Les capteurs de turbidité sont des instruments optiques qui mesurent la clarté de l'eau en détectant la lumière transmise ou diffusée par les particules en suspension. Ces capteurs sont généralement déployés sur des AUV, des USV, des bouées, des amarrages, des observatoires des fonds marins et des systèmes de surveillance fixes.
Cette page présente les principaux fabricants de capteurs optiques de turbidité, qui contribuent à la surveillance des panaches, aux études sur le transport des sédiments, aux opérations de dragage, à l'aquaculture et à l'évaluation de la qualité de l'eau.
Lire le Présentation de la technologie
Capteurs de haute précision, CTD multiparamètres et systèmes intégrés pour la recherche et la surveillance de l'environnement marin
Balises et équipements de suivi télémétrique pour les applications marines et en haute mer
Solutions avancées de surveillance de la qualité de l'eau et de détection environnementale
Instrumentation hydrographique et océanographique modulaire pour les levés, la recherche et les opérations maritimes autonomes
Si vous concevez, construisez ou fournissez Capteurs de turbidité, Créez un profil pour mettre en avant vos compétences et entrer en contact avec des visiteurs qui recherchent activement vos solutions.
Les capteurs de turbidité mesurent les variations de la clarté de l’eau en détectant l’influence des particules en suspension sur la lumière transmise ou diffusée. Ces particules peuvent être des sédiments, des matières organiques, du plancton et d’autres matières en suspension. La surveillance continue de la turbidité permet de mettre en évidence l’évolution des conditions de l’eau, la dynamique des sédiments et le comportement des panaches.
Un capteur de turbidité peut fonctionner comme une sonde de turbidité autonome, faire partie d’un instrument multiparamétrique ou s’intégrer à un système de surveillance plus vaste. Le choix d’un capteur de turbidité de l’eau nécessite de prendre en compte la géométrie de mesure, la plage de mesure, l’étalonnage, la profondeur nominale, le risque d’encrassement et les caractéristiques des particules. La turbidité est une mesure optique plutôt qu’une mesure directe de la concentration en sédiments en suspension ; les résultats varient donc en fonction de la taille, de la forme, de la couleur et de la composition des particules.
Capteur de turbidité de l’eau « Ares », de la gamme Xeos de Satlink.
Les capteurs néphélométriques déterminent la turbidité à partir de la lumière diffusée à environ 90 degrés par rapport au faisceau incident. Cette géométrie est largement utilisée pour mesurer la turbidité de l’eau, en particulier lorsque celle-ci est faible. La norme ISO 7027-1 spécifie la mesure néphélométrique dans le proche infrarouge, tandis que d’autres méthodes utilisent des sources lumineuses différentes et peuvent fournir des résultats exprimés dans des unités différentes.
Un capteur optique de turbidité à rétrodiffusion mesure la lumière renvoyée vers un détecteur après interaction avec des particules en suspension. Le détecteur est positionné au-delà de l’angle néphélométrique conventionnel de 90 degrés. Les modèles à rétrodiffusion conviennent aux instruments in situ compacts et aux applications de surveillance des sédiments, mais leur réponse varie en fonction des propriétés des particules. Les mesures communiquées doivent préciser la méthode optique utilisée et l’unité de mesure.
Les capteurs de turbidité submersibles intègrent les composants optiques, l’électronique et un boîtier résistant à la pression pour un déploiement direct sous l’eau. Un capteur de turbidité océanique peut être installé sur un châssis, un mouillage, un profileur ou une plate-forme mobile, avec une profondeur nominale, des connecteurs et des matériaux adaptés à l’environnement.
Une sonde de turbidité in situ mesure l’eau directement sur le site de surveillance plutôt que de s’appuyer sur un échantillon prélevé. Ce terme désigne la méthode de déploiement plutôt qu’un principe de mesure optique spécifique. Les sondes in situ peuvent utiliser des configurations néphélométriques, à rétrodiffusion ou d’autres configurations optiques, et sont généralement associées à des enregistreurs de données, à des systèmes de télémétrie ou à d’autres capteurs environnementaux. Leur montage doit permettre de minimiser les interférences dues aux bulles, aux structures, aux réflexions du fond marin et aux perturbations du flux.
Les sondes multiparamétriques combinent la mesure de la turbidité avec celles de la température, de la conductivité, de l’oxygène dissous, de la fluorescence chlorophyllienne ou d’autres paramètres de qualité de l’eau. Les mesures synchronisées permettent de déterminer si les variations de turbidité coïncident avec des variations hydrographiques, biologiques ou liées aux masses d’eau.
Un turbidimètre de laboratoire est utilisé pour des échantillons discrets dans des conditions contrôlées, tandis que les moniteurs de turbidité en ligne analysent l’eau traversant une cellule de débit ou une ligne de traitement. Ces instruments peuvent compléter les capteurs de terrain à des fins de vérification, de contrôles d’étalonnage, de contrôle qualité ou de surveillance des systèmes de pompage d’eau de mer.
