DEGRE - Détection et géoréférencement des réseaux enterrés | FEREC 2020

2.2. Base de données de signaux 12 Les fabricants de radar à impulsion continuent d’améliorer la vitesse des équipements, permettant un empilement plus rapide. L’empilement a d’abord été utilisé dans les données sismiques, en tant que processus qui fait la moyenne des signaux collectés au même endroit pour réduire le bruit aléatoire, améliorant ainsi le rapport signal sur bruit. L’empilement peut être appliqué aux données radar à la fois pendant la collecte des données et pendant le traitement des données post-acquisition. La théorie de l’empilement est qu’au lieu de simplement collecter un signal et de l’enregistrer, plusieurs signaux sont collectés et moyennés ensemble. Ainsi, le bruit aléatoire est éliminé et seuls les signaux répétitifs subsistent. Les fabricants de radar à impulsion développent des antennes capables d’un taux d’empi- lement élevé qui réduit le bruit enregistré. Cette technique est un moyen de fournir efficacement des données abordables, de haute qualité et à bande passante accrue aux utilisateurs. 2.1.6 Données GPR Dans cette étude, le GPR est principalement utilisé pour la recherche des réseaux souterrains sans perturber le sol. Une trace, un signal ou une forme d’onde radar unique est appelée A-scan. Le A-scan fournit des informations sur la configuration du sous-sol. C’est une fonction temporelle qui représente la réponse au signal émis. Il est à noter que le temps et la profondeur sont liés l’un à l’autre par la vitesse de propagation. Un ensemble de formes d’ondes radar consécutives le long d’une direction sélectionnée, comme le montre la Fig. 2.5, représente un B-scan ou radargramme. Par conséquent, la visualisation d’un B-scan permet d’obtenir une vue en deux dimensions le long d’une direction spécifique. Le B-scan représente une coupe-temps et peut être considéré comme une visualisation d’une coupe verticale du sous-sol. La matrice de signaux est souvent présentée comme une image en niveau de gris, dont l’interprétation visuelle donne des informations géométriques sur la structure auscultée. Si une valeur le long de l’axe temporel est fixée comme constante, la visualisation du domaine ho- rizontal est appelée C-scan. Le mode d’affichage C-scan fournit une carte d’amplitude d’une coupe du sous-sol. Lorsqu’une zone est étudiée, par exemple en collectant des données le long d’une grille régulière, le mode de visualisation C-scan peut être utile pour détecter les taches homogènes, qui se caractérisent par une réflectivité élevée en termes d’amplitudes de signal. En raison de l’utilisation de plusieurs antennes ou de plusieurs passages, l’acquisition et les traitements des C-scans sont coûteux. L’amélioration des technologies tend à rendre l’utilisation des C-scans plus abordable. Lors de l’acqui- sition, le lobe de rayonnement de l’antenne ne permet pas de faire une mesure ponctuelle. Tous les objets rencontrés appartenant au lobe de rayonnement renvoient des échos, même s’ils ne se trouvent pas exactement à la verticale de l’antenne. Tous les échos reçus sont quand même affichés, les échos provenant d’un objet positionné latéralement, et donc parcourant une plus grande distance, sont estimés à une profondeur plus grande qu’ils ne le sont en réalité. Ce qui se traduit sur un B-scan pour un objet ponctuel, par un écho de forme hyperbolique et sa position réelle se trouve à l’apex de l’hyperbole. 2.2 Base de données de signaux GprMax Warren et al. (2016) est un logiciel open source qui simule la propagation des ondes élec- tromagnétiques. Il utilise l’algorithme de Yee pour résoudre les équations de Maxwell en 3D à l’aide de la méthode Finite-Difference Time-Domain (FDTD : méthode de calcul de différences finies dans le domaine temporel permettant de résoudre les équations de Maxwell). Il est conçu pour simuler un radar à pénétration de sol (GPR) et peut être utilisé pour modéliser la propagation des ondes électromagné- tiques dans des domaines tels que l’ingénierie, la géophysique, l’archéologie et la médecine. Il existe un large éventail d’applications, notamment : l’évaluation d’infrastructures critiques telles que les ponts et les routes, la localisation de services publics enfouis, la cartographie des glaciers, la recherche de mines antipersonnel et la détection de tumeurs dans le corps humain. Cerema/ENDSUM