Présentation des résultats d'expérimentations pour la détection d'objets enfouis, à partir d'un géoradar. L’intérêt et la possibilité pour les arpenteurs-géomètres d’utiliser ce type d’instrument géophysique ou de participer à des projets de cette nature seront discutés.
Cartographie primaire des zones potentiellement exposées aux glissements de t...
Act 00025 expérimentations d’un géoradar (gpr) pour des levés d’arpentage et de cartographie d’un site archéologique et de réseaux souterrains
1. Géomatique 2016, Montréal, 19-20 Octobre 2016
EXPÉRIMENTATIONS D’UN
GÉORADAR POUR DES LEVÉS
D’ARPENTAGE ET DE CARTOGRAPHIE
D’UN SITE ARCHÉOLOGIQUE ET DE
RÉSEAUX SOUTERRAINS
Jean-Michel Lavoie, Dr Jacynthe Pouliot
Département des sciences géomatiques
Dr Richard Fortier, Jonathan Fortin,
Département de géologie et génie géologique
Dr Réginald Auger, Alexandre Naud
Département histoire (CELAT)
2. Géomatique 2016, Montréal, 19-20 Octobre 2016
Montrer l’utilisation d’un géoradar pour
détecter des objets enfouis
• Artéfact
• Câble fibre optique
Évaluer le rôle de l’arpenteur-géomètre dans
ce type de travaux
Objectifs de la présentation
3. Géomatique 2016, Montréal, 19-20 Octobre 2016
Où sont-ils?
Est-ce important de savoir où ils
sont localisés?
Leur présence peut-elle limiter les
droits des propriétés de surface?
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Les objets enfouis
www.tvanouvelles.ca/2013/08/06/la-retrocaveuse-enfin-retiree-du-trou
www.dp-pro.com/library_graphics.php?level=picture&id=131
4. Géomatique 2016, Montréal, 19-20 Octobre 2016
Rapport Info-Excavation 2014
• www.info-ex.com
5 bris/jour au Québec
• Mais ça diminue depuis quelques années
Coûts directs
• 6 M$
Coûts indirects
• 95M$
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Quelques statistiques
5. Géomatique 2016, Montréal, 19-20 Octobre 2016
Détection à distance
• sans contact direct avec l’objet
Différentes échelles
• Au sol (monté sur véhicule motorisé ou
non)
/ Aérien / Satellitaire
Différents capteurs
• Son / Onde électromagnétique (EM) /
Champ magnétique / Résistivité électrique,
ETC
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Instruments dit non destructifs
Notre ami Michel de Promark
6. Géomatique 2016, Montréal, 19-20 Octobre 2016
• Ground Penetrating Radar (GPR) ou radar de sol ou radar
à pénétration de sol
Basé sur l’envoi et la réception d’un signal
électromagnétique-EM
Antenne radar à haute fréquence (80 à 1500 MHz)
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Le géoradar
7. Géomatique 2016, Montréal, 19-20 Octobre 2016
Produit des lignes et puis des cubes 3D de données
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Le géoradar
http://www.sic.rma.ac.be/~scheers/Papers/chapter2.pdf
8. Géomatique 2016, Montréal, 19-20 Octobre 2016
Pénétration varie de 1 à quelques dizaines de mètres
• Fréquence élevée (entre 500 MHz et 1 GHz)
• Fréquence basse (entre 50 MHz et 200 MHz)
Varie selon la longueur d’onde et son adéquation avec:
• catégorie de sous-sol rencontrée
• conductivité électrique, permittivité relative (constante
diélectrique), et perméabilité des milieux traversés.
