Auscultation à Barcelone Des dinosaures! Prévoir les

Technologie
&plus
Numéro 2012-2
Publication destinée aux professionnels de
la topographie et de la cartographie
Auscultation à
Barcelone
Des dinosaures!
Prévoir les Séismes grâce
au GNSS
Cadastre Rural
en Equateur
Technologie
&plus
Bienvenue dans cette nouvelle
édition de Technologie&plus!
SOMMAIRE :
Chers lecteurs,
Une fois encore, cette nouvelle édition de Technologie&plus vous emmène parcourir le
monde, de l'Europe à l'Amérique du sud et au Sud-est asiatique en passant par les EtatsUnis; Nous voyagerons également à travers le temps, de la période jurassique à nos jours
pour vous donner les toutes dernières informations sur les projets innovants de nos
clients. Technologie&plus a choisi de mettre en lumière des projets réalisés dans le monde
entier et qui montrent les gains de productivité que l'on peut réaliser avec la technologie
Trimble® . Comme toujours, nous espérons qu'au fil de ces pages vous glanerez des idées
et des informations utiles, qui vous serviront à vous bien sûr mais aussi à votre entreprise
aujourd'hui, et demain.
Dans cette édition, vous découvrirez comment: utiliser
aujourd'hui la technologie du scanner en 3D pour étudier
les barrages, les écluses et d'autres ouvrages sur les fleuves
et les rivières de Pennsylvanie, et pour créer un modèle
en 3D des pistes empruntées par les dinosaures dans les
montagnes du Jura en Europe ; Le GPS et les stations totales
sont utilisés pour acquérir et développer des informations
sur l'exploitation et la répartition des terres dans la forêt
tropicale en Equateur ; les ingénieurs en BTP surveillent
le moindre mouvement des bâtiments vieux de plusieurs
siècles lors des travaux de construction du tunnel sur la
ligne à grande vitesse, à Barcelone, en Espagne ; Le GNSS
permet de surveiller les tremblements de terre dans les
zones sismiques à travers le monde et de réaliser des
études archéologiques en Islande ; enregistrer facilement
Chris Gibson: Vice Président
à l'aide de terminaux portables GNSS les données relatives
à l'exploitation des terres agricoles en Lettonie ; et bien d'autres choses encore. Vous
découvrirez également les méthodes et applications actuelles pour collecter et utiliser
les données géospatiales dans la gestion d'entreprise.
Dans tous ces projets, les équipements et technologies Trimble ont permis à leurs
utilisateurs de réaliser leurs travaux plus rapidement et de manière plus performante,
et dans certains cas, de mener à bien des tâches qu'ils n'auraient jamais pu réaliser il y a
quelques années.
Si vous souhaitez faire partager à d'autres lecteurs de Technologie&plus des informations
concernant des projets innovants que vous avez menés à bien, nous nous ferons un plaisir
de les publier. Il vous suffit pour cela de nous contacter par email à l'adresse suivante :
[email protected]. Nous nous chargerons de rédiger l'article pour vous.
France
P. 2
Equateur
P. 4
Espagne
P. 6
Lettonie
P. 14
N'oubliez pas de noter sur votre calendrier la Conférence Internationale Trimble
Dimensions, qui se tiendra du 5 au 7 novembre 2012, à l'hôtel Mirage à Las Vegas, Nevada,
aux Etats-Unis. Environ 3000 professionnels de la topographie et du BTP ont participé à
la conférence Dimensions 2010. Nous espérons vous y retrouver cette année : Dimensions
2012 promet d'être une manifestation exceptionnelle, avec de nombreux ateliers
éducatifs, des opportunités de contacts uniques et bien entendu beaucoup d'animations.
Je vous souhaite une agréable lecture de ce numéro de Technologie&plus.
Chris Gibson
Publié par :
Trimble Engineering
& Construction
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Westminster, Colorado 80021
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Lin Lin Ho ; Echo Wei ; Maribel Aguinaldo ;
Stephanie Kirtland ; Equipe technique
Marketing
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© 2012, Trimble Navigation Limited. Tous droits réservés. Trimble,
le logo représentant un globe et un triangle, GeoExplorer, NetRS,
Pathfinder, RealWorks, et TSC2 sont des marques commerciales
de Trimble Navigation Limited ou de ses filiales, enregistrées au
Bureau des marques et brevets des Etats-Unis. 4D Control, FineLock, Floodlight, FX, GeoXT, GX, NetR9, VRS, et VRS3Net sont des
marques commerciales de Trimble Navigation Limited ou de ses
filiales. Toutes les autres marques commerciales appartiennent
à leurs propriétaires respectifs.
Photo en couverture de Bernd Schumacher.
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Une Troisième Dimension
dans l' Etude
Topographique
de Ponts et de Barrages
L
es ingénieurs et les topographes de l'U.S. Army Corps
of Engineers’ (USACE) du district de Pittsburgh ont
adopté pour leurs activités quotidiennes, des outils
technologiques et des solutions logicielles pour surveiller,
inspecter et préserver l'intégrité des 39 réservoirs et structures
de navigation de leurs district. Cependant, les réductions
de personnel qui ont touché la section topographie en 2005
ont obligé le district à sous-traiter une grande partie de ses
activités de topographie et de cartographie. La société d'études
géodésiques de Pittsburgh, TerraSurv, s'est vue confier la
réalisation des études de déformations de ses écluses, barrages
et réservoirs..
un graphique en CAO des mesures d'ouverture des portes ont
confirmé que le barrage de Hildebrand restait sûr.
Les avantages de la scannérisation étant démontrés, TerraSurv
a intégré le scanner GX Trimble dans un double projet qui
consistait à étudier sept ponts enjambant la Cheat River et
à collecter 50 vues en coupe de la rivière. En décembre 2010,
l'USACE a demandé à TerraSurv de réaliser ces travaux dans le
cadre d'une étude destinée à réduire les dégâts provoqués par
les inondations.
A l'aide de récepteurs Trimble R8 GNSS, d'une station totale
Trimble S6 et de niveaux numériques, une équipe a défini les
points d’appui nécessaires puis réalisé des scans des ponts
en Virginie occidentale depuis les berges de la rivière ; elle a
enregistré des nuages de points des sept ponts en deux jours.
Equipé d'un ensemble de récepteurs GNSS, de niveaux optiques
et numériques Trimble, TerraSurv a collecté des données et
rationalisé le processus d'étude des déformations ; cependant,
un barrage spécifique exigeait une approche différente.
Les ingénieurs ont ensuite extrait les mesures spécifiées telles
que la longueur et la largeur des ponts, les ouvertures des voies
navigables et les dimensions des piliers et créé un modèle 3D
surfacique de chaque pont avec des vues des piliers et des
culées. Des modèles personnalisés en CAO ont permis aux
ingénieurs de l'USACE d'importer ces données dans le logiciel
Microstation.
En 2006, le barrage de Hildebrand Lock and dam sur la rivière
Monongahela a connu un problème de dysfonctionnement
au niveau de ses portes. Les ingénieurs de l'USACE voulaient
avoir la certitude que l'origine de l'inclinaison des jetées venait
d'un mouvement non détecté.
Pour résoudre cette problématique, TerraSurv a configuré
son scanner 3D Trimble GX™ sur des plots de positionnement
mesurés au préalable, et scanné les parois des sept piliers du
barrage ainsi que les guides des portes ; dans les trois heures
qui suivirent, l'équipe avait acquis des nuages de points des
parois et des guides, soit 437 378 points au total.
Ces données personnalisées et en 3D ont permis aux ingénieurs
de réaliser des modèles hydrologiques et de créer des cartes
des inondations, montrant les limites d'inondation, et leur
permettant d'identifier les zones inondables ; ils ont pu ainsi
développer des stratégies correctives efficaces, pour l'avenir.
Grâce à ces résultats aussi bien sur le terrain qu'au bureau, la
numérisation 3D est devenue une technologie clé dans l'étude
des déformations des ponts et de modélisation hydraulique.
A l'aide du logiciel Trimble RealWorks®, les ingénieurs ont géoréférencé ces nuages de points et en ont déduit les distances,
à 15 cm près, entre les piliers à des élévations définies, créant
ainsi une vue "avant les travaux" permettant des comparaisons
avec les quatre scans suivants. Le nuage de points obtenu et
Voir l'article phare dans le numéro de février de Professional
Surveyor : www.profsurv.com
-1-
Technologie+ 2012-2
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Sur les Traces des
Dinosaures Géants
Illustration © Alain Bénéteau 2012/www.paleospot.com
L
Une Découverte Clé !
es plus grandes traces et les plus longues pistes de dinosaures
sauropodes ont été découvertes dans les montagnes du Jura
en France. Pour pouvoir exploiter au mieux les données
collectées sur ce site exceptionnel, baptisé “dinoplagne”, la
communauté scientifique a fait appel à une équipe de topographes
utilisant la technologie Trimble.
En avril 2009, travaillant sous la direction de la Société Des
Naturalistes d’Oyonnax (SDNO), les chercheurs Marie-Hélène
Marcaud et Patrice Landry ont découvert les traces des plus
grandes pistes de dinosaures jamais observées. Ces traces ont été
préservées dans le sous-sol calcaire et mises à jour par le passage
d'engins et l'érosion par les eaux de ruissellement, sur un chemin de
débardage, à proximité du village de la Plagne dans le département
de l'Ain. Les empreintes formaient des pistes qui atteignaient 150 m
de long.
