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