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)
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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
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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
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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
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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
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• 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
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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
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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
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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
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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)
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Appareil GPR PulseEKKOPro, du fabricant Sensors&Software
Fréquences : 50 MHz, 100 MHz et 200 MHz
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Sélection des instruments
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Tests de propagation du signal
• 50, 100 et 200 MHz
Méthode
• Common midpoint (CMP)
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Levé terrain (1/2)
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Fréquence utilisée de 100 MHz
Espacement de 0,5m entre les lignes
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Levé terrain (2/2)
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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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Visualisation 3D
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Logiciel Voxler
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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CRSNG (financement subventionnée individuelle 5 ans J.Pouliot)
Musée du Fort St-Jean (Dany Hamel)
Promark (Michel Ferland)
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Remerciements