Dans le cadre du projet ANR MESURE (2017-2020) financé par la DGA, la technologie ACVP (Acoustic Concentration & Velocity Profiler) a fait l’objet d’un renouvellement de l’électronique interne du système (émetteur de trains d’ondes pulsé, générateur de signaux de synchronisation, amplificateurs à gain variable et démodulateurs synchrones) dans le but d’élargir la bande passante du profileur à une gamme de fréquences acoustiques allant de 500KHz à 5MHz. Cette électronique innovante a permis d’améliorer la mesure de concentration en particules solides dans les écoulements sédimentaires denses associés au transport par charriage sous les vagues non-linéaires en zone littorale affectée par le déferlement bathymétrique (Fromant et al., 2019]). Plus récemment, l’amélioration des performances de mesure ACVP a été possible grâce une nouvelle approche numérique de simulation lagrangienne des processus de diffusion ultrasonore agissant au sein des volumes de mesure d’un système ACVP (Fromant et al. 2024, voir Figure montrant la position du barycentre de pression diffusée dans un volume de mesure ACVP). Les incertitudes de mesure de vitesse Doppler, de concentration en sédiments et de flux sédimentaires ont ainsi pu être évaluées sur une large gamme de fréquences ultrasonores et de paramètres de configurations géométrique et électronique des systèmes ACVP. Au cours de l’ANR MESURE (2017-2020), la maturation technologique de cette instrumentation a atteint un niveau TRL7 aboutissant à son industrialisation et commercialisation par la société UBERTONE sous le nom UB-Lab 3C en juin 2020. Une nouvelle ANR intitulée 2F-SEDEXP menée par le LEGI (D. Hurther, coordinateur) et co-financée par l’agence nationale de recherche suisse (SNF), a démarré fin 2024 pour une durée de 4 ans. Elle associe 3 partenaires académiques (LEGI, EPFL et LISIC) dans le développement d’une nouvelle méthode de mesure diphasique à turbulence résolue basée sur l’instrumentation ACVP du LEGI, ainsi que de nouvelles expériences de transport sédimentaire en écoulements intenses à haut nombres de Reynolds et de Shields. Enfin, en collaboration avec P. D. Thorne de l’Université de Liverpool (Royaume Uni), nous avons étudié théoriquement dans Thorne et al. (2021) les performances d’une mesure hydroacoustique de taille et de concentration, basée sur la diffusion particulaire d’une mixture sablo-vaseuse. Cette situation est fréquemment rencontrée en milieu estuarien et fluvial ce qui engendre souvent des erreurs d’estimation importantes. Cette étude montre la pertinence de la méthode d’inversion hydroacoustique quand les bonnes propriétés de diffusion ultrasonore de la mixture sablo-vaseuse sont utilisées.
Références
Fromant, G., Hurther, D., Van Der Zanden, J., Van Der A, D. A., Caceres, I., O’Donoghue, T., et al. (2019). Wave Boundary Layer Hydrodynamics and Sheet Flow Properties under Large-Scale Plunging-Type Breaking Waves. Journal of Geophysical Research : Oceans, 124(1),75-98. <10.1029/2018JC014406>
Fromant, G, Thorne, P. D., & Hurther, D. (2024). An examination of point-particle Lagrangian simulations for assessing time-resolved hydroacoustic particle flux measurements in sediment-laden flows. J. Acoust. Soc. Am. 155 (4), <10.1121/10.0025766>
Thorne, P., Lichtman, I., & Hurther, D. (2021). Acoustic scattering characteristics and inversions for suspended concentration and particle size above mixed sand and mud beds. Continental Shelf Research, 214, <10.1016/j.csr.2020.104320>