Particulièrement intéressant lorsque :
• Objet non métallique et totalement inaccessible
• Besoin d’avoir la profondeur
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Le géoradar
10. Géomatique 2016, Montréal, 19-20 Octobre 2016
Fort Saint-Jean, à Saint-Jean-sur-Richelieu
• Sous la direction du musée du Fort St-Jean
• Mieux connaître la position des fortifications
militaires de l’époque
• Site déjà fouillé par les années passées
Été 2016
• En collaboration avec le CELAT de l’Université Laval
• Nouvelle approche basée sur la prospection
géophysique (géoradar)
Site archéologique
11. Géomatique 2016, Montréal, 19-20 Octobre 2016
Deux secteurs
d’intérêt
Secteur du Fort
• ~75m x 55m
• fortifications
Secteur du Chantier
Naval
• 30m x 60m
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Site archéologique (Fort St-Jean)
12. Géomatique 2016, Montréal, 19-20 Octobre 2016
Appareil GPR PulseEKKO
Pro, du fabricant
Sensors&Software
Fréquences : 50 MHz,
100 MHz et 200 MHz
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Sélection des instruments
13. Géomatique 2016, Montréal, 19-20 Octobre 2016
Tests de propagation
du signal
• 50, 100 et 200 MHz
Méthode
• Common midpoint
(CMP)
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Levé terrain (1/2)
14. Géomatique 2016, Montréal, 19-20 Octobre 2016
Fréquence utilisée de
100 MHz
Espacement de 0,5m
entre les lignes
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Levé terrain (2/2)
15. Géomatique 2016, Montréal, 19-20 Octobre 2016
Rehaussement du signal en profondeur (time gain)
Retrait partiel du bruit (dewow)
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Traitements des données géoradar
Logiciels Ekko Project/ Ekko Slice View
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Extraction de coupes
jugées pertinentes
Intégration dans un outil
SIG
Production de PDF
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Production des coupes (2D)
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Signal géoradar plus ou moins de bonne qualité
• Ex. perturbations environnantes
Fouille effectuée en juillet concluante
Identification d’un mur de maçonnerie à partir des
données géoradar (les coupes 2D)
Position fournie par le géoradar était adéquate
Précision de la profondeur de moindre qualité
Palissade de 1666 non trouvée
• Hypothèse à revoir ?
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Site archéologique - BILAN
19. Géomatique 2016, Montréal, 19-20 Octobre 2016
Registre des réseaux de services publics et des
immeubles situés en territoire non cadastré
• FITNO
Programme de recherche financé par le CRSNG
• Modélisation 3D et cartographie des réseaux
souterrains
• Protection des droits associés à ces objets
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Cadastre souterrain
20. Géomatique 2016, Montréal, 19-20 Octobre 2016
Sélection d’un secteur où
on connait la présence
d’une fibre optique
• Campus UL
Préparation des plans
Marquage terrain
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Site réseaux souterrains
21. Géomatique 2016, Montréal, 19-20 Octobre 2016
Localisation du réseau par
radiodétection
• Appareil RD7000+
• ProMark Telecon
Profondeur du câble :
• Entre 76 cm à 79 cm
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Prédétermination de la position/profondeur
de la fibre
22. Géomatique 2016, Montréal, 19-20 Octobre 2016
Levé terrain
Secteur
• 3m x 8m (gazon et asphalte)
Deux instruments
• PulseEKKO 1000, Dr Richard Fortier
• MALA X3M, ProMark Telecon
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23. Géomatique 2016, Montréal, 19-20 Octobre 2016
Background surface removal,
exponential gain, dewow
Production des cubes 3D et
des vues en coupes à
profondeurs jugées adéquates
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Traitements des données géoradar
24. Géomatique 2016, Montréal, 19-20 Octobre 2016
Vues en coupes du Pulse EKKO 1000
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Production des vues en coupe
60-65 cm 70-75 cm 80-85 cm
25. Géomatique 2016, Montréal, 19-20 Octobre 2016
Production cadastrale – Plan complémentaire
• Conforme aux normes du cadastre Québécois
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Production des plans cadastraux
Coupe A-A’
Coupe B-B’
Numéro cadastral fictif
26. Géomatique 2016, Montréal, 19-20 Octobre 2016
La détection par géoradar est efficace
Écarts moyens par rapport à la radiodétection :
• 6.1 cm en planimétrie et 3.7 cm en profondeur
Expérimentation très limitée
• une seule fibre,
• signal performant sur une surface asphaltée mais
bruitée en surface gazonnée
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Site fibre optique - BILAN
27. Géomatique 2016, Montréal, 19-20 Octobre 2016
Besoin d’une représentation spatiale pour les
réseaux enfouis?
• Si oui, le GPR est une alternative envisageable
Quel est le rôle de l’arpenteur-géomètre dans ces
travaux ?
• Similaire au déroulement d’un mandat d’arpentage
• Intermédiaire entre l’archéologue et le géophysicien
Interprétation du signal demeure un défi de taille
• Réservée à des spécialistes ou en collaboration avec des
spécialistes
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Ouverture d’une discussion
28. Géomatique 2016, Montréal, 19-20 Octobre 2016
CRSNG (financement subventionnée
individuelle 5 ans J.Pouliot)
Musée du Fort St-Jean (Dany Hamel)
Promark (Michel Ferland)
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Remerciements