FOCUS Technique : le traçage sédimentaire par RFID

Définition

De nombreuses techniques de traçage de particules ont été développées pour étudier le transport sédimentaire :

•   Marquage de placettes à la peinture
•   Injection de galets entièrement peints
•   Introduction d’aimants
•   Marquage aux radio-émetteurs
•   Marquage à l’aide de transpondeurs actifs ou passifs (RFID)

Les transpondeurs passifs sont utilisés depuis plus de 20 ans dans le cadre de recherche en biologie pour l’étude des populations animales et notamment pour caractériser les déplacements des poissons. Leur utilisation comme traceurs de sédiments est plus récente. Les premières expérimentations en France ont débuté à partir de 2005. Cette technique, en raison de ses nombreux avantages, s’est rapidement montrée beaucoup plus performante que les autres pour plusieurs raisons : coût peu onéreux, taux de retours élevé dans les études piscicoles (80 à 90% sur des cours d’eau d’environ 10 mètres de large), identification individuelle, détection possible des particules enfouies, résistance aux chocs et à l’eau, grande longévité permettant des suivis à long terme.

Cette technologie était donc tout appropriée pour répondre aux objectifs de la présente étude concernant la dynamique sédimentaire au droit du barrage de Sous-Roche.

Principe

Cette technique fonctionne donc en parallèle de l’utilisation d’un dispositif RFID, qu’il soit fixé sur le fond de la rivière, mais surtout lorsqu’il est utilisé de manière mobile lorsqu’un opérateur recherche activement une particule en remontant le cours de la rivière.

Les particules à suivre doivent être choisies pour être représentatives de la charge sédimentaire locale. La forme, le type et la répartition en taille sont autant de critères à considérer pour orienter le choix final.

Par exemple, lors de l’étude du transit sédimentaire sur la Valserine (affluent jurassien du Rhône), ont été sélectionnés des galets calcaires de formes ovoïdes du fait de leur dominance dans la rivière. Les taille des particules oscillées alors entre 29 et 161 mm de manière à pouvoir insérer un transpondeur de 23 mm, adapté à ce type de suivi.

Dans la pratique, les particules marquées doivent être préalablement prélevées sur le secteur d’étude et le marquage se déroule généralement en atelier. Chaque particule peut être pesée et mais doit surtout être mesurée au niveau des 3 axes a, b et c (protocole de Wolman). Un trou doit être réalisé au centre de la particule, le transpondeur y sera inséré, puis le trou rebouché à l’aide d’une colle mortier époxy.

Illustration des axes de mesure selon le protocole de Wolman et des étapes du marquage de particules.

Après le relargage des particules dans le milieu (de manière dispersée sur différentes stations d’étude), des prospections RFID mobiles sont ensuite réalisées pour retrouver ces particules et déterminer leur mouvement, notamment après des crues morphogènes.

Exemple de localisation des tags de part et d’autre d’un barrage en fonction de leur provenance.

Références

Wolman, M. G. A method of sampling coarse river‐bed material. EOS, Transactions American Geophysical Union 35, 951–956 (1954).

Domaines d’applications en milieux aquatiques :

• Dynamique sédimentaire et approches géomorphologiques,
• Expertise de la continuité écologique au droit de barrage ou autres barrières physiques

Ce que nous proposons :

SCIMABIO Interface a réalisé plusieurs études à l’aide de cette technique et propose ses compétences pour :

• Réflexion sur la stratégie de suivi (nombre, forme et type de particules),
• Récupération et équipement des particules en atelier
• Suivi RFID et analyses statistiques
• Expertise sédimentaire et de la continuité

Exemples de réalisations :

• Etude de la dynamique sédimentaire au droit du barrage de Sous-Roche sur la Valserine (2018)
• Etude de la dynamique sédimentaire sur la rivière d’Ain (2023 – en cours)
• Etude de la dynamique sédimentaire sur un tronçon renaturé du Guiers mort (2022-en cours)
• Suivi des impacts des nouvelles manœuvres de dégravement du barrage de Sous-Roche sur le transit sédimentaire de la Valserine – 2023/2024