Introduction

Ce manuel utilisateur décrit les fonctionnalités du logiciel ANDROMEDE. Le logiciel ANDROMEDE (ANalyse de Données et de Relevés Optiques pour la Mesure de Débit et l’Ecohydraulique) est une plateforme de traitement de vidéos ou d’images pour mesurer les vitesses de surface des écoulements naturels. Il est basé sur des méthodes développées à l’IMFT, sur les logiciels Tractrac, FlowVelotool et Opyflow, et directement sur des méthodes disponibles dans les bibliothèques OpenCV.

La spécificité d’ANDROMEDE est de proposer des méthodes adaptées à la mesure par drone que ce soit pour la stabilisation, l’orthorectification à partir de données GPS ou la possibilité de traiter des images acquises en mouvement.

ANDROMEDE est un logiciel libre (licence GPL) dont le développement a été financé par l’Office Français de la Biodiversité (OFB) à travers un projet du pôle écohydraulique OFB/IMFT/PPRIME. L’équipe de développement est composée de personnes de l’Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse et de la cellule de transfert MFEED.

ANDROMEDE est dédié à l’étude des problématiques à l’échelle du tronçon, en particulier celles concernant l’interaction entre écoulements naturels et écosystèmes. Sa principale fonctionnalité est de fournir des champs de vitesses de surface afin de pouvoir décrire des courantologies ou estimer des débits. On peut citer comme applications: l’étude de l’attractivité d’ouvrages de franchissement piscicole, le bon fonctionnement de ces ouvrages ou encore l’estimation rapide de débit en crue ou à l’étiage. La connaissance de champs de vitesse sur une emprise spatiale permet d’envisager le couplage de données hydrodynamiques avec des modèles biologiques afin de caractériser des habitats ou des conditions de migrations.

Une autre spécificité d’ANDROMEDE est de privilégier le traitement par suivi de particules (tracking) ou les méthodes de flux optiques. Par rapport à d’autres logiciels basées sur la PIV, il est attendu un traitement plus rapide permettant de mieux différencier les vitesses du courant de celles des ondes ou des mouvements parasites (reflets). L’inconvénient est de rendre encore plus nécessaire l’utilisation de traceurs dans l’écoulement.

Le principe du suivi de particules est de repérer sur les images enregistrées, un motif particulier en surface qui suit l’écoulement (feuilles, branches, particules injectées volontairement, etc). On détermine ensuite le déplacement entre 2 images. Cette distance divisée par le temps fournit une vitesse de déplacement. Le temps est donné par la fréquence d’acquisition et la distance en mètre est obtenue par les transformations géométriques décrites ci-dessous. Le principal objectif d’ANDROMEDE est de faciliter ce traitement d’image en proposant différents algorithmes qui permettent de minimiser l’erreur de détection sur l’image et donc sur le déplacement. Chaque algorithme étant a priori plus performant pour un type d’acquisitions donné, il a été choisi de les proposer tous à l’utilisateur. L’utilisateur trouvera dans ce manuel des préconisations concernant la méthode la plus adaptée à son écoulement étudié.