Mesure fiable de la hauteur d'eau dans l'océan Indien : des capteurs radar contribuent à la protection contre les montées de eaux et les submersions marines

On assiste alternativement à une hausse et une baisse du niveau de la mer principalement en raison du phénomène des marées, provoqué par l’attraction gravitationnelle de la Lune et, dans une moindre mesure, du Soleil sur les océans. Ce mécanisme naturel et fonction du temps engendre des variations régulières du niveau de l’eau, alternant entre marées hautes et marées basses, environ toutes les 6 heures. D'autres facteurs comme les courants marins,  vent et la pression atmosphérique (ondes de tempête) peuvent également entraîner des élévations ponctuelles du niveau de la mer.

Et la dilatation thermique des océans ?

En effet, à plus long terme, le changement climatique du aux émissions de gaz à effet de serre contribue à une élévation du niveau des océans à l'échelle du globe, notamment en raison de la fonte des glaciers et des calottes glaciaires ainsi que de la dilatation thermique des océans (l'eau se dilate en se réchauffant). Cette élévation progressive vient s’ajouter aux variations naturelles, augmentant les risques d’inondations côtières et de submersion.

En Indonésie, les services topographiques nationaux mettent à disposition de l’ensemble de la population un système d'information sur les marées, consultable en temps réel via Internet. Ce service accessible joue un rôle clé dans de nombreux domaines stratégiques.

Les données marégraphiques fournies sont utilisées, entre autres, pour :

• la navigation maritime, en assurant la sécurité et l’efficacité du trafic côtier,
• l’hydrographie, la science dédiée à l’étude et à la cartographie des étendues d’eau,
• la prévision des marées, essentielle pour les activités portuaires et littorales.

Mais leur utilité ne s’arrête pas là. Ces données sont également cruciales pour la prévention des inondations et la protection des zones côtières face aux aléas climatiques. Elles permettent notamment de surveiller l’évolution du trait de côte, ligne de contact entre la terre et la mer, dont les déplacements peuvent être accentués par la montée des eaux ou l’érosion côtière.

Sur le plan scientifique, elles permettent d’affiner la modélisation de la surface terrestre, de synchroniser les systèmes de positionnement par satellite, et de mieux comprendre les mouvements tectoniques et les variations du niveau de la mer.

À une échelle plus globale, ces informations contribuent à l’ étude de l’élévation du niveau des océans et des modèles climatiques mondiaux, ainsi qu'à la compréhension des processus de changement climatique. Elles jouent également un rôle central dans l’analyse des phénomènes climatiques tels qu’El Niño et La Niña, dont les effets se répercutent à l’échelle planétaire — qu’il s’agisse d’inondations dévastatrices sur la côte ouest de l’Amérique du Sud ou d’incendies de forêt ravageurs en Australie.

Enfin, les données des marégraphes sont un outil essentiel dans les systèmes d’alerte aux tsunamis, permettant de réagir rapidement avant l'augmentation du niveau et de sauver des vies en cas de catastrophe naturelle.

Les environnements marins et côtiers imposent des contraintes techniques particulièrement élevées aux capteurs de mesure du niveau de la mer. Les appareils doivent être extrêmement robustes et durables, capables de résister à des conditions souvent rudes : humidité permanente, atmosphère saline corrosive, températures élevées, vents violents ou encore projections d’eau. La fiabilité à long terme est indispensable, notamment dans les zones exposées aux tempêtes ou aux fortes marées.

Dans un pays comme l’Indonésie, composé de plus de 17 000 îles (ordre de grandeur), dont certaines sont très isolées et situées à plusieurs centaines de kilomètres des centres techniques, d’autres critères deviennent également essentiels. Le montage et la mise en service des capteurs doivent être simples et rapides, avec un besoin minimal en outillage ou en expertise sur site. De même, la maintenance doit pouvoir être réduite au strict minimum, afin de garantir la continuité de service sans mobiliser des moyens logistiques importants.

Enfin, le coût unitaire des appareils est un facteur déterminant. Équiper plusieurs dizaines — voire centaines — de stations implique de trouver un équilibre entre performance, fiabilité et accessibilité économique. Une solution technologique abordable, mais suffisamment performante pour répondre à ces exigences, est donc essentielle pour garantir la viabilité du projet à grande échelle.

Historiquement, ce type de système d'observation repose sur des dispositifs comme le marégraphe de Marseille , mis en service à la fin du XIXe siècle (début des années 1880). Toujours actif, ce marégraphe à flotteur est devenu la référence de l'altitude zéro en France (niveau de référence) et illustre la longévité des technologies mécaniques de mesure.

Aujourd’hui, face à la diversité des environnements et à la nécessité de disposer de données fiables, continues et peu coûteuses à maintenir, les capteurs électroniques comme par exemple des capteurs radar sans contact s’imposent comme une solution moderne de référence.

