Incertitude des mesures de débit réalisées a l'ADCP

Flow rate measurement uncertainty Relating to ADCP gauging

¹ Compagnie Nationale du Rhône 4 rue de Chalon sur Saône, 69 007 Lyon; Tél : +33 (0)4 78 61 60 00, Fax : +33 (0)4 78 58 69 38
² Cetiat - Etudes & Développement - Division Métrologie Domaine Scientifique de la Doua - 25 avenue des Arts BP 2042 - 69603 Villeurbanne Cedex; Tél : +33 (0)4 72 44 49 90, Fax : +33 (0)4 72 44 49 49

Auteurs de correspondance : a.olivier@cnr.tm.fr g.pierrefeu@cnr.tm.fr m.scotti@cnr.tm.fr bertrand.blanquart@cetiat.fr

Résumé

Les opérations de jaugeage sont la base de l'établissement d'une relation entre la hauteur et le débit d'un cours d'eau. Cette dernière permet ensuite de calculer le débit au droit d'une station hydrométrique à partir d'une hauteur d'eau enregistrée à cette même station. La détermination du débit est un mesurage complexe car les paramètres mesurés (section, vitesse) peuvent évoluer au cours du mesurage, notamment si l'écoulement est transitoire. La nécessité de connaître, avec une incertitude toujours plus faible les valeurs de débit mesurées a conduit la Compagnie Nationale du Rhône (CNR), assistée du laboratoire de métrologie du CETIAT, à mener une étude approfondie sur l'incertitude de mesure de débit pour les deux principales méthodes qu'elle utilise : le moulinet et l'ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler qui permet la mesure de la vitesse de l'eau basée sur l'effet Doppler). Dans un premier temps, il sera rappelé les conclusions sur l'utilisation des normes NF EN ISO 748 et NF ENV 13005 pour estimer l'incertitude de mesure d'un débit issu d'un jaugeage au moulinet. Puis, dans un second temps, l'incertitude d'un débit issu d'un jaugeage à l'ADCP sera estimée à partir d'une étude comparative entre l'ADCP et le moulinet, analyse basée sur les normes NF ISO 5725-1 à 6 et NF ENV 13005. De cette étude, la CNR retient pour ses applications propres une incertitude de mesure réaliste de ± 5 % pour les jaugeages à l'ADCP.

Abstract

Gauging operations serve as the basis for establishing a relation between height and flow rate. This relation then permits calculating the flow rate on the basis of water height recorded at a hydrometric station. Determining flow rate entails a complex measurement process since the parameters measured (section, velocity) can change during measurement, especially in the case of a transient flow. The need to know the values of the flow rates measured with ever less uncertainty led the Compagnie Nationale du Rhône (CNR), with the help of CETIAT metrology laboratory, to carry out an in-depth study on the uncertainty in flow rates measured by the two main methods it applies, i.e. current meter and ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler : water velocity measurement based on the Doppler effect). At first, conclusions of using standards NF EN ISO 748 and NF ENV 13005 are presented to estimate the uncertainty in a flow rate measurement made by a current meter. Then the uncertainty in a flow rate measured by ADCP is estimated in a comparative study between ADCP and the current meter. This analysis is based on standards NF ISO 5725-1 to 6 and NF ENV 13005. This study has led CNR to choose, for its own application a realistic uncertainty of ± 5 % for ADCP gauging.