Présentation
FICHE TECHNIQUE
Matériel
Cas d'application

CamFlow est le capteur de TENEVIA conçu pour la mesure des vitesses de surface et le calcul du débit.

CAMFLOW EN BREF

Caméra intelligente sans contact avec l’eau, le capteur CamFlow peut être utilisé pour la mesure en rivière, en canal et en réseau d’assainissement. TENEVIA CamFlow® permet, à partir d’une caméra fixe, de mesurer les vitesses de surface et de calculer le débit d’un écoulement en surface libre. La mesure de hauteur utilisée pour le calcul de débit est obtenue par analyse d’images (CamLevel)  ou un autre capteur installé sur site (radar, bulle à bulle…).

Connecté à un système de transmission adapté, CamFlow permet la mesure en temps réel de différentes variables hydrométriques.

Les + de CamFlow

Capteur non intrusif

Outil de mesure sans contact, CamFlow s’installe à distance d’un écoulement ou d’un plan d’eau. Non immergé, ce système est donc à l’abri des débris flottants. L’adaptabilité du capteur au site permet son installation depuis une berge ou un pont. La caméra CamFlow profite de nombreux accessoires et supports de l’industrie de la vidéo-surveillance, facilitant ainsi sa fixation sur un mât, un mur, une pile de pont ou tout autre support ne risquant pas d’être immergé.

Mesures spatialisées de vitesses de surface

Fondé sur la mesure de mouvements par analyse de séquence d’images, CamFlow réalise des mesures spatialisées de vitesses de surface. CamFlow permet de connaître l’intégralité du profil transversal de vitesses de surface.

 

Calcul du débit sans étalonnage

Le calcul de débit ne nécessite pas d’étalonnage par des mesures préalables sur l’écoulement (exemple: jaugeages ADCP). Il est en effet basé sur la mesure du profil transversale, information plus riche qu’une simple mesure locale. Dans le cas où des mesures préalables sont disponibles, elles peuvent être utilisées afin de préciser les hypothèses standards.

Levée de doute et contrôle visuel à distance

Le capteur CamFlow présente l’avantage de fonctionner à partir d’images. Ces images facilitent l’appréciation d’une situation hydrologique. Elles permettent également de mieux appréhender le comportement hydraulique d’une section et communiquer sur le risque d’inondation par exemple. L’utilisateur peut ainsi facilement valider la pertinence des données produites.

Fonctionnalités enrichies par nos services web

TENEVIA vous accompagne dans l’exploitation des mesures et de images grâce à son service de supervision TENEVIA OS. Basé sur des serveurs haute-disponibilité hébergés en France, ce service permet d’exploiter pleinement les avantages d’un système de surveillance :

  • stockage des images et des mesures ;
  • supervision du fonctionnement de la caméra ;
  • accès à un module avancé d’alarmes e-mail et sms ;
  • consultation temps réel et accès à un historique de données ;
  • visualisation des résultats de mesures incrustées dans les images.

Pour en savoir plus, rendez-vous dans la rubrique Services Web.

NIVEAUX DE SERVICE

EssentielAvancé
Mesure des vitesses de surface
Calcul du débit
Essentiel
Mesure des vitesses de surface
Calcul du débit
Avancé
Mesure des vitesses de surface
Calcul du débit

CamFlow en action

PRODUITS COMPLÉMENTAIRES

Découvrez ici le principe de fonctionnement de CamFlow ainsi que des conseils d’utilisation dans l’espace Foire Aux Questions (FAQ).

CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES

Principe de fonctionnement

Le fonctionnement du capteur CamFlow repose sur des algorithmes d’analyse performants permettant de détecter des vitesses de surface entre des couples d’images. L’éclairage doit être suffisant pour visualiser des mouvements à la surface de l’eau. La mesure est donc possible en journée ou la nuit en milieu urbain suffisamment éclairé.

Afin de pouvoir obtenir des mesures d’écoulement précises, ces algorithmes se basent sur la détection de mouvements de surface perceptibles à l’œil tel que des singularités à la surface de l’eau (branches, bulles, feuilles, …) ou encore le mouvement des vagues et des structures d’eau. CamFlow met ainsi en œuvre des principes similaires à la méthode LSPIV (Large-scale particle image velocimetry). 

Dispositif de prise d’images : Les séquences d’images proviennent d’une caméra de vidéo-surveillance fixe installée à proximité du site de mesure. L’illumination par projecteur infra-rouge n’est pas adaptée à la mesure de vitesses de surface mais uniquement pour le mesure des hauteurs d’eau (CamLevel). Pour obtenir des renseignements sur les caméras et le matériel de prise d’images compatible avec TENEVIA CamFlow®, rendez-vous dans la rubrique matériel.

Hauteur d’eau : Concernant l’information de hauteur d’eau, celle-ci peut être générée par CamFlow sur le même principe que CamLevel ou exploiter une mesure de hauteur issue d’un autre capteur (capteur radar, bulle à bulle, capteur à pression, sonde piézométrique, ultra-sons, …). En effet, le fonctionnement de CamFlow nécessite la connaissance de l’altitude du plan d’eau. Si la configuration du site ne permet pas la mesure de hauteur à partir de la caméra CamFlow, l’installation d’un capteur tiers ou d’une caméra CamLevel est à prévoir.

