Le noyau fondamental de la profession SUE est une compréhension complète du principe d'incertitude. Le professionnel SUE, qu'il s'agisse d'un ingénieur professionnel agréé ou d'un géomètre professionnel agréé, ou d'un autre professionnel qualifié, doit comprendre ce principe. Ces professionnels opèrent en vertu des lois pertinentes dans leur état respectif et signent le livrable SUE après avoir évalué chaque segment d'un service public est, à leur avis, représenté par le niveau d'incertitude de qualité pertinent. Chaque segment de service représenté sur le dessin final se voit attribuer un niveau QL de QLD à QLA sous ASCE 38-02 Ligne directrice standard pour la collecte et la représentation des données existantes sur les services publics souterrains.
Les méthodes géophysiques employées occupent la deuxième place dans l'échelle d'incertitude en tant que QL B, seulement usurpées en exposant l'utilité par le vide ou d'autres moyens d'excavation en toute sécurité. Même QLA ne représente pas un absolu en termes de certitude que le segment des services publics est correctement identifié car tout professionnel SUE peut vous dire que la détection et l'exposition donnent parfois l'inattendu !
L'une des avancées les plus récentes dans les méthodes géophysiques implique des systèmes de réseau GPR pour des enquêtes SUE à grande échelle ou très complexes. Comme pour tout nouvel entrant raisonnablement nouveau dans la technologie qui n'est pas encore universellement intégrée dans une pratique établie telle que SUE, la valeur doit être démontrée. Cela va du fournisseur professionnel SUE au client final qui paie le livrable. Le degré de certitude que le déploiement de la méthode ajoute de la valeur au livrable final doit être apparent tout au long du processus. La certitude par la définition même selon Merriam-Webster est la qualité ou l'état d'être certain, en particulier sur la base de preuves. Les preuves des professionnels du SUE et de la recherche qui ont intégré ces plates-formes dans leurs projets respectifs sont suffisamment convaincantes pour que l'ASCE 38 et sa prochaine version mise à jour incluront des méthodes de représentation et de collecte 3D telles que le GPR multicanal/réseau.
La connaissance est inextricablement liée à la réduction de l'incertitude. Le GPR bidimensionnel est universellement accepté et compris dans la profession SUE et le concept de réseau est généralement connu. Cependant, l'idée même de l'imagerie 3D semble être un saut quantique pour le praticien GPR de tous les jours. Rien ne peut être plus certain qu'il ne s'agit tout simplement pas d'un saut quantique mais plutôt d'une progression naturelle.
Le traitement des matrices GPR 3D démystifié
Dans le monde de la géophysique appliquée au SUE, on peut se perdre dans le jargon technique impliqué depuis l'acquisition du terrain jusqu'au livrable 3D final. Le mot même « géophysique » fait peur à ceux qui n'ont peut-être pas aimé suivre un cours de physique obligatoire au secondaire ! N'oubliez pas qu'un réseau GPR est un système GPR. La différence avec ce qui est utilisé pour la désignation quotidienne des utilités est la densité des données qui est impossible à reproduire avec un système 2D. En effet, les véritables réseaux utilisent des combinaisons d'émetteurs et de récepteurs pour saturer le sol avec le signal GPR, par opposition à une seule paire comme c'est le cas des systèmes 2D standard. Si l'on regarde les données de canaux individuels dans n'importe quel tableau, cela ressemble simplement à n'importe quel profil GPR 2D typique. (Figure 1)
Si l'on devait choisir le facteur de différenciation le plus influent entre le traitement et la visualisation des scans 2D ordinaires par rapport aux données 3D, c'est la migration du signal. Il est difficile dans la presse écrite de visualiser le concept de migration ; cependant, il ne s'agit que de déplacer par calcul le signal GPR réfléchi observé / enregistré vers son emplacement approprié dans le radargramme 3D. Comme le réseau comporte de nombreux récepteurs, l'énergie d'un réflecteur (c'est-à-dire d'un service public) est enregistrée sur plus d'un récepteur à la fois. S'ils sont à des distances différentes du point de réflexion, le temps d'arrivée sera différent et, par conséquent, dans le radargramme simple, plus l'énergie sera représentée «profondément». Pensez à un fusil de chasse tirant sur un objet en dessous et loin de vous (veuillez ne pas essayer cela à la maison) et ayant une cible en papier horizontale assez grande sur la surface du sol pour capturer toutes les plombs qui ont ricoché sur l'objet en dessous. Si vous enregistriez le temps nécessaire à chaque pastille pour percer le papier, celles qui ricochaient à un angle élevé vers le haut arriveraient en premier tandis que celles à des angles inférieurs et à une plage inférieure frapperaient le papier plus loin du point d'impact et beaucoup plus tard. Mais le fait est que toutes les pastilles frappant le papier ont ricoché sur le même point.
Si nous capturions ces pastilles dans le papier et les replacions (migrations) au point où elles ricochaient, nous pourrions les regrouper autour de l'objet. Eh bien, voilà ! Nous faisons exactement cela avec le signal GPR réfléchi et regroupons tout cela autour de la source ponctuelle dans le sous-sol.