Les montagnes du Jura s'étendent sur 300 km et sont situées au
nord des Alpes entre la France, la Suisse et l'Allemagne. Cette chaîne
de montagnes tire son nom de la “période jurassique,” également
appelée “l'ère des dinosaures.” La période jurassique a duré plus
de 60 millions d'années et s'est terminée il y a environ 144 millions
d'années. Cette région était autrefois recouverte d'une mer chaude
et peu profonde possédant une faune abondante, comprenant
essentiellement des tortues de mer, des ammonites (mollusques)
et des oursins. Lorsque la mer s'est retirée, cette région est devenue
l'habitat de troupeaux de “sauropodes,” des quadrupèdes herbivores
au long cou, comprenant les plus gros animaux ayant jamais vécu
sur la terre : les diplodocus, sauroposéidons et les brachiosaures.
Technologie+ 2012-2
La taille et le retentissement mondial de cette découverte ont donné
lieu, en 2010, à un chantier de fouilles mené par le Laboratoire
des sciences de la terre et de l'environnement du CNRS (Centre
National de la Recherche Scientifique) de l'Université Claude
Bernard Lyon 1.
Sur une surface de plusieurs hectares, des douzaines de traces
gigantesques, dont certaines mesurent entre 1,20 et 1,50 m de
-2-
Le topographe Eric Varrel scannant des traces sur le terrain. Images © www.3dscanmap.fr
diamètre sont visibles sur le calcaire affleurant. Celles-ci sont
formées par les pas des sauropodes de la famille des diplodocus,
des animaux pesant entre 30 et 50 tonnes (soit l'équivalent
d'une douzaine de nos éléphants d'aujourd'hui) et mesurant
probablement plus de 25 m de long et entre 6 et 8 m de haut.
Eric Varrel d'ajouter : “Cette technologie de pointe nous
a permis de développer des modèles informatiques 3D
complets et précis. Nous avons pris de nombreuses photos de
façon à pouvoir créer un orthophotoplan du site. Grâce à la
sophistication du modèle 3D, nous avons obtenu un document
d'une qualité exceptionnelle sur le plan géométrique. L'an
dernier, nous avons réalisé 39 scans, ce qui représente un total
de 56 Go de données brutes.”
“Ce qu'il y a de vraiment exceptionnel, c'est le nombre
d'empreintes et la qualité de leur conservation” ont déclaré
Marie-Hélène Marcaud et Patrice Landry. "La présence d'un
sol calcaire, autrefois recouvert par une mer peu profonde a
permis une sédimentation parfaite des empreintes.” MarieHélène Marcaud et Patrice Landry vont poursuivre leurs
travaux jusqu'à la fin de l'année 2012 avant de présenter leurs
conclusions scientifiques.
Contribution à la Recherche Paléontologique
Pour que les empreintes des dinosaures aient pu se conserver
aussi bien à Dinoplagne, il était important que la pierre ne soit
pas trop entaillée ou cassée par les mouvements tectoniques
au cours de ces millions d'années. C'est ce qui s'est passé sur
les grandes surfaces structurelles aux altitudes de Plagne, qui
présentent un paysage varié de forêts et de prairies. Exposées au
gel ou aux intempéries, cependant, ces surfaces sont devenues
très fragiles.
De la Période Jurassique à l'Ere du Laser
“Les chercheurs du CNRS ont fait appel à nos services peu de
temps après cette découverte, afin de réaliser les enregistrements
les plus exhaustifs possibles du site” a déclaré Eric Varrel,
directeur technique de 3D Scanmap, une société d'ingénierie
topographique installée dans la région Rhône-Alpes. “Nous
avons choisi d'utiliser la technologie de scannérisation pour
numériser le site et réaliser un modèle informatique en 3D des
empreintes. Ce modèle virtuel permettra aux scientifiques de
partager immédiatement les informations avec leurs collègues
et surtout, facilitera les études biométriques, en utilisant les
données des empreintes pour déterminer la taille, le poids ainsi
que les autres caractéristiques de ces animaux.”
“C'est pourquoi nous devons intervenir le plus rapidement
possible,” ajoute Eric Varrel. “Ceci souligne également l'intérêt
de collecter des enregistrements exhaustifs. Cela nous permet
de retourner l'objet et offre aux scientifiques la possibilité
de travailler sur les traces originales, qui, compte tenu des
conditions climatiques et de l'érosion, risquaient de disparaître
ou de se modifier avec le temps.”
En plus des empreintes, les chercheurs ont également scanné
leur environnement et toutes les surfaces de terrain sèches
pour définir un modèle numérique du sol, en haute résolution
3D. Les scientifiques utilisent ce modèle comme base de
travail pour réaliser des études biométriques précises qui
leur permettront de définir les caractéristiques de l'animal
(poids, taille, vitesse de déplacement) et également de mieux
comprendre son comportement (mouvements en groupes
composés de jeunes animaux et d'adultes, migrations, etc).
“Nous allons mettre ce processus à jour tous les ans jusqu'à ce
que les travaux de fouille soient terminés,” ajoute Eric Varrel.
Actuellement, nous envisageons d'ouvrir un chantier qui
permettra au public de suivre l'évolution des travaux des
scientifiques.
“Nous avons réalisé des travaux sur le terrain, par équipes de
deux ou parfois trois personnes,” poursuit Eric Varrel. “Nous
avons d'abord défini un ensemble de points de contrôle
géoréférencés sur tout le site à l'aide d'un système Trimble R8
GNSS. Puis, à l'aide d'une station totale, nous avons créé un
réseau de points coordonnés pour les différentes stations du
scanner. Une fois cette opération terminée, nous avons été
en mesure de commencer la numérisation, avec le scanner
3D Trimble FX™. Sur la base des premières mesures en 3D
réalisées, nous nous attendions à un niveau de performances
exceptionnel. Effectivement, nous avons apprécié le niveau de
résolution impressionnant et la précision millimétrique des
données brutes du nuage de points.”
Pour plus d'informations sur ce sujet, rendez-vous sur le site :
www.dinoplagne.com et www.sdno.asso.fr/dino
-3-
Technologie+ 2012-2
Technologie
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Un Nouveau Cadastre
Rural en Equateur
S
itué dans l'Est de l'Equateur, le village de Sharamentsa
s'étend dans la vallée du Rio Pastaza à proximité
de la frontière péruvienne. Ce village est niché au
milieu de la forêt tropicale dans le nord-ouest du bassin
de l'Amazone en Amérique du sud, paradis de la faune et
de la flore. Habitat des jaguars, des pumas, des tapirs, des
dauphins d'eau douce, des anacondas, des alligators, de
différentes espèces de singes et d'innombrables insectes, ce
bassin abrite également des variétés d'oiseaux rares et pour
certaines en voie de disparition. Les variétés de plantes
sont également très nombreuses : sur une surface de un
hectare on trouve plus de 300 essences d'arbres différentes
et une grande diversité d'orchidées et de palmiers.
Les habitants de Sharamentsa sont les Achuar, une
population indigène respectée pour sa connaissance
de l'environnement physique et son aptitude à vivre en
harmonie avec la nature et les ressources naturelles. Au
cours de ces 15 dernières années, cependant, les Achuar
ont été menacés par la déforestation ainsi que par des
activités de forage et d'exploration énergétique.
Pour préserver leur communauté et leurs coutumes, les
Achuar ont fait appel à AMAZONICA, une fondation
allemande, qui s'est donnée pour mission de protéger les
territoires des populations indigènes et de préserver la
biodiversité de la forêt tropicale du bassin de l'Amazone.
Dans le cadre de son approche, AMAZONICA veut créer
une base économique viable qui permettra aux Achuar
de développer leurs propres écoles, leurs activités et leurs
infrastructures médicales. Pour ce faire, la fondation a mis
en place une série de projets au cours de ces dix dernières
années. Parmi ces initiatives, la première "Jungle Academy",
école et base de recherche destinées aux populations
indigènes et aux étudiants du monde entier. Illustration
de ce “tourisme scientifique” cette université attire les
scientifiques et les sociétés de recherche, procurant ainsi
des revenus aux communautés indigènes et favorisant leur
développement. En outre, elle se fait le porte-parole des
Achuar, et des problèmes liés à la forêt tropicale en général,
dans le monde entier.
Josipa Puljić , étudiant à l'université des sciences appliquées de Munich,
prenant des mesures à Sharamentsa, à l'a ide d'une station totale
Trimble 3305DR.
Abritant une douzaine de familles, les bâtiments de
Sharamentsa entourent le centre névralgique des
transports de la région : une piste d'atterrissage en sable
qui permet aux petits appareils de se poser. Lorsque l'on
vient de la capitale régionale de Puyo, à 210 km au nordest, Sharamentsa est à cinquante minutes de vol pour un
appareil monomoteur Cessna. La seule alternative est la
marche à pied, expédition qui prend environ deux semaines.
Après deux voyages à Sharamentsa, Corinna Miller,
étudiante à l'université des sciences appliquées de Munich
a déclaré que ce village présentait une série de contrastes
Technologie+ 2012-2
Les systèmes GPS Trimble ont été utilisés pour acquérir des données sur
les puits d'eau douce du village ainsi que le long de la piste d'atterrissage
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aménagé des sentiers dans la forêt à l'aide de machettes et
repéré les angles des terrains à l'aide de piquets en bois. Pour
réaliser le relevé cadastral du village, des équipes de géomètres
devaient capturer les positions des angles de chacun de ces
terrains. Etant donné que les piquets en bois se décomposent
rapidement dans la jungle, les géomètres ont utilisé les
mesures des stations pour référencer les piquets par rapport à
des références permanentes.
