Un élément clé de la planification d'un projet est de savoir exactement ce qui se cache sous la surface d'un site. Cette étude de cas démontre une utilisation courante de GPR: GPR pour la localisation de services publics enterrés
Introduction
Le radar à pénétration du sol (GPR) utilise des ondes radio pour localiser de manière non destructive des objets et des structures souterraines dans des matériaux tels que le sol, la roche, le béton, l'asphalte, le bois et l'eau. Sensors & Software Inc. est un fabricant de GPR reconnu dans le monde entier pour son engagement envers l'excellence technique, l'innovation continue et le service client réactif. Vous trouverez leurs produits utilisés pour de nombreuses applications par des ingénieurs, des mineurs, des archéologues, des géologues, ainsi que par le personnel militaire, de sécurité et d'application de la loi.
Un domaine d'application majeur du GPR est la détection et la cartographie des services publics enfouis. Dans ce qui suit, nous abordons la méthodologie de terrain et les caractéristiques d'instrumentation GPR associées.
Pourquoi utiliser GPR pour la localisation des utilitaires?
À condition que la cible puisse être exposée pour la connexion ou qu'un courant puisse être induit, un courant suffisant circule sur la cible et le détecteur soit suffisamment sensible pour détecter le champ magnétique créé par le courant, alors cette technique fonctionne bien et est très rentable.
Lorsque l'accès est difficile, le courant électrique ne circule pas (c'est-à-dire un élément non métallique ou une connexion interrompue), ou un bruit externe rend la détection impossible, le GPR offre une alternative. Le GPR fournit sa propre source d'énergie, détecte les objets métalliques et non métalliques, ainsi que les conditions de sol perturbées et d'autres structures enfouies.
Les outils et méthodes de localisation des services publics enterrés sont assez divers. L'approche la plus courante consiste à alimenter les tuyaux et les câbles métalliques avec des courants électriques et à utiliser un capteur de champ magnétique pour détecter le courant.
Le GPR n'est pas sans limites. Les signaux d'ondes radio GPR sont absorbés par le sol avec certains sols (argiles, salins) limitant considérablement la profondeur d'exploration. L'efficacité du GPR est donc spécifique au site et varie considérablement d'un endroit à l'autre.
D'autres approches directes pour la détection des services publics consistent à creuser des tranchées, à creuser à la main ou à creuser sous vide pour exposer les caractéristiques. Des connaissances a priori et des dessins précis tels que construits sont nécessaires pour être efficaces avec ces techniques. Souvent, ceux-ci ne sont pas disponibles ou ne sont pas suffisamment précis.
L'approche de bon sens pour la localisation consiste à utiliser tous les outils disponibles. Comprendre où et quand une approche particulière est la plus rentable vient de l'expérience, des pratiques commerciales et des techniques de construction locales.
Méthodologie d'utilisation du GPR pour localiser les utilitaires enfouis
GPR est déployé de deux manières pour la localisation des utilitaires:
Le plus courant est de localiser et de marquer au fur et à mesure. Le second est plus puissant; cartographier la zone pour créer des images souterraines ou des tranches de profondeur.
La première méthode fonctionne bien dans des sols favorables et des environnements épurés. L'approche cartographique permet de séparer les cibles par leur continuité spatiale et est particulièrement utile dans des conditions complexes. Les deux approches sont décrites ci-dessous.
créer des images souterraines ou des tranches de profondeur.
Localiser et marquer
Localiser et marquer est le moyen le plus courant d'utiliser GPR pour suivre les utilitaires. Il est très similaire à l'utilisation des détecteurs utilitaires de suivi de courant traditionnels. Le capteur GPR est déplacé le long de balayages perpendiculaires à l'axe utilitaire prévu (voir Figure 1). Lorsque l'unité GPR croise l'utilitaire, l'image montre une forme hyperbolique (V inversé) comme le montre la figure 2. Le sommet ou le sommet de l'hyperbole est la position de l'utilitaire. La distance jusqu'au sommet de l'hyperbole est une estimation de la profondeur.
En déplaçant le GPR d'avant en arrière et en marquant le sol à l'endroit où le sommet de l'hyperbole est observé, l'alignement de l'utilité souterraine peut être tracé comme l'indiquent les X de la figure 1. Par exemple, un alignement d'égout pluvial en béton était situé sous l'asphalte dans la figure 3. Les emplacements des 3 lignes de levé perpendiculaires are indiqué sur la photographie de la figure 3 et les images de données sont montrées sur la figure 4. Le V inversé visible sur chaque transect, identifie clairement l'alignement du tuyau.
