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.

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?
3
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$
4
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
5
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
7
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

9. Géomatique 2016, Montréal, 19-20 Octobre 2016
DEUX CAS D’ÉTUDE
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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
14
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

16. Géomatique 2016, Montréal, 19-20 Octobre 2016
Visualisation 3D
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Logiciel Voxler

17. Géomatique 2016, Montréal, 19-20 Octobre 2016
 Extraction de coupes
jugées pertinentes
 Intégration dans un outil
SIG
 Production de PDF
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Production des coupes (2D)

18. Géomatique 2016, Montréal, 19-20 Octobre 2016
 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