Hydroscan

Dans un contexte marqué par le changement climatique, l’intensification des événements hydrologiques extrêmes et la pression croissante sur les ressources en eau, la disponibilité de données hydrologiques fiables, précises et continues devient un enjeu majeur pour la gestion durable des cours d’eau et des infrastructures hydrauliques. Le projet HydroScan vise à répondre à ce besoin en développant une solution innovante de monitoring des débits reposant sur un système de vision optique non invasif, renforcé par des algorithmes avancés d’intelligence artificielle.

Actuellement, la mesure des débits dans les rivières naturelles et les canaux artificiels repose souvent sur des méthodes intrusives nécessitant l’installation de seuils, de sondes ou de stations de jaugeage physiques. Ces dispositifs peuvent perturber les écosystèmes, présenter des coûts d’installation et de maintenance élevés, et fournir des résultats peu fiables lors d’événements extrêmes tels que les crues. HydroScan propose une alternative écologique et robuste fondée sur l’analyse d’images stéréoscopiques, HDR et vidéo, permettant une reconstruction tridimensionnelle du lit et de la surface de l’eau sans intervention directe dans le milieu.

Le système repose sur la fusion de plusieurs sources d’information : reconstruction 3D du lit du cours d’eau par stéréovision, estimation des hauteurs d’eau, calcul des vitesses superficielles par flux optique, et segmentation automatique de la surface de l’eau. Ces données spatialisées à haute résolution alimentent ensuite un modèle hydrodynamique simplifié permettant de calculer les débits de manière fiable. L’intégration de modules d’intelligence artificielle développés en collaboration avec le Swiss Data Science Center permet d’augmenter la robustesse du système face aux variations d’éclairage, aux conditions météorologiques et aux géométries complexes, tout en améliorant la précision des estimations.

Le projet s’appuie sur une collaboration étroite entre AIMsight, fournisseur des stations de mesure et du pipeline de traitement, la HEIG-VD, qui apporte son expertise en hydrologie et valide la solution à l’aide de données de référence issues de canaux expérimentaux et de sites naturels, et le SDSC, responsable du développement et de l’intégration des algorithmes d’IA.

HydroScan vise des applications concrètes dans la gestion des ouvrages hydroélectriques, la surveillance des crues et des embâcles, le suivi morphologique des lits fluviaux et la gestion du transport sédimentaire. À terme, cette solution contribuera à une gestion plus durable, plus résiliente et plus intelligente des ressources en eau, tout en renforçant la sécurité des infrastructures et la protection des écosystèmes aquatiques.