Contrairement aux capteurs immergés (comme les capteurs piézométriques), les capteurs radar sans contact mesurent le niveau de l’eau depuis une position surélevée, sans aucun contact direct avec la mer. Cette technologie offre de nombreux avantages dans des environnements marins parfois extrêmes :

1. Insensibilité aux conditions environnementales

Le capteur radar fonctionne de manière totalement indépendante de :

• la température de l’air ou de l’eau,
• la pression atmosphérique,
• les précipitations (pluie, neige),
• le brouillard, les embruns,
• les rafales de vent,
• ou encore les variations de salinité.

Cela garantit une mesure stable et précise en toutes circonstances, 24h/24, sans nécessiter de recalibrage fréquent ou de compensation liée aux conditions ambiantes.

2. Aucun risque d’encrassement ou de détérioration

Étant installés hors de l’eau, les capteurs radar :

• n’accumulent pas d’algues ni de moules,
• ne risquent pas de s’envaser ou de subir une obstruction progressive,
• sont à l’abri des courants violents et des objets flottants,
• ne craignent pas les tempêtes à condition d'avoir prévu un supportage robuste.

Cette absence de contact physique avec le milieu mesuré se traduit par une forte réduction des besoins de maintenance, et donc par une meilleure disponibilité des données à long terme.

3. Installation simple et sécurisée

Installés sur des ponts, quais, digues ou pylônes, les capteurs radar sans contact :

• ne nécessitent aucune intervention sous-marine,
• peuvent être facilement inspectés ou remplacés sans équipement de plongée,
• offrent une grande flexibilité d’installation dans des zones difficiles d’accès ou exposées.

4. Technologie fiable et éprouvée

Les capteurs radar modernes, fonctionnent sur la base d'une technologie radar à haute fréquence (80 GHz), garantissant :

• une excellente résolution de mesure,
• une portée adaptée aux grandes variations de marée,
• et une transmission de données en temps réel vers des systèmes de supervision ou des plateformes web.

Le VEGAPULS C 23 apporte une solution à la fois techniquement performante, simple à déployer et rentable pour répondre aux exigences spécifiques de l’application indonésienne — un environnement marin exigeant, des sites isolés, un grand nombre de capteurs à installer

Ce capteur radar de niveau compact, monté sur câble, présente de nombreux avantages pour les installations en milieu côtier et insulaire. Grâce à son design léger et peu encombrant, il peut être monté facilement sur presque toutes les structures existantes : pontons, jetées, digues ou mâts. Son poids plume permet à une seule personne de l’installer sans équipement spécialisé, ce qui simplifie considérablement la logistique dans des zones parfois difficiles d’accès.

Au cœur du VEGAPULS C 23 se trouve un microprocesseur radar développé spécifiquement par VEGA, qui combine :

• une extrême compacité, facilitant l’intégration même dans les espaces restreints,
• une très faible consommation d’énergie, idéale pour les sites alimentés par panneaux solaires ou systèmes autonomes.

Le capteur utilise la technologie radar 80 GHz sans contact, qui garantit une mesure fiable sans aucune pièce en immersion. Cette approche élimine tout risque d’encrassement par des algues, des moules ou des sédiments, et supprime les besoins de maintenance liés aux capteurs immergés. L’excellente focalisation du faisceau radar permet d’ignorer efficacement les perturbations dues à la pluie, aux embruns ou à l’environnement proche.

Avec une portée de mesure allant jusqu’à 30 mètres, le VEGAPULS C 23 offre une précision remarquable de ±2 millimètres, répondant ainsi aux exigences d'intervalle de confiance nécessaire pour la surveillance du niveau de la mer.

Les capteurs radar installés en bord de mer sont soumis à des exigences particulières. Ils ne doivent pas se laisser influencer par les vents violents. Leur support doit résister aux vibrations permanentes et à l'air marin salé. Toutes ces qualités sont réunies dans le VEGAPULS C 23 . L'ensemble de la série possède l'indice de protection IP 66/IP 68. De plus, le capteur radar compact se distingue par sa grande flexibilité dans la saisie des données de sortie telles que

• 3 fils
• SDI-12
• Modbus
• 4…20 mA/HART

Depuis novembre 2022, 80 capteurs radar VEGAPULS C23 sans contact de chez VEGA ont été installés sur 40 points de mesure stratégiques. Chaque site est équipé de deux capteurs afin de garantir une redondance des données : les mesures issues des deux appareils sont constamment comparées et croisées, ce qui permet de détecter d’éventuelles anomalies et d'assurer une validation mutuelle des résultats. Cette configuration offre une fiabilité accrue, essentielle pour des applications critiques comme la prévision des marées, la gestion des risques côtiers, ou encore les systèmes d’alerte aux tsunamis.

Le  VEGAPULS C 23 est ainsi idéal pour remplir sa mission sur les îles paradisiaques de l'Indonésie, où il fournit des chiffres fiables qui apportent des informations importantes à la population.