Les équipes voulaient utiliser le GPS pour une partie des
travaux cadastraux et la piste d'atterrissage était le seul endroit
qui le permettait. A l'aide de systèmes GPS Trimble R7 et
Trimble R3 fournis par la société Sinning Vermessungsbedarf
GmbH, les équipes ont collecté des données GPS afin de les
post-traiter. Elles ont utilisé des méthodes GPS statiques pour
définir les emplacements de trois repères en béton situés le
long de la piste ainsi que sur les puits d'eau douce du village.
Elles ont traité les données GPS par rapport à des stations de
référence connues situées à une distance de 200 à 600 km. Une
fois le canevas en place, l'équipe a utilisé le Trimble 3305DR
pour cheminer et mesurer les positions géo-référencées des
repères d'angle de propriété ainsi que des angles des bâtiments
existants. Pour assurer un contrôle qualité, elles ont effectué
plusieurs mesures sur les repères et les puits en utilisant à la
fois les stations totales et le GPS. Au total, l'équipe a collecté
des informations permettant de définir 17 parcelles différentes
à Sharamentsa. A l'aide de ces données, le Département des
informations géospatiales de l'université a réalisé un schéma
des parcelles qui devait servir de base au cadastre du village.
“Les habitants du village ont réalisé trois repères en béton,
répartis le long de la piste d'atterrissage” nous a expliqué
Corinna Miller. “Nous avons eu recours au béton, car les
repères en bois s'abiment très rapidement dans ce climat
humide. Nous espérons que ces repères seront toujours là lors
de notre prochain voyage !”
Corinna Miller à Sharamentsa, Equateur
fascinants. “On y trouve un style de vie qui allie un esprit à la
fois traditionnel et moderne,” précise Corinna Miller. “Vous y
voyez des habitants portant des vêtements traditionnels, des
coiffures en plumes et ayant le visage peint, mais également
des technologies modernes telles que le filtrage de l'eau
courante, l'électricité solaire et même un service Internet
via une antenne satellite installée dans la forêt tropicale.”
Les familles de Sharamentsa habitent dans des maisons
réparties autour de la piste d'atterrissage. Parmi les autres
installations, se trouvent des logements pour les étudiants
de passage, ainsi qu'une antenne médicale, des installations
sanitaires, de stockage, une école et une salle de réunion.
Avant le premier voyage de Corinna Miller, des étudiants
en architecture avaient réalisé une maquette du bâtiment
de la faculté des sciences et l'équipe de Corinna Miller avait
besoin de réaliser un relevé topographique de l'emplacement
où serait installée cette faculté. Les conditions de travail
étaient difficiles, notamment du fait de la température très
élevée, du taux d'humidité, des fortes pluies et des hordes de
moustiques. Les membres de l'équipe ont rapidement appris
à vérifier les moustiquaires chaque nuit afin de s'assurer qu'il
n'y avait pas d'araignées, de cafards ou autres insectes dans
leurs lits.
Corinna Miller est convaincue que les travaux qu'elle a réalisés
à Sharamentsa constituaient une merveilleuse opportunité
d'aider la population Achuar à organiser leur vie actuelle dans
la forêt tropicale. Cette expérience lui a permis de découvrir
la forêt tropicale et toutes ses richesses uniques en termes
d'espèces animales et végétales et de faire la connaissance
de ce peuple indigène avec sa culture et son mode de vie
différents. “C'était une expérience fascinante,” conclut-elle. “Si
cétait à refaire, je n'hésiterais pas.”
Compte tenu de la forêt très dense, l'équipe s'est appuyée sur
des appareils classiques pour réaliser la plus grande partie
de ses travaux. Munis d'une station totale Trimble 3305DR
et d'un contrôleur Trimble TSC2®, ils ont traversé la jungle
pour se rendre sur le site de l'université et réaliser une étude
topographique du site. Compte tenu du fait que l'alimentation
électrique était limitée, il était important que les appareils
Trimble utilisés consomment peu. Les systèmes se sont bien
comportés dans cet environnement difficile : la chaleur et
l'humidité de la jungle n'ont posé aucun problème que ce soit
pour l'appareil ou le système de collecte des données.
Lors de son deuxième voyage à Sharamentsa, les Achuar
ont demandé à Corinna Miller de les aider à collecter des
informations cadastrales et sur les limites de propriété pour
le village. “Ils voulaient créer un cadastre de façon à savoir
quelle partie de leur territoire ils pouvaient céder à leurs
enfants et à de nouvelles familles,” explique Corinna Miller.
Après de longues discussions, les habitants du village sont
tombés d'accord sur des limites de propriété ; ils ont alors
Vue aérienne de Sharamentsa en Equateur
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Technologie+ 2012-2
Technologie
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Forage Souterrain
à Barcelone
La construction d'un tunnel pour la
ligne à grande vitesse a fait appel à des
techniques de mesure avancées pour
protéger les bâtiments en surface
L
es trains à grande vitesse ont le vent en poupe
en Europe occidentale. Circulant à des vitesses
supérieures à 300 km/h, ces nouvelles rames
favorisent les déplacements en train en offrant des liaisons
transfrontalières entre les pays d'Europe occidentale.
Dans le nord-est de l'Espagne, les travaux ont commencé
sur la liaison à grande vitesse entre Barcelone et Figueres.
La fin des travaux étant initialement prévue fin 2012, ce
dernier tronçon permettra de relier la ligne à grande vitesse
espagnole (Alta Velocidad Española, ou “AVE”) à la frontière
française et aux Lignes à grande vitesse françaises (LGV).
Ce raccordement permettra de voyager à grande vitesse de
Madrid à Paris et même au-delà.
Photos réalisées par Bernd Schumacher
Le dernier grand projet de cette ligne Barcelone-Figueres est
la gare de La Sagrera à Barcelone. Couvrant une superficie
de plus de 295 000 m2, La Sagrera sera le plus grand bâtiment de la ville, abritant un pôle intermodal de transport, des espaces
commerciaux et résidentiels. La gare devrait recevoir 100 millions de voyageurs par an et assurer la liaison entre les trains à
grande vitesse et les trains locaux et régionaux ainsi que les bus et les taxis.
Les trains à grande vitesse arrivant du sud et de l'ouest du pays atteindront la gare de La Sagrera en empruntant un nouveau
tunnel depuis Sants, la gare centrale de Barcelone. Le tracé de ce tunnel, d'environ 5 600 m de long, a été soigneusement
étudié pour éviter les quartiers résidentiels ainsi que les monuments et lieux historiques. Le projet a été supervisé par Adif,
Administrateur des structures ferroviaires, qui est rattaché au Ministère des travaux publics. Le maître d'oeuvre était SACYR.
Auscultation en Surface
La plus grande partie des travaux d'excavation du tunnel de Sants à La Sagrera a été réalisée par un tunnelier. Baptisé
“Barcino,” ce tunnelier a creusé un trou de 10,4 m de diamètre et progressé à une vitesse de 18 à 25 m par jour. La vitesse de
progression du tunnelier correspondait au rythme d'excavation, réduisant ainsi les nuisances et les risques de déplacements
autour du tunnel. Au fur et à mesure que le Barcino progressait, il mettait en place des blocs de béton armé qui constituaient
les parois du tunnel. Bien que ce tunnel se situe à environ 28 m de profondeur, Adif a pris les mesures nécessaires pour éviter
toute répercussion ou conséquences graves en surface.
Pour prévenir toute nuisance et perturbation en surface, Sacyr et son sous-traitant, Soldata Iberia, installèrent un système de
surveillance géotechnique. Ce système comprenait des capteurs à ultrasons installés tous les 150 m sur toute la longueur du
tunnel ; cet intervalle était réduit dans les zones sensibles et les zones de subsidence. Les capteurs étaient reliés à Internet par
le WiFi et des liaisons cellulaires.
Un deuxième système d’auscultation en surface utilisant la technologie de topographie optique réalisait des observations
précises de plus de 2 800 prismes fixés sur les bâtiments et les structures sur toute la longueur du tracé du tunnel. Ces prismes
étaient surveillés par un réseau de 31 stations totales Trimble S8 placées sur les bâtiments et des colonnes à proximité ou
Technologie⩲ 2012-2
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sur le chantier de construction du tunnel. Les instruments
étaient installés dans des enceintes adaptées et reliées via
des liaisons sans fil à un poste de contrôle de surveillance
central. Chaque instrument était commandé à distance
afin de réaliser des mesures multiples sur des douzaines de
prismes. Toutes les 30 minutes, les instruments localisaient
et pointaient automatiquement, grâce à la technologie
Trimble FineLock™ sur les prismes et prenaient des mesures
de distance et d'angle précises. Ces mesures étaient envoyées
au centre de contrôle où elles étaient compilées et introduites
dans le logiciel de gestion et d'analyse des données.
Afin de détecter de manière fiable les moindres mouvements
des bâtiments, le système de surveillance mesurait la
position des prismes au millimètre près, voire moins. En plus
de ces mesures d'angle et de distance de haute précision
fournies par la station Trimble S8, le projet utilisait des
capteurs atmosphériques pour appliquer les corrections aux
mesures optiques.
