Résumé : Découvrez comment Arborplan GmbH utilise le géoradar (GPR) pour aider les villes à protéger leurs réseaux souterrains et leurs arbres urbains. Cette étude de cas met en lumière l’approche non destructive d’Arborplan pour cartographier les racines des arbres et évaluer les risques pour les infrastructures d’eau, de gaz et d’électricité. Grâce à son expertise, les fournisseurs de services publics peuvent prévenir les dommages, se conformer à la réglementation et préserver la végétation urbaine, contribuant ainsi à des villes plus sûres et plus vertes.
Les villes prospèrent lorsque les arbres et les infrastructures coexistent, mais sous terre, cet équilibre est plus difficile à maintenir. Si les arbres apportent des bienfaits écologiques et sociaux essentiels, leurs racines peuvent engendrer des risques invisibles lorsqu'elles rencontrent des canalisations souterraines.
Les racines d'arbres en contact direct avec les canalisations souterraines peuvent exercer une force de traction considérable, dépassant largement la résistance de nombreuses canalisations. Des cas de dommages et d'accidents survenus par le passé ont conduit à l'établissement, en Allemagne, de réglementations et de normes techniques pour la détection et la réduction des conflits entre les racines et les réseaux.
Arborplan GmbH & Co. KG, une entreprise allemande spécialisée dans la détection des racines d'arbres, s'est forgée une réputation dans la gestion de ces conflits souterrains. Elle utilise les solutions de Sensors & Software. Radar à pénétration de sol (GPR) LMX200 en combinaison avec Logiciel EKKO_ProjectArborplan fournit aux propriétaires d'actifs de services publics les informations dont ils ont besoin pour se conformer à la réglementation, prévenir les dommages et préserver les arbres précieux.
Sécurité des services publics et cartographie des racines d'arbres
De nombreux clients d'Arborplan sont des fournisseurs de services publics chargés de la distribution d'eau, d'électricité et du chauffage urbain. L'entreprise travaille également avec des exploitants de gazoducs et de grandes sociétés pétrochimiques.
« La présence de racines d'arbres à proximité de canalisations souterraines peut engendrer des risques considérables, selon l'essence de l'arbre et le matériau des canalisations », explique Arborplan. « Des incidents et accidents survenus par le passé en Allemagne ont conduit à l'adoption d'une réglementation imposant la détection et l'élimination de ces risques. »
Ce cadre réglementaire a engendré une forte demande pour l'expertise d'Arborplan. Surtout, les investigations GPR non destructives constituent une alternative rentable aux fouilles, qui sont perturbatrices, coûteuses et souvent impraticables en milieu urbain dense.
Méthodes de terrain : des grilles à l'imagerie
Les relevés d'Arborplan débutent par l'analyse des plans de réseaux fournis par les clients. Ces plans définissent la zone de mesure, aménagée de manière à inclure à la fois les réseaux enterrés et les arbres adjacents.
- Grilles topographiques : Généralement de 10 m de long, avec un espacement de 25 cm entre les lignes, assurant une résolution fine (Figure 1).
- Conditions du sol : Les données sont souvent recueillies sur de l’asphalte, des pavés ou d’étroites bandes de gazon. La conductivité électrique du sol et la résolution varient selon le site.
- Équipement GPR : Le LMX200 est déployé pour sa fiabilité en milieu urbain.
Une fois collectées, les données GPR sont traitées dans le logiciel d'analyse GPR EKKO_Project, avec une utilisation intensive du Vue en tranches La fonction de génération de coupes de profondeur d'Arborplan ajuste l'étalonnage de la vitesse et le gain pour optimiser les signaux, en portant une attention particulière aux réflexions allongées pouvant indiquer la présence de racines traversant les réseaux. Pour la visualisation 3D, Voxler® (de Golden Software, LLC) est utilisé pour modéliser simultanément les canalisations et les racines dans l'espace volumétrique.
Racines et utilités dans le conflit
L'ampleur du problème est manifeste lors des travaux de terrain d'Arborplan. Les racines des arbres peuvent physiquement encercler et comprimer les canalisations souterraines. La figure 2 illustre ce phénomène de façon frappante : une grosse racine en contact direct avec une canalisation.