C'est exactement ainsi que nous migrons l'énergie de ces hyperboles importantes que vous voyez tous les jours avec vos systèmes 2D (dans les sols favorables et dans le cas d'un service public, perpendiculaire à la traversée du GPR) vers un point car les queues/jambes sont les pastilles dispersées avec le sommet le point d'impact réel. Les figures 2A et 2B montrent comment les cibles sélectionnées sont migrées pour regrouper le signal à partir du point d'origine. Un élément important pour effectuer efficacement cette opération est la vitesse du sol. La beauté des données correctement migrées, car le meilleur résultat n'est obtenu qu'avec la vitesse la plus précise, ce qui donne les profondeurs les plus précises aux utilitaires et autres objets désignés dans le volume de données.
N'oubliez pas qu'avec un réseau GPR, les données sont un volume 3D, donc si nous migrons/regroupons tout le signal vers son origine dans l'espace 3D sur plusieurs bandes du réseau dans la rue, une "image" de l'utilitaire réel ou d'une autre fonctionnalité est réalisé (Figure 3). Bien sûr, ce n'est pas une image au sens d'une photographie, mais on peut supposer avec un haut degré de certitude que cette fonctionnalité est une utilité. Il n'est pas nécessaire d'être géophysicien pour porter un jugement professionnel sur l'utilité de l'image. Le degré d'incertitude pour porter ce jugement est assez faible.
Le logiciel de traitement GPR Array est la clé de la valeur
Il est clair qu'un réseau GPR peut fournir des images cohérentes et raisonnables des utilités à partir de routines de traitement éprouvées dans le temps dans des conditions de sol favorables et d'une géométrie détectable avec la fréquence du système. Même dans les sols marginaux ou pauvres, ces mêmes routines créent des images des caractéristiques de la tranchée, bien que la détection directe réelle de l'utilité puisse ne pas être réalisée. Cependant, le degré d'incertitude quant à l'existence ou non d'un service public à cet endroit est considérablement réduit.
Jusqu'à récemment, le degré d'incertitude le plus élevé pour l'utilisation de matrices 3D concernait la manière et la durée de traitement des données en raison de la complexité du logiciel. Comprendre comment les conditions du sol affectent les performances de la matrice GPR n'est pas totalement différent du succès de la désignation avec votre système 2D, ainsi le niveau d'incertitude peut facilement être géré avec des analyses de test ou des connaissances acquises après avoir travaillé dans la zone auparavant. Comme mentionné précédemment, la véritable incertitude est de savoir comment la collecte de ces données supplémentaires affecte le coût et la valeur globale des informations supplémentaires pour le projet.
L'expérience avec les matrices a prouvé que la composante la plus coûteuse d'une enquête par matrice GPR 3D n'est pas la collecte de données sur le terrain. Les baies d'aujourd'hui peuvent surveiller jusqu'aux limites de vitesse affichées avec les systèmes GPS RTK et permettre de collecter des kilomètres de données en quelques fractions d'heure et le besoin de contrôle du trafic est éliminé dans la plupart des cas, ce qui réduit encore les coûts. Jusqu'à récemment, le traitement de la matrice 3D GPR pouvait facilement représenter la moitié du coût supplémentaire de mise en œuvre de la matrice 3D elle-même en raison de ces nouveaux systèmes à grande vitesse.
Cette collecte de données rapide et efficace crée un grand volume de données qui, une fois traitées, permettent l'extraction et la désignation de nombreux services publics souterrains et caractéristiques de services publics tels que les voûtes, les lignes de tranchées, les vannes enterrées et les regards. La quantité d'efforts déployés pour atteindre la ligne d'arrivée jusqu'à récemment se traduisait par environ 6 à 10 fois le temps de collecte des données sur le terrain. Le taux facturable pour une personne âgée ayant les connaissances et les compétences nécessaires pour exécuter ces processus a tendance à se situer dans la partie supérieure du spectre de l'entreprise et, par conséquent, le coût augmente considérablement et la valeur réelle ou perçue pour le client peut être difficile à traduire.
Un facteur dans le temps consacré au traitement des données a été caractérisé par des logiciels adaptés aux géophysiciens habitués aux logiciels nécessitant une connaissance approfondie du traitement du signal. Ces programmes accordaient peu d'attention à la simplification du flux de travail et à l'automatisation là où c'est possible sans compromettre une sortie de qualité. Cela suit exactement la tendance du GPR 2D à partir de systèmes très coûteux avec des interfaces utilisateur trop complexes et un matériel encombrant inadapté à une collecte de données efficace dans les rues et les couloirs de services publics que les premiers utilisateurs ont enduré pour l'industrie SUE. Les progrès récents du logiciel de post-traitement GPR réduisent le temps de traitement jusqu'à 50 % ! Comme pour toute technologie, cela continuera à baisser, mais pour l'instant, il s'agit certainement d'un bond en avant.
La maturation et le raffinement des logiciels de traitement 3D pour les réseaux GPR réduisent fondamentalement l'incertitude de la valeur des réseaux GPR 3D en réduisant le coût global de la dimension supplémentaire. Ceci est certain de plaire au professionnel SUE et à ses clients.
Cet article a été publié dans dp-PRO AUTOMNE 2020
