Using green, infrared and Raman LiDAR signals for very shallow water bathymetry | Utilisation des retours d'ondes LiDAR vert, infrarouge et Raman pour la bathymétrie des eaux de très faibles profondeurs

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Francés. Suite à une prise de conscience générale, la directive cadre européenne sur l'eau de 2001 prévoit que chaque pays membre de l'union restaure un bon état écologique des ses masses d'eau en 2015. Dans ce contexte, de nombreuses études cherchent à expliquer l'impact des activités humaines, telles l'aménagement du territoire ou l'installation d'ouvrages hydroélectriques, sur les changements morphologiques et écologiques des rivières. Pour étudier ces impacts il est nécessaire de connaître la morphologie et géométrie en 3D de la rivière. Parmi les techniques permettant de les obtenir, le LiDAR bathymétrique apparaît comme prometteur par sa capacité à sonder l'environnement de façon rapide et avec une forte résolution spatiale. De plus, il peut opérer dans des contextes ou les autres techniques sont peu mobilisables comme dans le cas de zones non navigables. Cependant, les performances de cette technique n'ont pas encore été démontrées sur les fleuves et les rivières. Le LiDAR bathymétrique fonctionne sur le principe d'émission et de réception d'un faisceau laser vert (532nm) en direction de la rivière depuis un avion couplé à un DGPS et une centrale inertielle. Sur des eaux peu turbides, le laser se réfléchit dans un premier temps sur la surface puis traverse la colonne d'eau pour se réfléchir sur le fond. En mesurant la différence temporelle entre l'émission et la réception des signaux, on déduit la position de géographique de la surface et du fond de l'eau. Certains systèmes, tel le SHOALS 1000T utilisé pour cette étude, fonctionnent avec un second laser proche-infrarouge (PIR, 1064nm) qui permet également de localiser la position de la surface. Le SHOALS 1000T enregistre aussi le signal Raman (647nm) rétro-diffusé, qui apporte quant à lui des informations sur la colonne d'eau. L'utilisation conjointe de ces deux signaux permet de recouper l'information fournie par le laser vert. L'objectif est ici d'étudier la performance du LiDAR bathymétrique pour reconstituer la topographie du fond pour des zones de très faibles profondeurs d'eau (