L’observatoire ORACLE comporte divers équipements scientifique afin d’effectuer des mesures hydrologique, hydrogéologique, chimique, météorologique et pédologique.
- Stations limnimétriques
Toutes les stations limnimétriques (10 stations) d’ORACLE sont aménagées. Chaque station est équipée d’un déversoir (rectangulaire à seuil plat ou triangulaire isocèle) et d’une échelle limnimétrique de référence. Chaque station est munie d’un limnimètre à flotteur doublé d’un capteur à ultrasons placés dans un puits de tranquillisation relié au cours d’eau, pour éviter toutes perturbations lors des mesures. Les mesures de hauteur d’eau, dans les différents cours d’eau considérés, sont enregistrées et télétransmises au gestionnaire du parc métrologique d’ORACLE. Une courbe d’étalonnage est réalisée et mise à jour à partir de jaugeages effectués régulièrement à chaque station. Les points de la courbe de tarage et les hauteurs d’eau mesurés en continu (toutes les heures et toutes les 5 minutes en période de crue) sont enregistrés sur la banque nationale de données hydrométriques, gérée par la Ministère de l’Ecologie et du Développement Durable, la banque HYDRO. Les 10 stations limnimétriques d’ORACLE sont capables de mesurer des valeurs de débit comprises entre 0,01 et 1000 m3/s avec un ordre de grandeur d’erreur moyenne de 5%. La spatialisation des mesures de débit est représentative de la spatialisation des ordres de Strahler rencontrés sur ORACLE. Une mesure de débit est effectuée à l’exutoire de chaque sous-bassin versant d’ORACLE.
- Stations pluviométriques
Les données pluviométriques sont acquises via 9 pluviomètres à augets basculeurs, tous équipés d’un système enregistreur et télé-transmetteur DANAE/RTC ou DANAE/GMS (Alcyr). Pour principe, la pluie tombe dans un réceptacle puis s’écoule dans un des deux compartiments de l’auget basculeur. Lorsque l’eau de l’un des compartiments atteint 0,2 mm, l’auget bascule et le deuxième compartiment se met en place sous le réceptacle. Chaque inclinaison de l’auget est enregistrée. Une fois les données consignées, l’eau se déverse dans la partie inférieure de l’auget et est récupérée par un seau jaugé. Une procédure de contrôle et d’entretien des pluviomètres a été mise en place à INRAE. Un contrôle mécanique et électrique, ainsi qu’un test de mesure sont réalisés annuellement. Une procédure semi-automatisée est utilisée pour la validation des mesures pluviométriques. La comparaison entre les mesures seau et les mesures acquises par le pluviomètre constitue une première validation des données. Chaque période de mesure d’un pluviomètre est également comparée au cumul de l’ensemble des mesures effectuées sur les autres pluviomètres d’ORACLE sur cette même période. Enfin, les mesures sont aussi comparées aux quartiles inférieurs et supérieurs calculés à partir des mesures pluviométriques effectuées sur l’ensemble des années mesurées depuis 1962. L’ordre de grandeur d’erreur moyenne est de 10 %. La spatialisation des mesures pluviométriques résulte d’une bonne connaissance de la répartition des lames d’eau étudiée depuis 1962 sur ORACLE. De plus les mesures de pluies sont également effectuées à travers le maillage SAFRAN mis en place par Météo-France.
- Stations piézométriques
Un ensemble de stations piézométriques (piézomètres et puits) permettent d’étudier la battance des deux nappes pré »sentes sur l’observatoire ORACLE (les nappes du calcaire de Brie et de Champigny). Sur chacun de ces piézomètres, un enregistreur de niveau (Diver chez SDEC ou CTD cher OTT ) a été mis en place. Actuellement les données sont validées par une inter-comparaison entre les variations des hauteurs d’eau des piézomètres et les événements pluvieux de l’Observatoire. La précision des mesures piézométriques est de ± 0,05%, avec une résolution de 0,01% (valeur du constructeur). Les relevés piézométriques sont effectués principalement sur l’un des sous-bassins de l’Orgeval. Le niveau de la nappe est pris en compte en un point, sur chaque sous-bassin de l’Orgeval. De plus, un transect piézométrique (7 piézomètres de 10 à 30 m de profondeur) à été installé par la Fédération d’Ile-de-France de Recherche en Environnement (FIRE) sur le sous-bassin des Avenelles au cours de l’année 2008.
- Stations de mesure de qualité des eaux
La qualité des eaux est mesurée sur les eaux de pluie du bassin, les eaux de surface, les eaux de drainage, les eaux de nappe et de source. Les eaux de surface sont échantillonnées à l’aide de préleveurs automatiques toutes les 24h. Les autres prélèvements d’eau (pluies, nappes, sources, drains) sont effectués manuellement, lors de la tournée hebdomadaire, voir bihebdomadaire. Les échantillons sont stockés sur place à 4°C avant d’être acheminés au Laboratoire de Chimie du INRAE d’Antony qui suit une démarche Qualité et garantit ainsi la fiabilité des mesures. Sur l’ensemble des échantillons, le NH4, NO3, NO2, PO4 et les Chlorures sont analysés par spectrophotométrie automatisée en flux continu (Quaatro39 Seal-Analytical). Sont également analysés le carbone organique et inorganique dissous à l’aide d’un TOC Analyser (TOC-L CPN de Shimadzu). Pour certains échantillons, la conductivité a également été mesurée directement à l’aide d’un conductimètre (WTW LF 538). De la même manière que pour les mesures de débit, la spatialisation des mesures de qualité des eaux de surface est représentative de la spatialisation des ordres de Strahler rencontrés sur ORACLE. Des mesures de qualité d’eau sont effectuées à l’exutoire de chaque sous-bassin versant d’ORACLE. Des mesures de qualités des eaux à l’exutoire de sous-bassins essentiellement agricoles ou essentiellement forestiers sont également effectuées afin d’évaluer l’effet du couvert forestier sur la diffusion de la pollution agricole.
- Station météorologique
Une station météorologique complète gérée par INRAE à été installée sur ORACLE et deux autres stations gérées par Météo-France sont situées dans un environnement proche. Ainsi, les données météorologiques sont acquises depuis 1962. Une partie de ces mesures est aujourd’hui télétransmise à Météo-France qui renvoie les données validées à INRAE. Météo-France fournit en plus des données ainsi validées, des données journalières calculées d’évapotranspiration potentielle (ETP). La validation se fait ici par inter-comparaison avec les données provenant des deux stations météorologiques les plus proches.
- Stations de mesure d’humidité des sols
Les mesures d’humidité du sol sur plusieurs profondeurs en un même site (11 profondeurs différentes de 5 cm à 155 cm) sont acquises par une méthode de réflectométrie (TDR-Trase chez Sols-Mesures ). Les mesures d’humidité du sol en surface (0-5 cm de profondeur) sont acquises par des sondes « Thêta » (ML2X chez Sols-Mesures) qui donnent une valeur moyenne de l’humidité, toujours par réflectométrie, sur l’ensemble de la longueur des électrodes (5 cm). Ces méthodes permettent de mesurer des humidités avec une résolution de 1 % et une précision de la mesure de ± 3 % (valeurs du constructeur). Actuellement, il existe trois points de mesure d’humidité du sol, sur plusieurs profondeurs, situés sur le bassin versant de l’Orgeval, au nord du Petit Morin et au sud du Grand Morin. Trois stations de mesure de l’humidité des sols en surface sont situées sur le bassin du Grand Morin.
