Cartographie du Grand Canal : bathymétrie multifaisceaux avec le l'écho-sondeur HN-400M et l’USV Apache 6

Le Grand Canal Jing-Hang est l’une des voies navigables intérieures les plus fréquentées de Chine et un corridor stratégique reliant le nord et le sud du pays. Dans le cadre du développement des cartes électroniques de navigation intérieure et des programmes de voies navigables intelligentes, la mesure précise du relief sous-marin devient une exigence essentielle pour la sécurité de navigation, la gestion des chenaux et les travaux d’ingénierie hydraulique.

Pour répondre à ces besoins, CHC Navigation a déployé le sondeur multifaisceaux bi-fréquence HN-400M sur un navire de surface sans pilote Apache 6 afin de réaliser le levé bathymétrique des tronçons du Grand Canal reliant Huai’an à Lianshui et Yangzhou à Gaoyou. Cette solution intégrée a permis de collecter des données bathymétriques haute densité, fiables et conformes aux exigences des programmes de cartographie numérique des voies navigables.

Les limites des levés traditionnels sur le Grand Canal

Les levés traditionnels sur le Grand Canal reposent souvent sur des navires avec équipage équipés de sondeurs monofaisceaux. Dans les conditions réelles du canal, cette approche présente plusieurs limites opérationnelles. Dans les chenaux à fort trafic, les équipages doivent coordonner en permanence la priorité de passage avec les navires de marchandises, ce qui ralentit les opérations et interrompt la continuité des lignes de levé. Lorsque les points de mise à l’eau sont limités, le matériel doit parfois être transporté manuellement, ce qui augmente la charge logistique.

Les eaux troubles et riches en sédiments ajoutent une difficulté supplémentaire : les sondeurs monofaisceaux peuvent produire des erreurs importantes de profondeur et, dans certains cas, ne pas détecter correctement le fond. Cinq contraintes opérationnelles reviennent régulièrement sur les sections du canal étudiées :

• Eaux peu profondes : les navires de levé avec équipage risquent de s’échouer le long des berges et dans les zones de hauts-fonds.

• Trafic maritime intense : la coordination des priorités de passage avec les navires commerciaux ralentit les travaux et perturbe la continuité des lignes de levé.

• Eaux troubles : les eaux riches en sédiments réduisent la pénétration du faisceau unique et dégradent la précision des résultats.

• Végétation flottante : les algues à la dérive peuvent bloquer les hélices des navires et entraîner des temps d’arrêt.

• Berges escarpées et géométrie complexe : les pentes sous-marines rendent la navigation à proximité des berges plus difficile et moins sûre pour les navires avec équipage.

Système multifaisceaux HN-400M sur l'USV Apache 6 : déploiement sur le Grand Canal

Pour les tronçons Huai’an-Lianshui et Yangzhou-Gaoyou, l’équipe CHC Navigation a choisi une solution combinant l'USV Apache 6 et le sondeur multifaisceaux HN-400M. Cette configuration tire parti des atouts complémentaires des deux plateformes pour répondre aux contraintes spécifiques des levés sur le Grand Canal.

L’USV CHCNAV Apache 6 se distingue par son faible tirant d’eau et son format compact, ce qui le rend particulièrement adapté aux opérations en eaux peu profondes. Il prend en charge les batteries remplaçables à chaud, offre une autonomie de plus de six heures par charge à une vitesse de croisière standard d’environ 2 m/s, et peut fonctionner de nuit afin d’éviter les pics de trafic commercial. Les opérateurs peuvent piloter le levé depuis la berge, sans coordination de priorité de passage avec les autres navires. Associé au CHCNAV HN-400M, un sondeur multifaisceaux compact et léger, l’ensemble du système peut être mis en place et exploité par une équipe de deux personnes. Cette approche réduit considérablement les coûts de main-d’œuvre et d’exploitation par rapport aux levés réalisés à bord de navires avec équipage.

Le HN-400M est adapté aux conditions du Grand Canal grâce à quatre caractéristiques techniques majeures : un fonctionnement bi-fréquence commutable entre 400 kHz et 550 kHz, une largeur de fauchée de 145°, équivalente à environ six fois la profondeur d’eau, une IMU intégrée de 0,03° pour la compensation des mouvements, et un poids de seulement 3,5 kg, permettant une installation sur un USV compact sans équipement de levage spécialisé. L’Apache 6 maintient une précision de trajectoire supérieure à 0,2 m, tandis que les produits de données générés par la combinaison Apache 6 + HN-400M répondent aux exigences de la norme IHO-S-44, référence internationale pour la précision bathymétrique en eaux peu profondes.

Constatations sur le terrain concernant les deux tronçons étudiés

Les deux tronçons du canal présentaient différentes combinaisons des contraintes opérationnelles identifiées : eaux peu profondes, trafic intense, eaux troubles, végétation flottante, berges escarpées et géométrie sous-marine complexe.

Dans les zones présentant de la végétation flottante et des pentes sous-marines abruptes, la couverture dense et complète du HN-400M a permis une reconstruction haute fidélité du fond du canal. La résolution obtenue a permis d’identifier clairement les traces laissées par les dragues suceuses à trémie opérant dans le chenal.

