Instrumentalisation de la source de la Loue - 20 septembre 2016

Retour sur la pose de nouveaux instruments de mesure du débit de la source de la Loue

La Direction Régionale de l'Environnement, de l'Aménagement et du Logement (DREAL) de Bourgogne-Franche-Comté est en charge de la prévention des risques naturels. Elle assure notamment les missions : 

• de connaissance hydrologique des principaux cours d'eau ;
• de recueil, de gestion et de diffusion des données hydrométriques (données de hauteur et de débit principalement);

Objectif et présentation du site de la source de la Loue 

La source de la Loue est une des plus belles résurgences de France, et certainement la plus connue de Franche-Comté. Nichée dans un magnifique hémicycle creusé par la rivière dans les strates calcaires du jurassique supérieur et au pied d'une falaise haute de 104 m, la source retrouve l'air libre par une grotte dont le porche, large de 60 m et haut de 32 m, a représenté une source d'inspiration pour le peintre Gustave Courbet. 

L'objectif pour la DREAL Bourgogne-Franche-Comté est de pouvoir connaître en temps réel le débit des eaux provenant du site de la source de la Loue. D'un point de vue hydrologique, le site de la source de la Loue est alimenté :

• d'une part, par la "vasque" de la Loue, d'où s'écoulent les eaux provenant principalement des pertes du Doubs en aval de Pontarlier et des pertes du Drugeon ;
• d'autre part, par le "canal" situé directement en aval de la vasque, duquel s'écoule le premier affluent de la Loue.

Une station hydrométrique permet déjà de connaitre le débit en temps réel pour la section dite du "canal". En revanche, les capteurs ultra-sons posés en 2002 au fond de la vasque ne fonctionnent plus depuis 2007. 

C'est donc dans ce contexte que la DREAL a procédé au remplacement de ces capteurs par de nouveaux, posés par des sociétés spécialisés en hydrométrie et en travaux sous-marins le 20 septembre 2016.

Matériels posés et fonctionnement : Capteurs cordes à ultra-son

La technologie des cordes ultra-son (dite capteurs US) repose sur le principe suivant : 

1.     capteur A (par exemple aval) envoi un train d'onde ; 
2.     capteur B (par exemple amont) "écoute" et entend le train d'onde. Le calculateur évalue le décalage de temps, soit le temps de transfert. Il calcul une première vitesse V1 ; 
3.     capteur B envoi un train d'onde ; 
4.     capteur A "écoute" et entend le train d'onde. Le calculateur évalue le décalage de temps, soit le temps de transfert. Il calcul une première vitesse V2. 

V1 = Vitesse du déplacement de l'onde dans l'eau (uniquement fonction de la T°C) - Vitesse du courant (onde freinée par le courant)
V2 = Vitesse du déplacement de l'onde dans l'eau (uniquement fonction de la T°C) + Vitesse du courant (onde portée par le courant)

En faisant V2-V1 on obtient 2 * Vitesse du courant.

Comme on connait la distance entre les deux capteurs, en faisant V1+V2 on a 2 * vitesse de l'onde et on peut en déduire la température (comme on connait la distance entre les poteaux).

On parle de "corde ultra-son" le dispositif du capteur émetteur et récepteur (qui doivent bien être en face l'un de l'autre).

Sur la Loue on a :

• deux "cordes" soit deux fois la combinaison de capteur A et B ; 
• un capteur de hauteur (sonde de pression).

La calculateur connait :

• le profil bathy entre les deux profilé ; 
• l'angle entre ce profil et celui perpendiculaire à l'écoulement (correction de la vitesse mesurée ) ; 
• le profil vertical de vitesse type. 

Les jaugeages de contrôle permettent d'ajuster le coefficient k devait être appliqué devant ce profil vertical de vitesse.

Le calculateur fait après son calcul du champs de vitesse et le croise avec la bathy et obtient un débit.

Accessibilité de la donnée

Les données sont accessibles au public via les sites :

• Hydroportail
• Hub'eau
• Vigicrues
• ou sur la carte "Temps réel" d'ORISK

Une instrumentation définitive délicate

Malgré la modernisation des capteurs en 2016, la station de débitmétrie de la source de la Loue a connu de nombreux problèmes de cablage, paramétrage puis télétransmission de la donnée.
Aussi, si le mois de janvier 2021 et sa forte crue a pu être récupéré ponctuellement, les mesures en continue ne débutent qu'en septembre 2021.
Ces mesures de débits restent toutefois très incertaines car aucun jaugeage de contrôle ne peut être réalisé sur ce site trop torrentiel. La vidéo ci-dessous illustre ce propos (la source la Loue en crue fin janvier 2021) :

Ci-dessous une illustration des débits de la crue de fin janvier 2021 dispo sur hydroportail :

Plus d'informations sur la source de la Loue et son histoire : http://www.lieux-insolites.fr/doubs/loue/loue.htm