Le système de mesure et d'alerte était adapté à la structure à
surveiller. Les exploitants du projet définirent des seuils de
déplacement pour les différentes zones sur toute la longueur
du tracé. Sur les bâtiments modernes, le système enregistrait
les modifications supérieures à 10 mm. Pour les bâtiments
plus anciens, les tolérances étaient inférieures. Lorsqu'un
capteur détectait une modification supérieure aux niveaux
définis, le système envoyait une alerte au personnel du projet
par email ou par SMS.
Au fur et à mesure que le tunnelier avançait sous terre, les
stations totales et les prismes étaient déplacés pour être
toujours "en phase". Au cours du projet, chaque instrument a
été placé sur trois points de surveillance différents sur le tracé
du tunnel. Pour chaque emplacement, les stations totales
étaient positionnées de façon à offrir un axe de visée sur les
cibles situées sur les bâtiments et les structures concernées.
Avant les travaux, le système a créé une base de données des
positions initiales avant construction de tous les prismes.
Pendant les travaux, des analyses statistiques comparaient
les positions initiales aux résultats mesurés ; le moindre
mouvement était confirmé avec un degré de certitude élevé.
Pendant toute la durée du projet, les stations totales Trimble
S8 installées sur les toits des bâtiments résidentiels et
commerciaux ont fonctionné en silence, réduisant ainsi les
nuisances pour les habitants. Les ingénieurs du projet ont
noté que les instruments nécessitaient peu d'entretien audelà d'un entretien et d'un étalonnage annuels. Afin de fournir
des points de référence connus aux instruments, un certain
nombre de prismes furent également placés à l'extérieur de
la zone de travaux. Grâce à un étalonnage régulier de ces
cibles fixes, le système d’auscultation garantissait un niveau
de précision optimal dans la détection des mouvements.
L'un des principaux problèmes en termes de surveillance
résidait dans le système de communication, pour les
instruments. Manuel Frías, Directeur du Service de
topographie ferroviaire de SACYR S.A.U., a décrit le système
en ces termes : “La communication était assurée par un réseau
WiFi et 3G destiné uniquement à contrôler les stations et les
données transmises par le réseau”. “Des répéteurs étaient
installés, tout le long du tracé, au sommet des bâtiments les
plus hauts afin de garantir une bonne communication sur
tout le trajet.”
Auscultation d'une Eglise Historique
L'un des monuments les plus "critiques" situés sur le tracé
du tunnel était la Basílica i Temple Expiatori de la Sagrada
Família (Basilique et temple expiatoire de la Sainte Famille,
plus connue sous le nom de Sagrada Familia), monument
emblématique, classé au patrimoine mondial de l'humanité
par l'UNESCO (Organisation des Nations Unies pour
l'Education, la Science et la Culture). Etant donné sa hauteur
-7-
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et les charges au sol, la Sagrada Familia exigeait des précautions particulières. Afin de protéger le bâtiment, les
ingénieurs installèrent un système de sécurité formé d'une barrière composée de 104 piliers de 1,5 m de diamètre et de
41 m de profondeur.
A l'intérieur de la basilique, des équipes installèrent quatre stations totales Trimble S8 et 149 prismes. Les stations totales
réalisaient des mesures en continu sur les prismes et transmettaient en permanence des données sur le comportement
de cette structure inestimable. A l'extérieur de la basilique, des stations totales et des capteurs surveillaient de très près
le moindre tassement ou mouvement suspect.
Compte tenu de la valeur exceptionnelle des monuments situés sur tout le tracé, une équipe de 20 techniciens, de
l'Instituto Técnico de Materiales y Construcciones (Institut technique des matériaux et de la Construction, ou “Intemac”)
a étudié les documents et procédures d’auscultation de la basilique et des différentes zones du projet.
Manuel Frías a déclaré que dans le passé les bâtiments étaient surveillés à l'aide de niveaux classiques. “L'avantage
qu'offrent les stations totales robotisées, c'est le nombre élevé de mesures et les alertes automatiques" . “et nous
pouvons toujours utiliser les niveaux classiques pour vérifier les observations réalisées par les capteurs à ultrasons et
les stations totales"
Ce projet a démontré que les techniques d’auscultation évoluées associées aux systèmes de communication WiFi et 3G,
permettent aux techniciens d'avoir un contrôle total de tout le chantier de construction. En cas d'incident, ils sont prêts
à réagir rapidement car ils disposent d'informations précises à la minute près.
Voir l'article publié sur ce sujet dans l'édition en ligne de CE News de février 2011 : www.cenews.com
Technologie+ 2012-2
-8-
Technologie
&plus
Auscultation de la plus grande
mine de charbon de Thaïlande
S
ituée dans la province de Lampang au nord de la Thailande,
la mine de Mae Moh est la plus grande mine de lignite à
ciel ouvert du pays. Cette mine, exploitée par l'Electricity
Generating Authority of Thailand (EGAT), a été ouverte en 1960
afin de produire du charbon pour la centrale électrique toute
proche de Mae Moh. Aujourd'hui cette mine s'étend sur une
superficie de plus de 28 km2 Le puits le plus profond se situe à
environ 300 m au-dessous du niveau du sol. En 2010, la mine a
produit près de 16 millions de tonnes de lignite, une variété de
charbon parfaitement adaptée à la production d'énergie.
La station Trimble S8 est commandée par le logiciel Trimble
4D Control. Ce logiciel est installé sur des serveurs situés
dans un centre de contrôle à environ 4 km du bâtiment
abritant la station totale. L'un des principaux problèmes liés
à la surveillance de la mine, était de disposer d'un système
rapide et fiable pour communiquer avec la station totale. Les
transmissions radio classiques ont posé un certain nombre
de problèmes, car ces installations sont sensibles à la foudre
et autres perturbations. Pour résoudre ce problème, les
ingénieurs installèrent un réseau LAN sans fil, longue portée,
entre la station Trimble S8 et le centre de contrôle. Ce réseau
LAN assure la communication des données à grande vitesse
et a permis de résoudre un certain nombre des problèmes
rencontrés avec les radios.
Alors que la mine ne cesse de s'étendre, les ingénieurs et les
géologues ont réalisé que les précipitations, les glissements de
terrain et les eaux souterraines risquaient de compromettre la
stabilité des galeries et des parois de la mine. La sécurité est une
préoccupation essentielle dans cette mine en pleine activité,
qui emploie un grand nombre de mineurs, mais où l'on trouve
également nombre de structures et de machines. Les équipes
techniques ont été amenées à surveiller la mine afin d'étudier
les mouvements ou déformations susceptibles de provoquer un
effondrement des galeries. Pour répondre à cette demande et
afin d'obtenir des mesures précises de cette mine gigantesque,
les équipes ont installé un système d’auscultation automatisé
Trimble. Ce système utilise une station totale Trimble S8 pour
réaliser les mesures et le logiciel Trimble 4D Control™ pour
analyser les données.
La configuration modulaire du logiciel permet aux ingénieurs
de commander la station à distance, et d'éviter ainsi les
longs déplacements jusqu'au bâtiment. Les ingénieurs
peuvent examiner les données en temps réel ou effectuer une
analyse sur des périodes de temps plus longues pour obtenir
des résultats par mois ou par trimestre. Les données de
surveillance sont conservées dans une base de données SQL
sécurisée. Cette approche permet aux ingénieurs d'accéder
facilement aux données, pour les étudier et les analyser à
l'aide du logiciel Trimble 4D Control ou de les transférer dans
d'autres systèmes pour procéder à d'autres calculs.
La station Trimble S8 a été installée dans un petit bâtiment
qui offre une excellente vue sur la mine. L'instrument est posé
sur une dalle de béton qui constitue une plate-forme à la fois
stable et protégée des vibrations. De là, la station Trimble S8
effectue des mesures sur plus de 100 prismes installés à des
points stratégiques de la mine. Chaque prisme est mesuré six
fois par jour. Certaines cibles sont situées à 3 km du bâtiment
de mesure. La technologie longue portée FineLock Trimble
offre la possibilité de mesurer même les cibles les plus éloignées
avec un degré de confiance et de précision élevé. Les ingénieurs
n'ont eu besoin que d'un seul instrument implanté dans un
seul et unique endroit pour ausculter toute la mine. Cela a
permis de réduire sensiblement la complexité et les coûts de
surveillance de la mine.
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Technologie+ 2012-2
Technologie
&plus
Prévoir les
Séismes
grâce au GNSS
E
n 2011, l'USGS (U.S. Geological Survey) a fait état de plus de 2 420
tremblements de terre d'une magnitude de 5.0 ou plus, dans le
monde entier. Soit 10% de plus qu'en 2010, et plus de 30% de plus
que la moyenne établie sur les années précédentes. Au cours de cette
même période, la population s'est de plus en plus concentrée dans les
centres urbains, dont un grand nombre sont situés dans des zones à risque
sismique. Par ailleurs, le vieillissement des infrastructures dans les centres
urbains augmente les conséquences potentielles d'un tremblement de
terre. De ce fait, les risques liés au nombre de victimes et à la destruction
des biens dus aux séismes et autres catastrophes naturelles ont eux aussi
augmenté. Pour réduire ces risques, les scientifiques utilisent le GNSS
pour mieux comprendre le mouvement des plaques tectoniques.
