TENEVIA CamLevel^®
Mesure de niveaux d'eau par caméra

Le fonctionnement du capteur CamLevel repose sur des algorithmes d’analyse d’images performants.  Ils détectent le niveau d’eau dans les images, en localisant la ligne d’eau sur un support plan immergé (mire), généralement une échelle limnimétrique.

Dispositif de prise d’images : Les images proviennent d’une caméra de vidéo-surveillance fixe installée sur le site, à proximité du plan d’eau à surveiller. Pour obtenir des renseignements sur les caméras et le matériel de prise d’images compatible avec TENEVIA CamLevel®, rendez-vous dans la rubrique matériel.

CamLevel fonctionne avec une caméra classique (spectre visible). La détection du plan d’eau de nuit dans l’obscurité est effectuée grâce à un projecteur infra-rouge. L’image obtenue est alors en noir et blanc (résultat de détection dans le spectre du proche infra-rouge). De plus, l’éclairage infra-rouge permet d’avoir des images nocturnes exploitables sans occasionner de pollution visuelle pour les riverains et la faune.

CamLevel peut également fonctionner avec un éclairage urbain ou un projecteur à lumière blanche si ceux-ci offrent des conditions de luminosité suffisante. La sensibilité en LUX de la caméra choisie est ici un élément important. Pour un fonctionnant optimal de nuit, les caméras bénéficiant de la technologie Lightfinder et Forensic WDR sont à privilégier.

Exemple d’images de jour (à gauche) et  de nuit avec éclairage infra-rouge (à droite).

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 l’échelle liminimétrique (mire). En fonction du niveau de service souscrit (Essentiel, Avancé, Complet), certaines informations doivent être fournies lors de la phase de configuration. Le pas de temps de mesure est également facilement ajustable. En pratique, les conditions d’alimentation (réseau électrique 220V ou autonome) et de transmission (filaire ou mobile de type 3G/4G, radio, …) dépendent des caractéristiques du site.

Pour en savoir plus, rendez-vous dans le guide d’installation.

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

Le capteur CamLevel est disponible selon trois niveaux de service.

• Essentiel : Affichage sur l’image de la caméra de repères et de seuils virtuels, spécifiés lors de la phase de configuration (réalité augmentée).
• Avancé : Détection de dépassement de seuils de hauteurs fixés dans l’image (franchissement à la hausse ou à la baisse). Jusqu’à cinq états possibles en fonction des seuils configurés sur l’image (Exemple : étiage, normal, crue quinquennale, crue décennale, crue centennale). Affichage sur l’image d’une échelle virtuelle avec graduations métriques, seuils et repères de crue.
• Complet : Mesure continue du niveau d’eau dans le référentiel liminimétique configuré par l’utilisateur. Affichage sur l’image d’une échelle virtuelle intégrale avec niveau détectée, hauteur d’eau, graduations métriques, seuils et repères de crue.

Précision du capteur : La précision du capteur CamLevel dépend de la taille physique d’un pixel au voisinage de la mire. Cette taille varie en fonction de la résolution de la caméra, de sa focale et de la distance entre la caméra et la mire. Par exemple, pour une caméra 5MP (résolution généralement recommandée par TENEVIA) installée à 20m d’une mire, un pixel représentera dans le monde réel 0,4 à 1 cm en fonction du niveau de zoom. Ce même pixel correspondra à une taille de 1 à 2 cm pour une installation à 40m de la même caméra 5MP avec une focale proche. Cette dernière peut selon les cas servir de variable d’ajustement pour zoomer et obtenir localement une précision du capteur plus fine.

Calculer facilement la résolution de votre capteur à l’aide de l’outil en ligne d’Axis Lens calculator.

Gamme de mesure : La plage de fonctionnement du capteur TENEVIA CamLevel ne dépend pas des conditions de l’écoulement. Celle-ci dépend de la longueur de la mire utilisée (support plan unique).

Le bon fonctionnement de CamLevel nécessite un support de lecture plan dans l’image (mire). Il est recommandé d’utiliser un support plan émaillé afin éviter la persistance de niveau d’eau antérieures (exemple : échelle limnimétrique). En effet contrairement à d’autres matériaux poreux (béton, pierre, acier…), le revêtement émaillé de ces échelles limite le dépôt de matières et ne conserve pas de trace d’humidité.

Taille de la mire :

La taille de la mire ou de l’échelle limnimétrique dépend de la résolution en pixels de l’image au niveau de ce support. La résolution varie en fonction des qualités optiques de la caméra choisie, mais également en fonction de la distance entre la caméra et la mire. Ainsi, une échelle limnimétrique standard de 16cm de large doit être située entre 20m et 40m selon le réglage du zoom de la caméra.

> Conseil: pour un fonctionnement optimal, il est préférable de positionner la mire au centre de l’image issue de la caméra.

Couleur de la mire :

Pour rendre les traitements plus robustes, la mire doit être de couleur claire unie (jaune ou blanc). La détection de nuit avec un projecteur infra-rouge sera ainsi facilitée. Par rapport au blanc, le jaune présente l’avantage de moins se réfléchir sur le plan d’eau et de mieux se distinguer plus aisément en toutes circonstances (écumes ou eaux glaciaires également blanchâtres).

Graduation de la mire :

Si la mire utilisée pour la détection/mesure de hauteurs comporte des graduations et si celles-ci sont étalonnées, la configuration de CamLevel jusqu’au niveau complet peut être réalisée sans qu’il soit nécessaire d’effectuer des mesures sur site. Cependant, dans ce cas, la mire doit être un repère plan unique, installée de manière oblique ou verticale.

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

Exemples 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 CamLevel située dans les Alpes à 2000m d’altitude.

Alors que d’autres capteurs pourront être perturbés par l’humidité, le vent ou la densité de l’eau, CamLevel n’est globalement affecté que par des conditions réduisant la visibilité de la mire (brouillard, neige, pluie, …).

Occasionnellement, des mouvements du support sur lequel est fixé la caméra peuvent aussi induire des perturbations. Pour les réduire, CamLevel bénéfice de fonctionnalités avancées d’analyse et de correction. Les algorithmes du capteur corrigent notamment automatiquement les déplacements de faible amplitude de la caméra (exemple : vent). Toutefois, ces fonctions de corrections sont limitées. Elles ne peuvent rectifier des mouvements de trop grande importance comme le démontage/remontage 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.

L’incrustation sur l’image de la caméra d’une mire virtuelle (réalité augmentée) permet de visualiser la position du niveau d’eau courant par rapport à des repères ou graduations connus qui ne sont pas nécessairement visibles en toutes conditions. Il peut notamment s’agir de seuils critiques ou règlementaires.

Pour le niveau de service complet de CamLevel, le référentiel limimétrique (graduations métriques et intermédiaires) est aussi reporté sur la mire virtuelle. Cela permet la validation des mesures de hauteurs issues du capteur ou de tout autre système de mesure installé sur site.

CamLevel, 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. De plus, 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).

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