évitant ainsi des inondations catastrophiques dues à des défaillances techniques.
Flux de travail du système et résultats obtenus
- Acquisition et transmission de données : des centaines de nœuds de capteurs répartis dans tout le bassin collectent des données toutes les 5 à 10 minutes et les transmettent par paquets au centre de données cloud via un réseau IoT.
- Fusion de données et analyse de modèles : La plateforme centrale reçoit et intègre des données multi-sources provenant de pluviomètres, de débitmètres radar et de capteurs de déplacement. Ces données alimentent un modèle hydrométéorologique et hydraulique couplé et calibré pour la simulation et la prévision des crues en temps réel.
- Alerte précoce intelligente et aide à la décision :
- Scénario 1 : Les pluviomètres situés en amont détectent une forte tempête ; le modèle prédit immédiatement qu'une crue dépassant le seuil d'alerte atteindra la ville A dans 3 heures. Le système envoie automatiquement une alerte au service de prévention des catastrophes de la ville A.
- Scénario 2 : Le débitmètre radar de la rivière traversant la ville B indique une augmentation rapide du débit en une heure, le niveau d'eau étant sur le point de dépasser la digue. Le système déclenche une alerte rouge et donne des ordres d'évacuation urgents aux riverains via des applications mobiles, les réseaux sociaux et des messages d'urgence.
- Scénario 3 : Des capteurs de déplacement sur une ancienne section de digue au point C détectent un mouvement anormal, ce qui incite le système à signaler un risque d'effondrement. Le centre de commandement peut immédiatement envoyer des équipes d'ingénieurs en renfort et évacuer préventivement les habitants de la zone à risque.
- Résultats de la candidature :
- Délai d’alerte prolongé : Par rapport aux méthodes traditionnelles, le délai d’alerte en cas d’inondation est passé de 2 à 4 heures à 6 à 12 heures.
- Rigueur scientifique améliorée dans la prise de décision : les modèles scientifiques basés sur des données en temps réel ont remplacé le jugement flou basé sur l'expérience, rendant les décisions telles que l'exploitation des réservoirs et l'activation des zones de dérivation des crues plus précises.
- Pertes réduites : Au cours de la première saison des inondations après le déploiement du système, celui-ci a réussi à gérer deux inondations majeures, ce qui aurait permis de réduire les pertes économiques directes d'environ 30 % et d'atteindre zéro victime.
- Engagement public amélioré : grâce à une application mobile publique, les citoyens peuvent vérifier en temps réel les informations sur les précipitations et le niveau d’eau dans leur voisinage, améliorant ainsi la sensibilisation du public à la prévention des catastrophes.
Défis et perspectives d'avenir
- Défis : Investissement initial élevé dans le système ; la couverture du réseau de communication dans les zones reculées reste problématique ; la stabilité à long terme des capteurs et la résistance au vandalisme nécessitent une maintenance continue.
- Perspectives d’avenir : Les plans comprennent l’introduction d’algorithmes d’IA pour améliorer encore la précision des prévisions ; l’intégration des données de télédétection par satellite pour étendre la couverture de surveillance ; et l’exploration de liens plus étroits avec la planification urbaine et les systèmes d’utilisation de l’eau agricole pour construire un cadre de gestion de « bassin fluvial intelligent » plus résilient.
Résumé:
Cette étude de cas démontre comment le fonctionnement synergique des pluviomètres à augets basculants (détection de la source), des débitmètres radar (surveillance du processus) et des capteurs de déplacement (protection des infrastructures) permet de créer un système complet et multidimensionnel de surveillance et d'alerte précoce des inondations, du ciel au sol, de la source à la structure. Cela illustre non seulement la modernisation des technologies de lutte contre les inondations en Asie du Sud-Est, mais offre également une précieuse expérience pratique pour la gestion des inondations dans des bassins fluviaux similaires à l'échelle mondiale.
Ensemble complet de serveurs et de modules logiciels sans fil, prend en charge RS485 GPRS / 4g / WIFI / LORA / LORAWAN
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Date de publication : 29 septembre 2025