Les géophysiciens font état de trois types de mouvements sismiques
liés à ces plaques. La déformation intersismique est le mouvement
permanent, lent et élastique des plaques qui se produit entre les grands
tremblements de terre, mais sans mouvement sur la rupture proprement
dite. Ce mouvement provoque des contraintes qui s'accumulent dans
les failles. Lorsque ces contraintes sont supérieures à la résistance
à la rupture de la roche environnante, la faille se rompt et provoque
un tremblement de terre, libérant d'énormes quantités d'énergie. Ce
phénomène se traduit par un mouvement cosismique, rendu visible par
le tremblement et le déplacement rapide de la surface de la terre lors d'un
séisme et des secousses post-telluriques. Après un séisme, la rupture subit
un mouvement post-sismique au cours duquel les contraintes autour
de la rupture sont redistribuées ou libérées du fait des modifications
En haut : Ken Hudnut , géophysicien à l'USGS photogaphie une rupture en Basse Californie. En bas à gauche : Une station GNSS de l'observatoire
Plate Boundary Observatory (PBO) de l'UNAVCO près du Mount St. Helens aux Etats-Unis. En bas à droite: Plus de 800 stations de surveillance
du Plate Boundary Observatory couvre l'ouest des Etats-Unis
Technologie+ 2012-2
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provoquées par la secousse. Dans certains cas, le mouvement post-sismique en surface peut être supérieur à 1 cm par
jour, le temps que la faille retrouve son nouvel état normal. Puis, le mouvement intersismique reprend et le cycle se répète.
Le GNSS est un outil essentiel pour réaliser des études géophysiques. Il permet de mesurer avec une grande précision,
ce mouvement intersismique, qui est à la fois long et lent. Il permet également de capturer les changements rapides
qui se produisent lors d'un tremblement de terre cosismique. “C'est dans les régions où il n'y a réellement aucune
autre technologie de capteur adaptée, que nous avons appris le plus de choses grâce au GNSS,” a déclaré Ken Hudnut,
géophysicien à l'USGS. “Pour étudier les mouvements tectoniques des plaques et l'apparition de ces contraintes avant un
tremblement de terre et le mouvement postsismique après celui-ci, le GNSS est un outil unique.”
Les géophysiciens utilisent le GNSS de deux façons. Ils utilisent d'une part des “GNSS de campagne” pour mesurer
périodiquement des points définis, sur des périodes de temps assez longues. Une équipe peut, par exemple, se rendre
sur un point donné (souvent un repère qu'elle a installé) une fois par an
pour collecter des heures (ou des jours) d'observations GNSS statiques.
Cette approche permet de mesurer le mouvement intersismique d'un
nombre relativement élevé de points dans une région donnée, pendant
un certain nombre d'années. Ceci nous permet d'obtenir une image
détaillée des mouvements en surface à proximité d'une rupture connue
et permet aux scientifiques d'évaluer les contraintes qui s'accumulent à
des grandes profondeurs.
Aussitôt après un tremblement de terre, les équipes procèdent à de
nouvelles mesures de ces points de campagne afin d'obtenir une
image précise du mouvement cosismique. Le fait de procéder à des
mesures régulières et bien ciblées dans le temps est important car
les mouvements postsismiques fournissent des indices intéressants
sur le comportement de la rupture. Après un tremblement de terre,
les scientifiques veulent agir rapidement pour mesurer autant de
points repères que possible avant que les mouvements cosismiques
ne soient masqués par les mouvements postsismiques. Pour favoriser
cette réaction rapide, l'UNAVCO (Boulder, Colorado), l'Université de
Hawaii, l'Université de l'état d'Ohio (Ohio State University) ainsi que
d'autres organisations ont mis au point des kits de campagne GNSS
destinés à être déployés rapidement dans les zones sismiques. Suite au
tremblement de terre de Maule au Chili, en 2010, l'UNAVCO a fourni
25 kits de campagne aux équipes de recherche et Trimble a offert neuf
stations de référence Trimble NetRS™.
En plus de ces mesures, les géophysiciens dans de nombreuses régions
utilisent des stations de référence à fonctionnement permanent
(CORS) pour capturer et enregistrer des flux continus de données
En haut : Une station de surveillance de l'UNAVCO aux Etats-Unis attend ses derniers contrôles et vérifications de fonctionnement. En bas
à gauche : GeoNet surveille la Nouvelle-Zélande avec plus de 180 stations GNSS. En bas à droite : Kirby MacCleod utilise un récepteur de
campagne GNSS en Nouvelle-Zélande.
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Technologie+ 2012-2
GNS Science exploite GeoNet en collaboration avec le
département national d'études géodésiques et cadastrales de
Nouvelle-Zélande, le Land Information New Zealand (LINZ).
LINZ utilise les données GNSS venant d'une quarantaine
de stations de référence CORS GeoNet dans le cadre de son
réseau de référence PositioNZ, proposant des données de
positionnement en temps réel et post-traitées. De plus, iBASE,
un RTN (réseau en temps réel) privé exploité par Geosystems,
Ltd., utilise les données de PositioNZ associée à l'application
Trimble VRS3Net™ pour fournir un positionnement en temps
réel d'une précision centimétrique dans 16 régions du pays.
GNSS. Les stations CORS ont deux fonctions. Pour les
géophysiciens, elles permettent de mesurer les trois types de
mouvements sismiques et d'obtenir ainsi une image détaillée
du mouvement avant, pendant et après un séisme. La seconde
fonction des CORS est de fournir des points de référence
géodésiques que les scientifiques, les topographes et services
d'urgence peuvent utiliser à la suite d'une catastrophe. Dans
de nombreuses régions, des CORS multiples sont reliées à
un réseau en temps réel (RTN) qui reçoit un flux de données
continu de chaque station CORS. Le logiciel qui contrôle un
RTN peut utiliser la fonction de surveillance de l'intégrité du
réseau pour déterminer si l'un des capteurs GNSS a bougé ou
s'est déconnecté lors d'un séisme ou d'une catastrophe.
Face à la forte activité sismique permanente, en NouvelleZélande, les trois opérateurs (GeoNet, LINZ and iBASE) ont
choisi de collaborer pour répondre aux besoins scientifiques,
techniques et humanitaires complexes. John Beavan a fait
remarquer que les stations CORS GeoNet sont ressorties
quasiment indemnes des gros tremblements de terre de 2010
et 2011 et ont joué un rôle essentiel en termes de réaction face
à l'urgence. Le réseau GNSS a également permis de déterminer
l'ampleur de larges zones de mouvements de terrain
horizontaux, de soulèvement et de la subsidence résultant
de ces secousses. (Pour plus d'informations sur les séismes
en Nouvelle Zélande, voir l'article dans le numéro 2012-1 de
Technologie&plus).
Collaboration entre la Science et les Topographes
Tandis que la base de connaissances sur la tectonique des
plaques et l'activité sismique continue à se développer, il
est toujours impossible aujourd'hui de prédire où et quand
aura lieu le prochain tremblement de terre. “Il n'y a aucune
certitude,” indique Jonh Beavan. Le mieux que l'on peut faire
c'est de dire qu'il y a une probabilité de X% qu'un séisme d'une
amplitude Y se produise dans une certaine région du globe
dans les N prochaines années” Alors que cela semble très
obscur, nous avons fait de gros progrès au cours de ces années.
Nous ne savons pas prévoir les tremblements de terre, mais
nous pouvons certainement y être mieux préparés.
Les réseaux de stations CORS sont souvent intégrés aux
applications scientifiques et commerciales. Par exemple,
Le Washington State Reference Network (WSRN) est une
coopérative créée au sein de l'état du Washington qui
comprend plus de 100 stations de référence GPS et GNSS. Le
WSRN utilise la technologie Trimble VRS™ pour fournir des
services de positionnement en temps réel aux utilisateurs de
données de positionnement topographiques, cartographiques
ou autres, de grande précision. Les récepteurs du WSRN
font également partie du Pacific Northwest Geodetic Array
(PANGA), un réseau d'enrivon 350 stations CORS dans le
nord-ouest pacifique gérés par le laboratoire de géodésie de
l'université centrale du Washington (Central Washington
University). Les données du PANGA sont à la disposition des
topographes et autres utilisateurs commerciaux. De même, le
Plate Boundary Observatory (PBO) de l'UNAVCO gère plus de
1100 stations de référence GNSS d'un réseau couvrant onze
états de l'ouest des Etats-Unis, s'étendant des Rocheuses à
l'océan pacifique, et à l'Alaska. PBO offre un accès gratuit à ses
données pour des applications en temps réel et post-traitées.
Voir l'article dans l'édition d'avril de Professional Surveyor :
|www.profsurv.com
En Nouvelle Zélande, John Beavan, géophysicien spécialisé
dans la dynamique de la croute terrestre chez GNS Science,
a expliqué comment GNS Science et la Commission des
séismes de Nouvelle Zélande a mis en place le projet GeoNet
pour offrir un système moderne de surveillance des risques
géologiques. GeoNet comprend un réseau d'instruments
géophysiques (dont un réseau GNSS, des sismographes et
d'autres instruments de géophysique) ainsi que des logiciels
spécialisés pour détecter, analyser et réagir aux activités
sismiques. Le réseau GNSS est composé de plus de 180
récepteurs de référence GNSS Trimble NetR9™ et NetRS.
Technologie+ 2012-2
En haut : Des vecteurs de mouvements révèlent l'ampleur des séismes
de Maule en 2010 au Chili. En bas : Stations GNSS PBO en Alaska.
