Dans le cadre des activités de Calibration/Validation des données altimétriques pour le CNES (Centre National d’Etudes Spatiales) et en prévision du lancement de la mission SWOT (Surface Water Ocean Topography), de nouveaux systèmes de mesures sont actuellement en développement afin de répondre aux contraintes liées à un système de Cal/Val des mesures hydrologiques. En effet, le satellite SWOT permettra de mesurer instantanément la hauteur de la surface d’objets hydrologiques dans une fauchée de 120 km de large. Si actuellement, aucun système de mesure in-situ n’est capable de réaliser ce type de mesure sur une telle surface, une solution embarquée sur drone peut y répondre.

Dans le cadre de cette expérimentation, l’altimètre léger HyDrones #MK1.1 a été utilisé pour mesurer la hauteur de la surface de la Garonne dans un référentiel absolu. Les mesures acquises par cet instrument sont comparées aux mesures Jason-3 lors de son passage sur la zone. De plus, au cours de cette expérimentation, des mesures GPS de la surface de l’eau ont été réalisées par le LEGOS (Laboratoire d’Etudes en Géophysique et Océanographie Spatiales). Ainsi l’intercomparaison de ces 3 types de mesures (HyDrones / GPS / Jason-3) va permettre de qualifier et caractériser les performances de chacun des systèmes, en particulier de l’altimètre léger HyDrones #MK1.1.

Zone de déploiement

Les figures ci-dessous présentent le contexte de déploiement des survols HyDrones à proximité de Marmande (en rouge : transects, en jaune : linéaires) ainsi que les passages du satellite Jason-3 sur la zone d’étude pour les cycles 54, 56, 58 et 61.


Traitement des mesures

Comparaisons HyDrones / GPS

On dispose de 7 points de comparaison entre les mesures de la hauteur de la Garonne réalisées par le LEGOS et par HyDrones, 4 sur le site de Caumont-sur-Garonne et 3 sur le site du Mas d’Agenais. Le diagramme de dispersion des hauteurs d’eau de la figure ci-dessous synthétise ces résultats. Pour les mesures HyDrones, c’est la médiane de l’ensemble des mesures d’un vol qui est représentée. Pour les données GPS du LEGOS, c’est la hauteur d’eau moyenne acquise sur la journée qui est utilisée.


Pour cette première série de résultats, la moyenne des écarts est de 0.41m, avec un écart-type de 0.45m.
En moyenne, les mesures HyDrones voient donc un niveau de la Garonne supérieur à celui observé par les données GPS, avec cependant une dispersion importante. En valeur absolue, les écarts s’échelonnent de 10cm à 40cm.


Comparaisons HyDrones / GPS / Jason-3

L’objectif de cette expérimentation étant d’évaluer les dispositifs de mesures in-situ pour la Cal/Val Jason-3, on réalise ici la comparaison aux hauteurs d’eau mesurées par le satellite. La figure ci-dessous représente l’ensemble de ces résultats. Les hauteurs y sont matérialisées en fonction de la longitude, le Mas d’Agenais se situant donc à droite de la figure.

Les trois systèmes de mesures semblent donc voir des variations cohérentes de la hauteur d’eau le long de la Garonne. Pour les mesures GPS, la différence moyenne avec Jason-3 est de 0.22m, avec un écart type de 0.37m. Concernant les mesures HyDrones, la différence moyenne avec Jason-3 est de 0.28m, avec un écart-type important de 0.50m.
On peut également généraliser le résultat du paragraphe précédent : en moyenne HyDrones observe un niveau d’eau légèrement supérieur à Jason-3, quand les données GPS sont, elles, légèrement inférieures.