Les valeurs de turbidité dépendent de la longueur d’onde, de la configuration du détecteur, de la géométrie optique et de l’étalon d’étalonnage. Les unités doivent donc être indiquées avec suffisamment d’informations sur la méthode utilisée pour permettre une comparaison pertinente. Les valeurs exprimées dans des unités différentes ne doivent pas être automatiquement considérées comme interchangeables.
| Unité | Signification et contexte de mesure |
| NTU | Les unités de turbidité néphélométriques (NTU) sont associées à des mesures néphélométriques utilisant un détecteur orienté à environ 90 degrés. La méthode 180.1 de l’EPA utilise la lumière visible et exprime la turbidité en NTU. |
| FNU | Les unités néphélométriques de formazine (FNU) sont utilisées pour les mesures néphélométriques dans le proche infrarouge avec une détection à environ 90 degrés, conformément à la norme ISO 7027-1. |
| FTU | Les unités de turbidité à la formazine constituent une désignation générale ou héritée liée à un étalonnage par rapport à la formazine. Ce terme ne définissant pas une géométrie optique unique, la méthode de mesure doit également être précisée. |
| FBU | Les unités de rétrodiffusion à la formazine (FBU) désignent les mesures utilisant la lumière du proche infrarouge et un dispositif de détection par rétrodiffusion, plutôt que la néphélométrie conventionnelle à 90 degrés. |
Il est important d’assurer la cohérence des rapports lorsque l’on compare les données de surveillance de la turbidité provenant de différents instruments. Les programmes de terrain doivent également consigner les contrôles d’étalonnage, les opérations de nettoyage, la plage de mesure des capteurs et les valeurs situées en dehors de la plage de fonctionnement fiable.
Capteurs de turbidité d’AML Oceanographic.
La surveillance de la turbidité dans les zones côtières et estuariennes permet de caractériser les conditions générées par les marées, les apports d’eau douce, les vagues et le ruissellement. Les mesures en continu peuvent révéler des phénomènes de panache de courte durée, des tempêtes ou des événements de remise en suspension que des prélèvements ponctuels risquent de ne pas détecter.
Les capteurs de turbidité sont couramment utilisés comme indicateurs optiques de la variabilité des sédiments en suspension. La conversion de la turbidité en concentration de sédiments en suspension nécessite un échantillonnage de l’eau et un étalonnage spécifiques au site, car la réponse du capteur peut varier en fonction de la taille, de la composition, de la forme et des propriétés optiques des particules. Il est donc préférable de considérer les mesures optiques comme des indicateurs étalonnés de la présence de sédiments plutôt que comme des mesures directes et universelles de la concentration.
Un moniteur de turbidité permet d’effectuer des observations en continu autour des chantiers de dragage, de pose de câbles, de remblayage et d’autres activités de construction maritime. Des instruments placés à des emplacements stratégiques peuvent aider à distinguer les conditions de fond des augmentations localisées de matières en suspension et à documenter les tendances observées pendant les opérations.
La turbidité peut s’inscrire dans le cadre de la surveillance environnementale autour des installations aquacoles, des écloseries et des sites de recherche halieutique. Associée aux mesures de l’oxygène dissous, de la température, de la salinité et aux mesures biologiques, la turbidité apporte un éclairage supplémentaire sur l’évolution des conditions dans la colonne d’eau.
Un enregistreur de turbidité ou un capteur intégré peut être déployé sur des bouées, des amarrages, des sondes benthiques et des observatoires fixes pour des mesures de longue durée. La consommation d’énergie, la capacité de stockage, l’encrassement optique, la géométrie de montage, la stabilité de l’étalonnage et les intervalles d’entretien sont des facteurs importants pour les déploiements autonomes.
Un capteur de turbidité destiné aux applications sous-marines peut être intégré à des véhicules sous-marins autonomes (AUV), tandis que des instruments comparables peuvent équiper des véhicules de surface sans pilote (USV). Les plateformes mobiles permettent la cartographie spatiale, à condition de prendre en compte le temps de réponse du capteur, les bulles générées par le véhicule, les perturbations du courant, la fréquence d’échantillonnage et la synchronisation temporelle.
Les déploiements océaniques à long terme nécessitent des mesures visant à empêcher que la prolifération ou la contamination des surfaces optiques ne génère de fausses tendances. L’encrassement peut altérer les valeurs mesurées et peut s’avérer difficile à distinguer d’un véritable changement environnemental sans inspection ni contrôle qualité.
La maintenance doit être planifiée en fonction de la durée du déploiement, car même un capteur de turbidité adapté peut produire des données de mauvaise qualité à long terme si ses surfaces optiques ne restent pas propres.
Les instruments de mesure de la turbidité continuent d’évoluer parallèlement aux systèmes autonomes d’observation océanique et aux réseaux intégrés de surveillance de la qualité de l’eau.
Ces avancées font évoluer les capteurs de turbidité, qui passent du statut d’instruments autonomes de mesure de la qualité de l’eau à celui de composants intégrés au sein de systèmes d’observation océanographique permanents.
Recherche d'entreprises et de produits