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Technologie
&plus
Mesurer l'Histoire de l'Islande
Les chercheurs mettent le réseau GNSS Trimble au
service de l'histoire du peuplement de l'Islande
S
ituée dans l'Atlantique nord, l'Islande a depuis longtemps
joué un rôle important dans l'exploration et l'expansion
des grands aventuriers européens. Les premiers
habitants de l'Islande apparurent au 9è siècle après J.C, mais
le pays resta sous la domination norvégienne et danoise
jusqu'en 1944, année où le pays acquit son indépendance.
Les détails de l'histoire de l'Islande ont été conservés dans
les anciens artefacts, structures et peuplements, qui ont été
ensevelis au cours des siècles. Le patrimoine archéologique,
riche, de l'Islande se reflète dans la forte tradition de la
recherche archéologique. L'un des plus grands instituts de
recherche est l'Institut d'Archéologie, organisme indépendant
fondé en 1995.
L'une des grandes influences de cet institut sur l'archéologie
islandaise a été d'améliorer les méthodes d'étude, de fouilles
et de gestion des sites archéologiques. Pour l'ensemble de ces
travaux, le GNSS Trimble est devenu un outil indispensable.
Travaillant dans les bureaux de l'Institut à Reykjavik,
l'archéologue Gísli Pálsson a défini des normes et des
pratiques d'excellence en matière d'études archéologiques.
Gísli Pálsson, qui attribue ses compétences en matière de
topographie à son mentor Jón Indridason, a suivi en plus de
ses études d'archéologie, une formation dans les domaines de
la géodésie et de la cartographie. “GNSS différentiel et RTK
représentent une amélioration appréciable en termes de
qualité et de rapidité par rapport au petit GPS autonome,”
déclare" Gísli Pálsson. “Au lieu de tracer une esquisse sur
le terrain et de reprendre ensuite ce dessin en DAO, le RTK
permet d'enregistrer directement les caractéristiques
complexes lorsque l'on est sur le site.”
Gísli Pálsson a utilisé un système Trimble R8 GNSS pour
étudier le site de Vatnsfjörður, qui contient de nombreux
vestiges de la période Viking. Le Trimble R8 a permis de
réaliser des relevés RTK du paysage général et d'établir une
grille de référence pour réaliser les plans du site. Des stations
de base sont généralement positionnées sur chaque site afin
de fournir les corrections RTK. Lorsque cela est nécessaire,
les sites sont reliés à la grille de coordonnées nationale. Pour
les sites plus petits et lorsqu'il s'agit de fouilles particulières,
l'institut utilise une station totale Trimble S8.
Sur la plupart des sites, les archéologues travaillent à une
précision de 2 cm pour définir des grilles du site et de 5 cm
pour les relevés topographiques. En ce qui concerne les
relevés topographiques, les équipes utilisent la fonctionnalité
de topographie continue Trimble pour collecter des points
rapidement et créer un modèle précis du terrain. Lorsque des
objets sont découverts lors de fouilles, les équipes utilisent
des mètres rubans pour identifier l'emplacement par rapport
à des cordeaux représentant la grille du site. Il est également
important de mesurer l’élévation de l'objet par rapport à
la surface du sol et pour cela l'équipe utilise des niveaux
optiques pour relier les objets aux repères de nivellement du
site.
La plupart des travaux réalisés récemment par l'Institut
portait sur le site de Þingeyjarsýslur situé dans le nord de
l'Islande. Ces travaux nous aident à mieux comprendre
les traditions architecturales et les structures sociales de
l'époque. “La notion d'environnement est devenue beaucoup
plus importante dans la recherche archéologique en Islande,”
déclare M. Pálsson. “Le profil du terrain, la végétation et
les caractéristiques environnementales sont essentielles
pour appréhender un site par rapport aux caractéristiques
archéologiques proprement dites. Le GNSS est un outil
indispensable pour réaliser une étude topographique précise.”
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Technologie+ 2012-2
Technologie
&plus
Un Service de Soutien Rural
Gère le Programme Agricole
de l'UE grâce au GNSS
Les inspecteurs de terrain en Lettonie font confiance aux terminaux portables
GNSS Trimble pour recueillir des données agricoles précises
S
itué à Riga, capitale de la Lettonie, le Latvian Rural
Support Service (RSS) est chargé de mettre en oeuvre la
politique de l'Union Européenne (UE) dans les secteurs
agricoles, forestiers, de la pêche et du développement rural,
dans tout ce pays d'Europe de l'Est, qui compte plus de 2,2
millions d’habitants.
précisément quelles sont les surfaces exploitées sur une
parcelle de terrain.
L'une des tâches les plus importantes de cette organisation est
de superviser le Régime de Paiement Unique à la Surface, de
l'Union Européenne, un programme d'aide destiné à garantir
des paiements directs aux agriculteurs qui exploitent leurs
terres et préservent la nature sur le plan écologique.
“Nous utilisons les terminaux portables Trimble GeoExplorer
depuis 2003, et ceci nous a facilité le travail de collecte des
données et de gestion,” a déclaré Edgar Bordāns du RSS.
“L'été dernier, nous nous sommes modernisés et avons fait
l'acquisition de 35 terminaux GeoXT de la nouvelle série
Trimble GeoExplorer 6000, dotés d'un écran plus grand, d'un
appareil photo intégré et offrant une plus grande autonomie
de la batterie.”
Pour le RSS letton, cela revient à surveiller attentivement
et en permanence les terres agricoles dans tout le pays, et
notamment d'identifier les terrains frontaliers afin de savoir
Technologie&plus ; 2012-2
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Pour ce faire, les inspecteurs s'appuient sur la technologie
GNSS pour procéder à des contrôles sur le terrain, des
exploitations prétendant à cette aide.
La série Trimble GeoXT™ 6000 est un récepteur GNSS robuste
doté de la technologie Trimble Floodlight™ de réduction de
l'ombre des satellites qui améliore sensiblement la précision
et la disponibilité de la position dans les environnements
contraignants en termes de GNSS, ce qui est particulièrement
important pour les inspecteurs lettons du RSS.
positionnement d'une précision submétrique. Une fois les
données post-traitées, elles sont vérifiées afin de s'assurer de
leur qualité puis transférées au SIG du Registre des surfaces
agricoles (Agricultural Area Register GIS (AARGIS)) de
l'organisme et simultanément les fichiers Shapefiles mis à
jour sont transmis au SIG.
“Les forêts sont l'une des caractéristiques naturelles de la
Lettonie,” précise Bordāns. “Les relevés dans les régions
agricoles sont souvent réalisés dans des conditions
difficiles au niveau du GNSS, car à proximité ou dans un
environnement boisé ou de buissons, voire dans des sousbois, et il est important que nous puissions disposer de
données précises y compris dans ces conditions.”
“Tout le système est rationalisé et facile à utiliser, ce qui
nous fait gagner du temps non seulement au bureau mais
également sur le terrain,” précise Edgar Bordāns. “Avec le
terminal GeoXT nous parvenons à récupérer des données
plus rapidement et avec plus de précision qu'auparavant et
nous sommes confiants car nous savons que nous utilisons
des appareils fiables qui nous fournissent des mesures
précises.”
Avec les terminaux GeoXT, les inspecteurs sur le terrain
peuvent collecter des données rapidement et facilement et
parvenir à une précision submétrique après post-traitement.
L'autre avantage qu'Edgar Bordāns et les autres membres
de son équipe du RSS voient dans les terminaux de la série
Trimble GeoXT 6000 sont notamment l'affichage optimisé
lisible même en plein soleil, qui facilite l'utilisation du
terminal en extérieur, y compris en plein soleil.
“Les exploitants agricoles perçoivent des aides financières
pour leur activité agricole, par conséquent il est important
aussi bien pour l'exploitant que pour l'UE de disposer de
relevés précis des terres exploitées,” indique Edgar Bordāns.
“Parallèlement à cela, il est important pour nous de faire
appel à une technologie facile à maîtriser et à utiliser et
qui soit à la fois fiable et durable sur le terrain. Le terminal
GeoXT répond à toutes ces exigences.”
“Le nouveau terminal GeoXT est incroyablement rapide et
fournit un signal puissant ; il fonctionne mieux que les autres
terminaux que j'ai utilisés précédemment, aussi bien pour
des travaux en plein soleil qu'en sous-bois,” précise Edgar
Bordāns. “Il n'y a pas de doute, ce nouveau terminal nous
fait gagner du temps et de l'argent, tout en nous permettant
d'être plus précis et plus performant dans notre travail. Il
faut absolument que nous trouvions d'autres possibilités de
l'utiliser dans d'autres secteurs de notre activité.”
Chaque inspecteur sur le terrain a un terminal de la série
Trimble GeoXT 6000, sur lequel sont chargés les fichiers
Shapefiles d'Esri, les données des parcelles de référence
venant du système LPIS (Land Parcel Identification System),
et les limites de propriétés du cadastre. Lorsqu'ils arrivent
sur l'exploitation qu'ils viennent contrôler, les inspecteurs
enregistrent la position GNSS, la surface, le périmètre, la
forme et la taille des différentes parcelles agricoles. En se
déplaçant dans les différents formulaires chargés sur le
terminal, ils enregistrent les différents paramètres, tels que
le numéro de la parcelle, le type de culture et éventuellement
des commentaires.
Grâce à l'appareil photo intégré sur le terminal de la série
Trimble GeoXT 6000, les inspecteurs sur le terrain peuvent
également ajouter des photos des éléments qui ne doivent
pas être pris en compte, tels que des routes, des arbres,
des étangs, des fossés, des buissons et autres éléments
qui n'entrent pas en ligne de compte dans la surface de la
parcelle. Une fois les mesures et la collecte des données
sur le terrain terminées, l'équipe se rend sur l'exploitation
suivante figurant sur la liste des missions de la journée.