Remarquez sur la figure 4 qu'à mesure que le tuyau devient plus profond, la force de la réponse hyperbolique sur le transect GPR s'affaiblit. Ceci est le résultat de l'atténuation du signal GPR à mesure qu'il se déplace plus profondément dans le sous-sol. Dans tous les sols, le signal GPR sera finalement complètement absorbé et seul le bruit radio ambiant dans la zone sera détecté par le récepteur GPR. Pour voir la cible la plus profonde possible avec un GPR, il est important d'avoir un système silencieux et très sensible. La figure 5 montre la réponse d'un tuyau en amiante en béton qui est subtile mais visible.
Cartographie
Dans certaines situations, les conditions du sol sont compliquées et / ou il n'y a aucune connaissance a priori de ce qui est enterré. La cartographie offre un moyen efficace de faire face à ces conditions changeantes.
Dans une enquête cartographique, les données sont collectées sur une zone de manière contrôlée pour couvrir 100% de la zone.
Le plus souvent, les données sont acquises dans une grille rectiligne de lignes pour obtenir une couverture complète de la zone, comme le montre la figure 6.
Alors que des traversées individuelles peuvent permettre de marquer certaines caractéristiques, l'objectif principal est d'acquérir et d'enregistrer les données pour permettre une carte générée par ordinateur de la zone.
La réponse GPR est encombrée et complexe, ce qui rend l'identification unique d'un utilitaire enterré très difficile lors de l'examen d'un seul cheminement.
Par exemple, une étude de grille a été réalisée dans une zone sous-jacente avec de gros rochers.
En fusionnant toutes les données pour créer une image de volume, les cartes de découpage à différentes profondeurs rendent les longues entités linéaires facilement visibles.
Les résultats pour la zone de quadrillage sont présentés à la figure 7. La figure montre des tranches de profondeur à 0.5 m et 1.1 m pour le levé de grille. L'élément linéaire près du bas de la tranche de 0.5 m de profondeur est un câble d'alimentation électrique enterré alimentant les étalons d'éclairage.
L'élément situé près du haut de la tranche est une ligne d'arrosage. La diagonale de la tranche de 1.1 m est un drain pluvial en béton.
Instrumentation
Les systèmes GPR qui fonctionnent dans la gamme de fréquences de 100 à 500 MHz offrent le meilleur compromis entre résolution spatiale et profondeur d'exploration. Ces fréquences dictent une taille de capteur qui est mieux déployée sur un chariot. Afin de maximiser la sensibilité du système et de minimiser les interférences, les chariots doivent être construits en matériaux non métalliques. le Système LMX200 fournit un excellent exemple de système GPR optimisé pour la localisation des services publics. Le chariot pliable est construit avec des composants en fibre de verre non métalliques résistants, a des roues de grand diamètre et un affichage de données très visible. Le système est conçu pour faciliter l'expédition et le stockage. L'heure de mise en place entre l'arrivée sur le site et le début de la collecte des données ne prend qu'une ou deux minutes.
L'unité d'affichage est un ordinateur de terrain robuste pour l'enregistrement et l'affichage des données. Résistant aux intempéries, visible dans toutes les conditions d'éclairage, y compris la lumière du soleil, l'unité d'affichage est conçue pour des conditions de terrain difficiles et fonctionne sur une large plage de températures. L'unité d'affichage intégrée, la batterie et l'odomètre de roue facilitent les relevés contrôlés. Une journée complète d'arpentage ne nécessite qu'une seule pile gel rechargeable. Le positionnement GPS est intégré au système LMX200.
Le micrologiciel intelligent et convivial du système intelligent de l'unité d'affichage rend l'opération simple et directe, que ce soit en mode Locate & Mark ou en effectuant un relevé de grille pour imager une zone complexe. Lors de l'acquisition de données, la flèche de sauvegarde fournit une précision précise de l'emplacement exact d'une cible.
Pour les levés de grille, l'opérateur est guidé à chaque étape de l'acquisition par le programme de contrôle interactif ergonomique unique pour assurer une imagerie complète. Le kit de terrain Easy Grid de Sensors & Software facilite la réalisation d'enquêtes.
Téléchargez l'étude de cas: GPR pour la localisation de services publics enterrés
Le radar de pénétration du sol est un outil éprouvé pour la cartographie des services publics souterrains et les évaluations environnementales; en particulier pour localiser et cartographier les UST actifs et abandonnés. Lors de la découverte du GPR, la meilleure pratique consiste à passer en revue plusieurs études de cas pour développer une compréhension de la variabilité. Recherchez d'autres informations pertinentes sur l'onglet Ressources pour en savoir plus. Utilisation Contactez-Nous or Demandez à l'expert pour atteindre nos spécialistes des applications qui peuvent vous aider à exploiter la vaste gamme d'informations techniques de Capteurs et logiciels.