Les racines n'exercent pas seulement une pression statique. Lorsque les arbres se balancent sous l'effet du vent, des forces sont transmises de la cime jusqu'aux canalisations souterraines par les racines. Les essences non indigènes (en Allemagne), comme les platanes et les cèdres, sont particulièrement agressives et entourent les canalisations, contrairement aux chênes ou aux hêtres, qui interagissent moins avec elles.
Visualisation du sous-sol
Grâce au LMX200 et au projet EKKO, Arborplan a pu documenter clairement les interactions souterraines entre les réseaux et les racines (Les figures 3 et 4).
Ces visualisations offrent aux gestionnaires de services publics une vision précise de l'emplacement des risques et de leur gravité – chose impossible avec une simple inspection de surface.
(produits) livrables
Le travail d'Arborplan ne se limite pas à l'imagerie. Leurs livrables aident les entreprises de services publics à comprendre les risques et à agir en conséquence.
- Registre des arbres utilitaires (Leitung-Baum-Kataster) : Système exclusif développé par Arborplan pour l’évaluation des risques à l’échelle d’une zone. Chaque arbre situé à proximité d’une ligne électrique se voit attribuer un niveau de risque, et des mesures recommandées sont fournies au client.
- Évaluation du risqueSi des racines sont détectées à proximité des canalisations, Arborplan fournit des recommandations ciblées pour remédier au problème.
« Les résultats des mesures GPR servent à définir les actions à entreprendre », précise Arborplan. « Si des racines sont détectées le long de la canalisation, des travaux souterrains ciblés et des interventions végétales peuvent éliminer le danger. Ce n’est qu’à cette condition que le réseau est considéré comme sûr et conforme. »
Mesures d'atténuation : protéger à la fois les arbres et les infrastructures
Arborplan souligne que l'abattage d'arbres est un dernier recours. L'entreprise utilise diverses mesures botaniques et techniques pour résoudre les conflits :
- Coupe sélective des racines : Les racines problématiques en contact direct avec les canalisations sont coupées.
- Remblai anti-racines : Les zones de services publics sont remblayées avec des matériaux spéciaux qui empêchent la repousse.
- Ajustements de la cime des arbres : Pour équilibrer la biomasse après la coupe des racines, un élagage de la cime peut être effectué.
Ces approches permettent aux services publics de protéger les infrastructures critiques tout en préservant les espaces verts urbains.
Collaboration académique et racines de la recherche
L'expertise d'Arborplan repose sur des décennies d'études. Son fondateur a commencé à examiner les conflits entre les arbres et les réseaux de services publics il y a plus de 30 ans, et l'entreprise a commencé à appliquer la technologie GPR à ce problème il y a environ 10 ans.
En collaboration avec des équipes de recherche des universités d'Aix-la-Chapelle et de Bonn, Arborplan a contribué aux efforts pionniers de détection précoce et en a documenté les résultats. Depuis deux ans, l'entreprise travaille intensivement avec le système LMX200.
Pourquoi ça compte
Les conflits liés aux réseaux de distribution d'énergie ne se limitent pas aux dégâts matériels : ils peuvent engendrer des risques pour la sécurité de collectivités entières. Face à la réglementation imposant désormais la détection et la prévention proactives, les services d'Arborplan sont devenus indispensables aux entreprises de distribution d'énergie allemandes.
En utilisant GPR LMX200 et EKKO_ProjetArborplan fournit aux entreprises de services publics des analyses concrètes et non destructives. Son travail permet d'améliorer la sécurité des infrastructures, la conformité réglementaire et la préservation des arbres urbains – un avantage tant pour les entreprises de services publics que pour les collectivités.
« Le recours à des méthodes non destructives pour la détection des racines et des réseaux souterrains est de plus en plus courant, car moins coûteux que les travaux d'excavation », explique Arborplan. « Notre registre des arbres et nos évaluations des risques fournissent aux entreprises de services publics les informations nécessaires pour agir efficacement. »
Reconnaissance: Sensors & Software remercie Arborplan GmbH & Co. KG pour le partage de ses données, images et analyses, ainsi que pour son travail de protection des réseaux souterrains et des espaces verts urbains. Toutes les photos de cet article sont une gracieuseté d'Arborplan GmbH & Co. KG.
Voxler est soit une marque déposée, soit une marque commerciale de Golden Software, LLC aux États-Unis et/ou dans d'autres pays.
