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PROLIPHYC
Système opérationnel pour la surveillance et l’alerte en temps réel des PROLIférations PHYtoplanctoniques - application aux Cyanobactéries

Objectifs

Le projet PROLIPHYC vise au développement, à la validation et à la pré-industrialisation d’un système de surveillance (dynamique et activité) du compartiment phytoplanctonique et notamment des cyanobactéries toxiques dans les écosystèmes aquatiques continentaux.
L’application sur la Directive Cadre sur l’Eau et l’obligation de surveillance des proliférations de cyanobactéries dans les plans d’eau utilisés pour les activités récréatives ou la production d’eau potable entraînent une forte demande pour des systèmes d’évaluation et de suivi de la qualité de l’eau.
Le projet comprend la mise au point opérationnelle des éléments du système : conception et fabrication d’une bouée de mesure adaptée aux eaux continentales avec télétransmission des données, automatisation de l’intégration des données dans la modélisation prédictive, développement de procédures d’alerte (GPRS, email …), validation du système sur 3 sites représentatifs de la diversité de nombreux plans d’eau européens.
Ce système couplé de suivi des plans d’eau et d’exploitation des données au travers d’indicateurs et d’un modèle prédictif de la croissance algale, fournira tout d’abord aux gestionnaires de nouveaux outils plus fiables et plus complets. Ce système constitue aussi un outil de recherche de premier ordre pour mieux comprendre, à des échelles temporelles fines, la dynamique des populations phytoplanctoniques dans les écosystèmes aquatiques.




Essai en bassin de 20 m

La station de mesures

La station de mesure PROLIPHYC est composée d’une bouée autonome profileuse à treuil mesurant à intervalles de temps réguliers (15 min) des paramètres météorologiques de surface (pression atmosphérique, force et direction du vent, température et humidité de l’air, irradiance solaire), et 5 paramètres immergés sur une gamme de profondeurs entre 1 et 20 mètres (conductivité, température, pression, oxygène, chlorophylle).
La bouée est équipée d’un ensemble énergie (panneau solaire, régulateur de charge et batterie), d’un automate pour la gestion de l’ensemble, l’enregistrement des mesures et la transmission des données par GPRS (envoi d’emails), d’un panier de capteurs et d’un système de protection anti fouling.



Schéma de mouillage d’une bouée Grand Lac

Description technique

Le panier de capteurs pour la mesure des paramètres de qualité de l’eau est constitué :

  • d’une sonde CTD NKE MPX : conductivité (0-2 mS/cm), température (0 - +30°C), pression (0-20 m).
  • d’une optode Aanderaa 3835 (0-600 µmol/l) mesurant l’oxygène dissous.
  • d’un fluorimètre multi-longueur d’onde BBE fluoroprobe 100 (450, 525, 570, 590 et 610 nm) mesurant la chlorophylle-a (0-200 µgChlA/l) et sa répartition pour différentes classes phytoplanctoniques.

Originalités du développement

  • Les contraintes de transport, d’autonomie, de période d’entretien supérieure à 3 mois ont nécessité de développer des systèmes novateurs sur le marché de l’instrumentation.
  • Pour protéger les capteurs immergés des salissures, en eau douce, un système de chloration innovant a été imaginé et mis au point.
  • Un panier instrumenté profileur est à la base du principe de mesures retenu. Il a nécessité le développement d’un treuil basse consommation.
  • L’ensemble des équipements électroniques est conçu avec la contrainte forte de faible consommation pour permettre une alimentation autonome par panneau solaire et batteries rechargeables.

 

Implication de la DT-INSU Brest

  • Conception et réalisation de la bouée prototype monoprofondeur sans transmission GPRS (mécanique, électronique, interfaces, programmation embarquée) pour la validation du principe de mesure.
  • Conception des mouillages et participation à la mise en œuvre sur site naturel.
  • Suivi de l’industriel (cahier des charges, choix technologiques).

Implication de NKE

  • Conception mécanique de la bouée (plans, définition du treuil, définition de l’amortisseur de houle, panier instrumenté). Carte automate et logiciel embarqué. Définition et expérimentation du système de chloration.
  • Fabrication et fourniture des bouées (type PL: petit plan d’eau, flotteur de 200 l; type GL: grand lac pour conditions de houle et de vent plus sévères, flotteur de 1000 l, trancanage du treuil, câble du profileur équipé d’un amortisseur de houle pour limiter les effets de pilonnement).

 


Electronique du prototype

Participations

Projet financé en 2007 à hauteur de 850 k € par l’ADEME et l’ANR (PRECODD).
Partenaires industriels : SOGREAH et NKE.
Laboratoires ou unités de recherche publique : ENPC-CEREVE (Centre d’Enseignement et de Recherche sur l’Eau , la Ville et l’Environnement), IPGP-LGE (Laboratoire de Géochimie des Eaux) Université Paris 7, INRA de Thonon les Bains, Muséum National d'Histoire Naturelle équipe "Ecosystèmes et Interactions Toxiques", Division Technique de l’Institut National des Sciences de l’Univers, CISALB (Comité Intersyndical pour l’Assainissement du Lac du Bourget).
Comité de suivi : Agences de l’Eau Loire Bretagne, Rhône Méditerranée & Corse, Seine Normandie, l’ONEMA, EDF et VEOLIA.

Gestion des sites

  • Lac de Grangent : responsable de site : INRA, maintenance : INRA, Muséum, EDF, NKE
  • Lac du Bourget : responsable de site : LGE, maintenance : CISALB, LGE, DT-INSU
  • Lac d’Enghien : responsable de site : Muséum, maintenance : Muséum, LGE, NKE

 

Développements technologiques

CNRS – INSU-DT Michel Calzas
Christine Drezen
Christophe Guillerm
Bâtiment IPEV, BP 74, 29280 Plouzané
NKE INSTRUMENTATION Michel Jouannic, Olivier Guillerme, Benoît Jugeau,
Christophe Schaeffer, Yves Degrés
rue Gutenberg, ZI Kerandré, 56700 Hennebont
tél.: (+33) 2 97 36 10 12

Autres images

Mouillage des bouées PROLIPHYC dans 3 lacs français

Site internet

http://proliphyc.h2o.net

 

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