act 00025 expérimentations d’un géoradar (gpr) pour des levés d’arpentage et de cartographie...

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 PouliotDépartement des sciences géomatiques

Dr Richard Fortier, Jonathan Fortin, Département de géologie et génie géologique

Dr Réginald Auger, Alexandre NaudDépartement histoire (CELAT)


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


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-trouwww.dp-pro.com/library_graphics.php?level=picture&id=131


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

http://www.info-ex.com/


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


• 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


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


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


DEUX CAS D’ÉTUDE

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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


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)


Appareil GPR PulseEKKOPro, du fabricant Sensors&Software

Fréquences : 50 MHz, 100 MHz et 200 MHz

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Sélection des instruments


Tests de propagation du signal

• 50, 100 et 200 MHz

Méthode

• Common midpoint (CMP)

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Levé terrain (1/2)


Fréquence utilisée de 100 MHz

Espacement de 0,5m entre les lignes

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Levé terrain (2/2)


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


Visualisation 3D

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Logiciel Voxler


Extraction de coupes jugées pertinentes

Intégration dans un outil SIG

Production de PDF

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Production des coupes (2D)


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


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


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


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


Levé terrain

Secteur

• 3m x 8m (gazon et asphalte)

Deux instruments

• PulseEKKO 1000, Dr Richard Fortier

• MALA X3M, ProMark Telecon

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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


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


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


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


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


CRSNG (financement subventionnée individuelle 5 ans J.Pouliot)

Musée du Fort St-Jean (Dany Hamel)

Promark (Michel Ferland)

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Remerciements

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