De retour au bureau, elle procède au post-traitement de
ces données à l'aide du logiciel de bureau Trimble GPS
Pathfinder®, un progiciel Trimble offrant des outils de posttraitement GNSS faciles à utiliser et destiné à générer des
informations SIG cohérentes, fiables et précises à partir des
données GNSS collectées sur le terrain.
Grâce au système de correction différentielle disponible
sur LAPTOS, prestataire des stations de référence GNSS
en Lettonie, les inspecteurs réussissent à parvenir à un
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Technologie&plus ; 2012-2
Technologie
&plus
Informations Géospatiales et
Gestion d'Entreprise
P
our les entreprises qui couvrent de vastes régions géographiques, l'aspect spatial est un élément clé lorsqu'il s'agit de
performances et de contrôle des coûts. Pour ces sociétés, les questions “De quoi s'agit-il ?” et “Où cela se passe-t-il ?” sont
au cœur des activités de planification et de gestion des opérations et du cycle de vie. Les systèmes de gestion modernes
s'adaptent à ces besoins en associant la connaissance des actifs corporels à la gestion des transactions et des procédés. Les
opérations et procédés de maintenance sont souvent associés à l'emplacement physique des équipements (ou actifs corporels),
des clients, des fournisseurs et des équipements associés à ceux-ci. Etant donné que les informations géospatiales peuvent
fournir des indications précises permettant de répondre à ces questions, elles font désormais partie intégrante des systèmes de
gestion d'entreprise, dans les sociétés qui gèrent ou exploitent des réseaux publics, des réseaux de transport et des infrastructures.
La technologie géospatiale permet de réunir des ensembles de données gigantesques sur des zones géographiques très étendues.
Ces données sont traitées et remises en forme de façon à pouvoir être utilisées dans de nombreuses applications en aval, telles
que les SIG, la DAO, la planification, le génie civil et la construction. Ces informations peuvent également être transférées vers
des bases de données utilisées dans le cadre d'un Progiciel de Gestion Intégré (ou de gestion des ressources d'entreprise). Ce
“PGI par géolocalisation” ajoute des informations spatiales à la gestion des ressources d'entreprise traditionnelle et offre de
nouvelles fonctionnalités du fait de la synergie des données transactionnelles et spatiales.
Au-delà de la Cartographie : Des Images aux Informations
Dans le secteur des réseaux publics, les infrastructures ne se situent jamais sur un plan purement horizontal. Il y a toujours
une composante verticale qui entre en jeu et affecte l'exploitation et la maintenance. Prenons par exemple, une société de
distribution d'électricité, qui possède des milliers de kilomètres de lignes aériennes de transmission et de distribution. Dans
nombre d'endroits, les arbres situés à proximité de ces lignes constituent un véritable danger. Il est normal pour ces sociétés de
tailler ces arbres et la végétation. Tout le problème est de savoir à quel endroit il est nécessaire de tailler ces arbres. Pour résoudre
ce problème, la société peut utiliser des petits LiDAR (Light Detection and Ranging) aéroportés et des capteurs d'images pour
scanner l'ensemble du réseau. Le système génère des nuages de points denses et des images orthorectifiées de grande qualité,
qui peuvent être géoréférencés par rapport au système de coordonnées utilisé.
Technologie&plus ; 2012-2
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Les données transmises par ces différents capteurs géospatiaux
sont réunies dans un seul et unique ensemble de données et
analysées selon des règles et des scénarios d'application définis
par l'utilisateur. Le logiciel peut identifier automatiquement les
poteaux et les câbles des lignes électriques et détecter les zones où
la végétation présente un vrai danger. Le système repère ensuite
ces zones et exporte les informations nécessaires pour générer
des plans afin de résoudre ces problèmes d'empiètement. Les
travaux peuvent ainsi être ciblés de façon à n'intervenir que là où
c'est nécessaire. Lorsque les travaux commencent, les données
géospatiales permettent de déployer les équipes sur le terrain
de manière précise en les guidant jusqu'à l'endroit exact où elles
doivent intervenir pour tailler la végétation envahissante. Ce
système permet de réduire les frais d'essence, les heures de main
d'oeuvre et les émissions de CO2 tout en améliorant le service au
client, sur le terrain et la gestion des équipements.
L'utilisation de la technologie géospatiale permet d'inspecter plus
fréquemment les infrastructures et de disposer d'un plus grand
volume de données plus précises. Un système de cartographie
mobile, par exemple, peut facilement couvrir plus de 100 km
par jour, dans un couloir donné. Ce système offre une résolution
supérieure à la composante temporelle dans un système 4D, et
améliore les analyses de la vitesse d'évolution (ou de croissance)
de la végétation et des conditions environnantes. Dans un PIG
géolocalisé, les informations 4D facilitent l'établissement des
programmes de maintenance, la planification des opérations et
la gestion des coûts.
Prenons un autre exemple qui illustre le rôle des données
géospatiales dans la gestion des eaux pluviales. Aux Etats-
Unis, les règlementations environnementales exigent que les
communes et les états édictent des règles précises concernant
la gestion des eaux pluviales par les municipalités. Les systèmes
géospatiaux peuvent cartographier et mesurer l'étendue et la
quantité de surfaces imperméables. Ces cartes constituent des
données essentielles pour développer des modèles d'analyse des
eaux pluviales.
Les analyses des eaux pluviales reposant sur des données
géospatiales peuvent également être reliées aux systèmes des
entreprises pour la planification et les taxes. Dans certaines
régions, les taxes foncières comprennent une part liée à
l'étendue de surface imperméable d'une parcelle. Les surfaces
imperméables représentent une charge supplémentaire en
termes de gestion des eaux pluviales et par conséquent elles sont
taxées à un taux différent. Les systèmes géospatiaux associent
des données géospatiales aéroportées (comprenant l'imagerie
géroréférencée et LiDAR) aux informations cadastrales sur
les parcelles et les propriétés immobilières. Des programmes
d'extraction automatique des caractéristiques permettent de
localiser les surfaces imperméables d'une région donnée. Etant
donné que les données géospatiales reposent sur des mesures
en 3D, il est possible de distinguer les surfaces imperméables
situées en hauteur (bâtiments et toits) des routes pavées et des
parkings. Partant de là, il est possible de mesurer précisément la
surface des zones imperméables. Ces informations sont ensuite
transmises au PGI qui crée des transactions pour évaluer et
facturer les sommes dues. Ce système permet de calculer de
façon plus juste et plus précise les taxes foncières et de réduire
les frais d'exploitation.
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Technologie&plus ; 2012-2
Vision d’Avenir
L'analyse de rentabilité le démontre. Les systèmes géospatiaux
sont uniques par leur capacité à capturer des données multisources et de grande qualité, à les fusionner et à en extraire des
informations en un flux unique et cohérent. Et bien qu'au départ
définir ces approches dans le cadre des activités quotidiennes
peut parfois prendre beaucoup de temps en termes de
planification et de configuration, les gains de productivité sont
énormes. En fournissant des données quantitatives et actuelles
pour étayer une décision et des processus opérationnels, les
systèmes géospatiaux vont rapidement devenir une source
importante d'informations de premier ordre dans la gestion
d'entreprise.
Les applications destinées aux systèmes géospatiaux évoluent
et se diversifient, trouvant des utilisations dans un nombre
croissant de secteurs industriels. Les capteurs génèrent des
volumes importants de données de grande qualité ; l'un des
objectifs de l'industrie géospatiale doit être de mettre toutes ces
données au service d'un public plus large. Cet effort stimulera
la croissance et ouvrira la voie à un plus grand nombre de
techniciens et d'entreprises spécialisés dans la compilation, la
gestion et l'utilisation des données géospatiales. Plus le nombre
d'utilisations en aval augmentera, plus la demande de produits
riches en informations et en données fournis pas les systèmes
de capteurs géospatiaux et les logiciels évoluera.
Voir l'article dans l'édition de juillet de Geospatial Today :
www.geospatialtoday.com
Collecte de Données Géospatiales :
Des Technologies en Harmonie
L
es systèmes géospatiaux modernes intègrent des
technologies logicielles et des techniques de détection dans
des petits appareils portables. La taille et la configuration
des capteurs géospatiaux multi-sources varient en fonction de
l'application. Par exemple, les systèmes de cartographie mobiles
tels que le système d'imagerie spatiale mobile Trimble MX8 sont
conçus pour être installés sur des camionnettes ou des véhicules
ferroviaires et permettent de collecter des données à des vitesses
élevées. D'autres systèmes de capteurs, tel que le Trimble Harrier,
offrent les mêmes fonctionnalités mais à partir de petits avions.
Les systèmes de capture de données géospatiaux collectent des
images à l'aide d'appareils photos haute-résolution. De nombreux
appareils-photos sont utilisés pour capturer des images
panoramiques et des vues plus détaillées des revêtements des
routes. Les informations spatiales sont collectées par LiDAR
(également appelée "télédétection par laser”), qui collecte
des milliers de points 3D par seconde avec une précision
centimétrique.
