Localisez et cartographiez les utilitaires. Métallique | PVC | Tuyaux en béton. Égout | Eau | Conduites de gaz
Un élément clé de la planification de projet est de savoir exactement ce qui se cache sous la surface d'un site. Cette étude de cas démontre une utilisation courante du GPR.
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.
Tuyaux métalliques et non métalliques
Conduites de services publics à différentes profondeurs
Utilitaires proches les uns des autres
Réservoirs de stockage souterrains
Lignes de services publics sur Maps
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. 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 que 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.
L’équipement GPR n’est pas sans limites. Les signaux des ondes radio GPR sont absorbés par le sol, certains sols (argiles, solutions salines) limitant fortement 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 aspirer pour exposer les caractéristiques. Des connaissances a priori et des dessins conformes à l'exécution précis sont nécessaires pour être efficaces avec ces techniques. Souvent, ces données ne sont pas disponibles ou ne sont pas suffisamment précises. 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.
Le localisateur d'utilitaires basé sur 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.
Locate and mark™ est le moyen le plus courant d'utiliser le GPR pour localiser les utilitaires. Ceci est très similaire à l’utilisation de détecteurs utilitaires de suivi de courant traditionnels. Le capteur GPR est déplacé le long de balayages perpendiculaires à l'axe d'utilité prévu (voir Figure 1). Lorsque l'unité GPR traverse le service public, l'image montre une forme hyperbolique (V inversé) comme indiqué dans
Figure 2. Le sommet ou sommet de l'hyperbole est la position du service public. 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 là où le sommet de l'hyperbole est observé, l'alignement du service public souterrain peut être tracé comme l'indiquent les X sur la figure 1. Par exemple, un tracé d'égout pluvial en béton était localisé sous l'asphalte sur la figure 3. Les emplacements des 3 lignes de levé perpendiculaires sont indiqués sur la photographie de la figure 3 et les images de données sont présentées sur la figure 4. Le V inversé visible sur chaque transect, clairement identifie l'alignement du tuyau.
Notez sur la figure 4 qu'à mesure que le tuyau s'approfondit, la force de la réponse hyperbolique sur le transect GPR s'affaiblit. Cela est dû au fait que le signal GPR est atténué à mesure qu’il pénètre plus profondément dans le sous-sol. Dans tous les sols, le signal GPR sera finalement complètement absorbé et seul le bruit radio ambiant de la zone sera détecté par le récepteur GPR.
Pour voir la cible la plus profonde possible avec un GPR, il est important de disposer d'un système silencieux et très sensible. La figure 5 montre la réponse d'un tuyau en béton d'amiante qui est subtile mais visible.
Dans certaines situations, les conditions du sol sont compliquées et/ou il n’existe aucune connaissance préalable de ce qui est enfoui. La cartographie constitue un moyen puissant de répondre 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. Bien que des traversées individuelles puissent permettre de marquer certaines caractéristiques, l'objectif principal est d'acquérir et d'enregistrer les données pour permettre à un ordinateur de carte générée de la zone.
Par exemple, un levé quadrillé a été effectué dans une zone reposant sur de gros rochers. La réponse GPR est encombrée et complexe, ce qui rend très difficile l'identification unique d'un service public enterré lors de l'examen d'une seule traversée.
En fusionnant toutes les données pour créer une image de volume, les cartes de tranches à différentes profondeurs rendent les longues entités linéaires facilement visibles. Les résultats pour la zone de grille sont présentés dans la figure 7. La figure montre des tranches de profondeur à 0.5 m et 1.1 m pour le levé par grille. L'élément de ligne à Y ≈ 2.5 m à 3 m est un câble d'alimentation électrique enterré alimentant les lampadaires. L'élément à 12.5 m est une conduite d'arrosage. L'élément situé à Y ≈ 7.5 à 10 m dans la tranche de 1.1 m est un collecteur d'eaux pluviales en béton.
L’œil humain est très puissant pour identifier les caractéristiques linéaires connectées. L'animation par ordinateur le rend encore plus vrai.
Systèmes GPR qui fonctionnent dans la gamme de fréquences 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 fabriqués à partir de matériaux non métalliques.
Le système LMX200™ (Figure 3) fournit un excellent exemple de système GPR optimisé pour la localisation des services publics. Le chariot pliable est construit à partir de composants robustes en fibre de verre non métalliques, possède des roues de grand diamètre et un affichage des données très visible.
Le système est conçu pour faciliter l’expédition et le stockage. Le temps de configuration entre l’arrivée sur 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 en plein soleil, le
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 le compteur kilométrique de roue facilitent les enquêtes contrôlées. Une journée complète d’arpentage ne nécessite qu’une seule batterie rechargeable au gel. Le positionnement GPS est conçu dans le système LMX200™.
Le micrologiciel Smart System intelligent et convivial de l'unité d'affichage rend le fonctionnement simple et direct, que ce soit en mode Localiser et marquer ou en effectuant une enquête en grille pour imager une zone complexe. Lors de l'acquisition de données, la flèche de sauvegarde fournit une précision extrême 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.
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