Bathymétrie :  Le profil de la section d’écoulement doit être mesuré sur site pour la configuration du dispositif.

Calcul du débit

Le calcul de débit est effectué à partir de la mesure de hauteur, de la bathymétrie et de la mesure du profil transversal de vitesses. Ce calcul est réalisé selon les standards internationaux avec la méthode de la section médiane. Cette méthode utilise notamment un coefficient de vitesse définissant le ratio entre la vitesse de surface mesurée et la vitesse moyenne sur la profondeur. Dans le cas ou des mesures complémentaire sont disponibles (e.g. jaugeages ADCP), elles peuvent être utilisées afin de préciser ces hypothèses standards. Des méthodes plus complexes de calcul de débits peuvent également être utilisées.

Principe du calcul de débit à partir de mesures de vitesses de surface (Source: OMM – LSPIV)

Installation et Configuration

Le dispositif de prise d’images est installé comme une caméra de vidéo-surveillance classique. La localisation et l’axe de visée de la caméra doivent permettre une bonne visualisation de la section au droit de laquelle les mesures seront réalisées. Il est par ailleurs préférable que les deux berges soient visibles dans l’image. L’installation doit être suffisamment haute pour que l’angle entre l’axe de visée de la caméra et le plan d’eau soit supérieur à 10-15° sur l’intégralité de la gamme de mesure souhaitée.

Afin de pouvoir fonctionner, les algorithmes d’analyse d’images de CamFlow doivent être calibrés à l’aide de données topographiques et bathymétriques sur le site où le dispositif de prise d’images est installé. Le niveau d’information demandé varie en fonction du niveau de service CamFlow  (Essentiel, Avancé) souscrit par l’utilisateur. Pour en savoir plus sur la calibration CamFlow, utilisez notre guide d’installation.

 

⇒ TENEVIA propose également des services d’assistance à la calibration et de relevés topographiques.

Niveaux de service

Le capteur CamFlow est disponible selon deux niveaux de service.

  • Essentiel : Mesure de la vitesse de surface moyenne sur la partie visible de la section d’écoulement.
  • Avancé : Mesure des vitesses de surface et calcul du débit.

 

L’ensemble des niveaux de service de CamFlow comprennent CamLevel complet OU l’intégration d’une mesure de hauteur d’eau effectuée par un autre capteur.

Précision et Gamme de mesure

Précision du capteur : La précision de CamFlow est inférieure à 5% pour les vitesses de surface et inférieure à 10% pour le débit. Celles-ci peuvent varier en fonction des caractéristiques du site. La précision en basses-eaux peut être dégradée en l’absence de mouvements de surface représentatifs de l’écoulement.

Gamme de mesure : La plage de fonctionnement de CamFlow n’est pas contrainte par les conditions d’écoulements. Le dispositif de prise de vue doit simplement être adapté au site. Les caméras Axis présentent ainsi l’avantage de pouvoir ajuster les caractéristiques de prises d’images (résolution, nombre d’images par seconde). Néanmoins, le fonctionnement de CamFlow est tributaire de la gamme de mesure de la hauteur d’eau.

 

Détection de vitesses de nuit sur cadereau

FAQ ET CONSEILS D'UTILISATION

Comment dois-je positionner et orienter la caméra ?

Plusieurs paramètres sont à prendre en compte lors de l’installation d’une caméra CamFlow :

  •  La vision des deux berges

Afin de garantir un fonctionnement optimal du système, la vision des deux berges (rive droite et rive gauche) sur l’image de la caméra est préconisée. Cependant, la caméra peut être installée selon différente configuration (face à l’écoulement sur un pont ou sur une des deux berges comme par exemples les deux images de caméra ci-après).

 

  • La présence de points de repères fixes dans l’images

Afin d’effectuer les traitements d’images, les algorithmes de CamFlow s’appuient notamment sur des points de repère fixes identifiables dans l’image de la caméra. La présence dans l’image de structures  géométriques pérennes immobiles comme une pile de pont, une échelle limnimétrique, des locaux (…) s’avère donc nécessaire.

 

  • L’angle de prise de vues

L’ange d’installation de la caméra ne doit pas être trop rasant par rapport à l’écoulement. En effet, il faut penser à l’altitude du plan d’eau lorsque celui-ci sera en crue. De plus, un angle trop rasant peut induire des effets de masque très important pour les parties périphériques de l’image. Ainsi, la détection de vitesses en rive gauche pour une caméra installée en rive droite peut s’avérer impossible avec un angle d’installation trop faible (trop rasant par rapport au plan d’eau). Pour plus d’information, rendez-vous dans la rubrique Installation et Configuration de la partie Caractéristiques techniques de CamFlow.

 

A noter: Si les mesures de hauteurs d’eau proviennent également de la caméra CamFlow, veuillez également vous reportez au conseils et recommandations de CamLevel.

