Le logiciel de traitement ZPHI®

Le logiciel de l’algorithme ZPHI® met en oeuvre trois brevets apportés par le CNRS à Novimet, devenant ainsi actionnaire de la société.
En 2017, Novimet a déposé un quatrième brevet qui améliore l’algorithme en prenant mieux en compte la variabilité spatiale de la pluie.
ZPHI®tire profit de la technique radar de « double polarisation » pour extraire la valeur de l’intensité de pluie avec une précision inédite.

Les fonctionnalités de ZPHI® sont les suivantes :

• Mesurer l’intensité de la pluie au sol, avec une précision meilleure que celle d’un pluviomètre.
• Séparer les échos de précipitations des échos parasites (échos de sol ou de mer)
• Distinguer les différents types de précipitation (pluie, neige, neige fondante, grêle).

Les avantages spécifiques de ZPHI® résident dans le fait que :

• Il corrige l’estimation de l’intensité de pluie des effets d’atténuation (pour les bandes C et X).
• Il s’adapte à la variabilité naturelle de la pluie, en ajustant de façon automatique la conversion « signal radar → intensité de pluie », sans dégrader la résolution spatiale des données d’entrée..
• Il permet de vérifier en interne l’étalonnage absolu du radar.
• Il possède un module de classification des types de précipitations également adapté aux bandes de fréquence atténuées.

L’algorithme ZPHI® est applicable aux bandes X (~9 GHz), C (~5 GHz) et S (~3 GHz).

Figure 1 : Outil d’étalonnage interne associé au logiciel d’exploitation  ZPHI® développé par NOVIMET. A gauche : avant étalonnage, le diagramme de dispersion K_DP/Z en fonction de Z_DR, dont la moyenne est représentée en noir, s’écarte des  courbes théoriques (en couleur). A droite : en corrigeant l’étalonnage de +3dB, on recentre le diagramme sur les courbes théoriques.

Figure 2 : Vérification de l’efficacité de la correction d’étalonnage en comparant l’estimation de pluie par le radar avec des pluviomètres au sol. Avant étalonnage (diagramme de gauche), la pluie du radar est surestimée par rapport à celle des pluviomètres au sol. Après application de la correction de + 3dB, le biais disparait et les scores statistiques sont fortement améliorés.

Figure 3 : Champ de hauteur d’eau précipitée sur 24 heures avant la correction d’étalonnage (image de gauche) et après correction de +3 dB (image de droite). On note que les pluies les plus intenses sont réduites, tandis que les pluies faibles ou modérées sont amplifiées, effet attendu par la théorie.

Figure 4 : PPI à 2.4° d’élévation dans une ligne de grains observée par le  radar polarimétrique en bande X (radar HYDRIX du Mont Vial, 20km au Nord de Nice). A gauche champ de réflectivité (dBZ) ; à droite classification des précipitations (bleu : pluie ; rouge : grêle ; mauve : neige fondante ; blanc : neige ; jaune : écho de sol).