Sur le tronçon Yangzhou-Gaoyou, le levé a détecté ce qui semblait être un véhicule de type SUV immergé sur le lit du canal. Cet obstacle représentait un risque important pour la sécurité de la navigation et aurait pu ne pas être détecté par un levé conventionnel à faisceau unique. L’information a été transmise à l’autorité responsable des voies navigables afin de permettre les travaux de dégagement nécessaires.

Résultats du levé bathymétrique et utilisation ultérieure

Les livrables du projet du Grand Canal comprenaient un modèle numérique de terrain (MNT) haute précision, une série de cartes bathymétriques et un rapport technique de projet. Le levé a permis d’obtenir une densité de données élevée, de l’ordre de 5 000 points par mètre carré, avec un espacement des points inférieur à 0,03 m, dépassant largement les exigences du cahier des charges. Le produit de données combiné de l’Apache 6 et du HN-400M répond à la norme IHO-S-44 relative à la précision bathymétrique en eaux peu profondes, niveau requis pour la compilation de cartes de navigation intérieure de haute qualité.

L’autorité chargée de la gestion des voies navigables a utilisé les résultats du levé pour trois objectifs immédiats : l’analyse haute précision du relief sous-marin, l’élaboration de profils transversaux des chenaux et l’évaluation de l’impact sur la navigation par rapport aux fichiers de paramètres de conception pour les futurs segments de construction. Ces données contribuent désormais à la carte électronique nationale de navigation intérieure ainsi qu’au programme de gestion intelligente des voies navigables pour le corridor du Grand Canal.

Sondeurs multifaisceaux, navires de surface sans pilote et données bathymétriques : une analyse contextuelle

Principes du sonar multifaisceaux. Un échosondeur monofaisceau émet une impulsion acoustique verticale et fournit une seule valeur de profondeur. Un système multifaisceaux émet un éventail de faisceaux sous le navire et génère une profondeur pour chaque faisceau. Il produit ainsi des centaines, voire des milliers de sondages par impulsion. Cette capacité permet de cartographier intégralement les fonds sous-marins à l’échelle d’un canal, avec la densité de données requise par les programmes modernes de cartographie des voies navigables intérieures.

Le rôle des navires de surface sans pilote. Les USV à faible tirant d’eau permettent d’accéder à des zones que les navires avec équipage ne peuvent pas atteindre en toute sécurité : bancs de sable, zones végétalisées, berges escarpées et tronçons soumis à un trafic commercial continu. Lors de la mission sur le Grand Canal, l’Apache 6 a transporté le HN-400M avec une marge opérationnelle suffisante, a réalisé des lignes de levé continues sans coordination des priorités de passage, et a été déployé puis exploité par une équipe de deux personnes. Ce type de plateforme transforme l’efficacité économique des levés sur voies navigables intérieures.

Données bathymétriques pour les cartes de navigation numériques et les voies navigables intelligentes. Le résultat final d’un levé n’est pas uniquement la campagne de mesure elle-même, mais la couche de données qu’elle alimente. Une bathymétrie haute densité et haute précision constitue une base essentielle pour les cartes électroniques de navigation, les plans de dragage destinés à l’entretien des chenaux et les plateformes de gestion intelligente du trafic fluvial. À mesure que davantage de tronçons adoptent des levés multifaisceaux par USV, le cycle de mise à jour de ces systèmes peut être accéléré et les cartes restent plus proches des conditions réelles du terrain.

HN-400M pour le levé bathymétrique des voies navigables intérieures

Le HN-400M s’intègre à la gamme de solutions CHCNAV dédiée aux les levés maritimes et hydrographiques, aux côtés des produits ADCP de mesure du débit tels que le RS3600D et des sondeurs monofaisceaux comme le D60. Pour les porjets de cartographie de la navigation intérieure, les opérations de dragage des ports et chenaux, les levés de lacs et de réservoirs, la surveillance des cours d’eau et l’inspection sous-marine, le HN-400M constitue la solution multifaisceaux bi-fréquence de la gamme CHCNAV.

Perspectives d'avenir

CHC Navigation continue d’investir dans les technologies de levés maritimes et hydrographiques afin de fournir des solutions précises, efficaces et adaptées aux projets liés aux ressources en eau et à l’ingénierie des voies navigables. Le déploiement réalisé sur le Grand Canal illustre la capacité des solutions USV + sondeur multifaisceaux à produire des données bathymétriques fiables, même dans des environnements intérieurs complexes.

En combinant plateformes sans équipage, capteurs multifaisceaux compacts et flux de travail numériques, CHC Navigation contribue au développement de voies navigables plus sûres, plus intelligentes et mieux documentées.

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À propos de CHC Navigation

CHC Navigation (CHCNAV) développe des solutions avancées de cartographie, de navigation et de positionnement conçues pour améliorer la productivité et l'efficacité. Au service de secteurs tels que le géospatial, l'agriculture, le contrôle des machines et l'autonomie, CHCNAV propose des technologies innovantes qui donnent les moyens d'agir aux professionnels et favorisent le progrès du secteur. Avec une présence mondiale couvrant plus de 140 pays et une équipe de plus de 2 200 professionnels, CHC Navigation est reconnue comme un leader dans le secteur géospatial et au-delà. Pour plus d'informations sur CHC Navigation [300627.SZ], veuillez consulter le site : https://geospatial.chcnav.com/about/overview