CamFlow fonctionne-t-il de nuit ?

La mesure de vitesses de surface n’est possible la nuit que lorsque les conditions de visibilité le permettent. La nuit, l’éclairage infra-rouge n’est pas suffisant pour permettre la détection par CamFlow des structures d’eau permettant la mesure.

Néanmoins, en milieu urbain ou sur certains sites avec un éclairage adapté, la détection de vecteurs vitesses peut être possible.

Résultat de détection de vitesses de nuit lors d’une crue d’un cadereau

 

Découvrez la gamme de projecteurs infra-rouge et lumière blanche de la société RayTec.

CamFlow nécessite-t-il d'effectuer des actions de maintenance ?

Les actions de maintenance à effectuer pour CamFlow concernent essentiellement la maintenance électronique classique au niveau du dispositif de prise d’image. Toutefois, des actions de débroussaillage peuvent s’avérer nécessaires si la végétation perturbe l’image.

Exemple d’effet de masque induit par un manque d’entretien de la végétation.

Par ailleurs, des actions de maintenance directement sur la caméra peuvent être nécessaires dans certains cas comme la présence sur la vitre de toiles d’araignées ou la formation de glace.

Exemple de formation de glace sur une caméra CamFlow située dans les Alpes à 2000m d’altitude.

CamFlow est-il soumis à la réglementation sur la vidéo-surveillance ?

CamFlow, compte-tenu notamment de l’usage de la caméra en mode photographie, n’est pas soumis à la réglementation actuelle sur la vidéo-surveillance en France.

Toutefois, l’utilisateur devra étudier au cas par cas la réglementation en vigueur, notamment en cas d’usage dérivé du dispositif de prise d’images. En effet, les caméras Axis disposant de plusieurs flux vidéo (jusqu’à 4 simultanément sur certains modèles), elles peuvent servir à d’autres usages que celui de l’hydrométrie (communication web, services de police, …).

Néanmoins, dans la plupart des configurations d’installation, l’identification d’individus ou de plaques d’immatriculation est impossible.

 

 

 

 

Exemple d’image issue d’une caméra CamFlow avec la présence d’hydromètres du Service de Prévision des Crues réalisant un jaugeage d’inter-comparaison au saumon.

 

Au besoin, les caméras offrent la possibilité de créer un masque numérique (pixels masqués sur l’image) lorsque cela s’avère nécessaire (site industriel sensible, présence d’habitation à proximité avec fenêtres, balcons ou terrasses par exemple).

Quels sont les facteurs pouvant affecter la précision effective de CamFlow ?

La précision du capteur CamFlow dépend de plusieurs facteurs :

  • Les caractéristiques optiques de la caméra (résolution, nombre d’images par seconde, sensibilité en LUX, …)
  • La distance entre la caméra et les zones de mesure
  • La qualité du relevé terrain contenant les points de calibration caméra et la description de la section d’écoulement

Quels sont les facteurs de perturbation de la mesure ?

Les facteurs de perturbation de la mesure sont de nature visuelle.  Les zones de mesure doivent bien évidemment être visible sur l’image. Les approches d’hydrométrie par vidéo peuvent être perturbées par différents éléments présents sur l’écoulement (exemples: animaux, embarcations, …). Afin d’éviter la prise en compte de ces valeurs non représentative, CamFlow détecte et filtre ces éléments perturbateurs.

 

De plus, CamFlow contient des fonctions de corrections de déplacements de faibles amplitudes de la caméra. En effet, l’effet du vent peut engendrer de légers mouvements de la caméra. Toutefois, ces fonctions de corrections ne peuvent rectifier des mouvements de trop grande importance comme le démontage de la caméra ou l’instabilité d’un support sur lequel elle est fixée. Les caméras mobiles sont donc proscrites pour ce type d’usage.

Puis-je adapter la fréquence de mesure ?

Au même titre qu’un capteur classique, l’utilisateur peut définir un pas de temps de mesure : 5 minutes, 10 minutes, 1/2 heure, 1 heure, 1 jour (…). En mode cloud, le temps de traitement étant environ d’une minute, il est recommandé de ne pas descendre en dessous de ce délai. Pour une installation autonome en énergie, la définition du pas de temps doit évidemment prendre en compte la consommation électrique du dispositif.

Découvrir
FlowSnap

Découvrez ici des exemples d’équipement pour le suivi des hauteurs d’eau au travers de plusieurs packs pré-configurés ou à personnaliser en fonction de chaque projet. Revendeur agréé Axis Communications, TENEVIA propose également l’ensemble des caméras et accessoires disponible sur le site d’Axis.

Matériel

Commander River 30LS

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Commander River 50LS

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Commander River 100LS

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Besoin d’aide pour personnaliser votre pack matériel ?

 

 

  • Besoin d’un accessoire pour votre dispositif de prise d’images : carte SDXC, injecteur PoE, projecteur infra-rouge, support de fixation. Le sélectionneur d’accessoires Axis vous aidera à choisir le matériel compatible avec votre caméra.