Pour assurer le géoréférencement, le système doit déterminer la
position de l'appareil photo et des scanners pendant la capture
des données. Pour cela, le système associe le positionnement
GNSS et le positionnement inertiel. Le GNSS capture les
positions à l'aide de récepteurs GNSS de haute précision et des
techniques en temps réel ou de post-traitement. Les capteurs
inertiels offrent cette fonctionnalité de positionnement pendant
les courtes interruptions de la couverture GNSS. Les capteurs
inertiels fournissent également les informations nécessaires
pour rectifier l'orientation des appareils-photos et des scanners
lasers du fait du déplacement de l'avion ou du véhicule. Dans les
opérations aéroportées, le GNSS prend également en charge la
gestion de la navigation et du vol.
Des Données Précieuses
Une fois les opérations sur le terrain terminées, le système
utilise les techniques de fusion des données pour combiner les
Technologie&plus ; 2012-2
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données provenant de plusieurs capteurs. Ce processus permet
de gérer les données de plusieurs capteurs comme un ensemble
de données unique. Les images, les points et positions en 3D du
LiDAR peuvent ainsi être analysés à tout moment du projet.
Le logiciel de traitement crée ensuite une représentation en
3D du site du projet en fusionnant les images, les données
et positions numérisées. Les données vectorisées provenant
des systèmes SIG, DAO ou autres peuvent être importées et
fusionnées pour fournir des informations plus complètes. A
partir de là, les utilisateurs peuvent créer des visualisations,
extraire des données, réaliser des mesures et transmettre les
informations à des systèmes en aval.
Technologie
&plus
Auscultation du Central-Wan
Chai Bypass à Hong-Kong
façon à ne pas provoquer d'interruption de service et des
activités de maintenance de MTR.
Le Système
d’Auscultation
joue un rôle clé dans
les grands projets de
construction
H
ong Kong, centre commercial et culturel du sud
de l'Asie est l'une des régions les plus peuplées du
monde. Avec plus de sept millions d'habitants sur
une superficie d'à peine 1 104 km2 (, Hong Kong investit
dans des infrastructures aussi bien pour les transports
publics que privés. Mais en dépit de tous ces efforts, Hong
Kong est toujours confronté à des problèmes de circulation.
Pour essayer de résoudre ce problème, le gouvernement de
Hong Kong a entrepris la construction d'une voie rapide le
long de la rive nord de l'ile de Hong Kong. Cette nouvelle
voie baptisée Central-Wan Chai Bypass et Island Eastern
Corridor Link (CWB)—est une voie rapide de 4,5 km
destinée à alléger la circulation sur le couloir central.
Vers le milieu de son tracé, le long de l'ile de Hong Kong
(Hong Kong Island), le CWB passe au-dessus un tunnel
exploité par le métro de Hong Kong (Hong Kong Mass
Transit Railway ou MTR). Ce tunnel est une liaison
importante au sein du réseau de transport public et
une équipe d'ingénieurs est chargée de surveiller toute
déformation ou perturbation pouvant résulter de la
construction de cette voie. Pour cela, des responsables
de projet ont fait appel à Mannars Chan & Associates
(MCA) pour assurer ces services de surveillance. MCA a
mis en place un système automatique d’auscultation des
déformations (ADMS) basé sur la technologie Trimble
pour assurer une surveillance permanente (24 h sur 24) de
Au cours de la première phase du projet l'ADMS surveillait
un tronçon du tunnel de 120 m de long. MCA installa des
rampes de cinq prismes de 25 mm à certains point précis
du tunnel. Pour mesurer les prismes, MCA installa sept
stations totales Trimble S8 sur des supports en acier à
proximité du centre de la zone de surveillance. Un réseau
sans fil reliait les instruments à un serveur MTR situé à
l'extérieur du tunnel. Commandé par le logiciel Trimble
4D Control, chaque instrument mesurait une centaine
de prismes par cycle de 30 minutes. Fonctionnant dans
l'obscurité la plus totale, le système ne s'est arrêté que pour
une intervention de maintenance ferroviaire programmée.
Etant donné que les prismes dans le tunnel pouvaient
sembler très proches les uns des autres dans le champ de
visée de l'instrument, MCA utilisa la technologie Trimble
FineLock pour s'assurer que les cibles mesurées étaient les
bonnes.
Les équipes de projet configurèrent le logiciel de façon à
calculer des résultats pour chaque prisme en temps réel
et comparer ces résultats à des seuils d'alerte définis au
préalable. Sur la base des mouvements enregistrés, le
logiciel était en mesure d'envoyer un email ou des SMS aux
équipes de projet Au cours des six mois de surveillance,
le système n'a détecté aucun mouvement susceptible de
déclencher une alerte.
La surveillance de ce tunnel ferroviaire très emprunté
représentait de nombreux défis uniques en leur genre.
Les trains circulant à grande vitesse provoquaient des
vibrations importantes et chaque rame en passant secouait
les instruments du fait de l'appel d'air. MCA conçut un
système de suspension afin d'isoler les instruments des
vibrations tout en préservant une plate-forme de mesure
stable. De plus, la maintenance des voies dans le tunnel,
pendant la nuit entraînait des projections de poussière
métallique qui se déposait sur les instruments et les
prismes.
Malgré ces conditions difficiles, les instruments se sont
parfaitement comportés. “Notre client avait une grande
confiance dans le système Trimble,” a déclaré le directeur
général de MCA, Mannars Chan. “Ce système, c'était nos
yeux et nos oreilles pour surveiller un site sur lequel aucune
méthode traditionnelle ne pouvait être utilsée."
Voir l'article à ce sujet dans l'édition de juin de POB’ :
www.pobonline.com
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Technologie&plus ; 2012-2
Technologie
&plus
Concours Photo
N
os adeptes de Facebook se sont exprimés: après que nos rédacteurs ont sélectionné les quatre meilleures photos, les "fans" de
Trimble Survey sur Facebook (www.facebook.com/TrimbleSurvey) ont choisi les deux grands vainqueurs. Classée numéro
un à l'issue des votes sur Facebook, la photo "Relevé au bord d'un lac", fait remporter à son auteur une veste 3 en 1, tous
temps Trimble. Le deuxième prix est attribué à la photo intitulée "En eau profonde" et fait remporter à son auteur un cadre photo
numérique Trimble. Découvrez les autres participants, qui ont également remporté un prix et participez à ce concours : Rendezvous sur la page Trimble Survey Division sur Facebook pour connaître les participants au prochain concours de photos.
Relevé au bord d'un lac
Reine Stoffels, étudiante en première année de Master
en géomatique à l'université de Gand en Belgique, nous
a envoyé cette photo surprenante prise lors d'un relevé
hydrographique et topographique qu'elle effectuait au bord du
Lac de Vassivière dans le centre de la France. Ce lac artificiel
est utilisé par EDF (Electricité De France) pour produire de
l'énergie hydroélectrique. Il s'étend sur une surface de 10 km2
et un périmètre d'environ 35 km. Ce projet a été réalisé dans
le cadre d'un programme intensif Erasmus (IP) s'adressant à
trois universités de l'Union Européenne : L'université de Gand,
l'Ecole Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne
(ENSTA-Bretagne) à Brest, France et la HafenCity Universität
de Hamburg en Allemagne. Les étudiants ont réalisé un modèle
numérique détaillé d'élévation du réservoir de Vassivière avec
des mesures atteignant 700 mètres au-dessus de l'éllipsoïde
de référence. L'équipe a utilisé des équipements optiques et
GNSS ; la photo montre un système Trimble R6 GNSS.
En eau profonde
Eldar Rubinov a envoyé cette photo amusante prise lors d'une
étude des inondations à King Parrot Creek à Flowerdale, à 70
km au nord de Melbourne, en Australie. La photo a été prise
par Grant Hausler et montre Eldar Rubinov dans la rivière ;
Eldar Rubinov et Grant Hausler travaillent pour ThinkSpatial,
une grande société d'informations topographiques et spatiales.
Le projet de cartographie des inondations a été réalisé pour
la Goulburn Broken Catchment Management Authority
(GBCMA), la compagnie des eaux de la région. Ils ont étudié
la rivière sur une distance d'environ 20 km en prenant une
section transversale tous les 100 m ; Ils ont également pris un
niveau au point le plus profond de la rivière tous les 50 m ou à
chaque changement de niveau afin d'obtenir un profil continu
de la rivière. “Dans certaines parties, la végétation était trop
dense pour pouvoir utiliser un GPS ; nous avons donc utilisé
une station totale Trimble S6” précise Eldar Rubinov, “mais
pour la plus grande partie du travail nous avons utilisé des
récepteurs Trimble R8 GNSS, que nous commandions depuis
une station de base locale. Ceci nous a permis de gagner un
temps considérable, car nous pouvions avoir deux cannes qui
fonctionnaient en même temps. La plupart du temps, la rivière
était peu profonde; sur cette photo on voit probablement
l'endroit le plus profond.”
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©2012 Trimble Navigation Limited. All rights reserved.
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Concours Photo
Participez au concours photo
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Les lauréats de ce concours photo Trimble recevront
des prix Trimble et verront leurs photos publiées dans
Technologie&plus. Le lauréat de cette édition est la photo
intitulée Relevé au bord d'un lac envoyée par Reine Stoffels
de Belgique. Les photos d'autres lauréats sont publiées
en page 20. Envoyez votre photo en 300 dpi (10 x 15 cm)
[email protected]. Assurez-vous de bien avoir
indiqué votre nom, votre fonction et vos coordonnées.
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Vous pouvez également nous contacter par email à : T&[email protected].
Vous pouvez enfin consulter Technologie&plus en ligne sur www.trimble.com/t&m.
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