DEGRE - Détection et géoréférencement des réseaux enterrés | FEREC 2020

9 David Guilbert et al . 2 Description des travaux menés 2.1 Rappel principe du radar géophysique Le radar géophysique, initialement de nature à impulsion, appelé aussi GPR pour « Ground Pene- trating Radar », est utilisé depuis une vingtaine d’années en génie civil pour réaliser des opérations d’auscultation dans le flux du trafic. Cette technique utilise le principe de propagation d’ondes élec- tromagnétiques pour évaluer la géométrie et les propriétés diélectriques d’un milieu stratifié grâce à une antenne (ou réseaux d’antennes) orientée(s) vers la chaussée. Le GPR présente l’avantage d’être une technique « grand rendement », le plus souvent sans contact. Il fournit une mesure en continu de l’épaisseur des couches de chaussée, mais permet aussi l’analyse des interfaces de chaussées, décolle- ments, fissures significatives entre couches de manière indirecte, détection de réseaux, teneur en eau, porosité et surtout ne faisant plus appel à des sources radioactives. Les ondes électromagnétiques se réfléchissent partiellement à la rencontre d’un contraste diélectrique (interface, défaut ou toute autre hétérogénéité) et s’atténuent suivant les propriétés des milieux. L’auscultation radar est généralement réalisée à l’aide de l’un des deux types de radar suivants : — le radar à impulsion, qui délivre un signal temporel, aisément interprétable utilisé de manière opérationnelle sur les chantiers ; — le radar à saut de fréquences (ou à impulsions synthétiques), qui délivre un signal fréquentiel ; il était utilisé surtout dans un contexte de recherche (en « laboratoire ») ; du fait des évolutions technologiques, l’utilisation de ce radar est en plein essor. À ces deux techniques radar, on associe deux configurations de mesures possibles : le mode monosta- tique (Spagnolini (1997) ) et le mode bistatique (ou multistatique Liu (2007) ). 2.1.1 Configuration monostatique Dans une configuration de mesures en mode monostatique, l’antenne d’émission sert également d’an- tenne de réception. Dans des applications « chaussées », les mesures sont généralement effectuées à incidence normale : le signal rétrodiffusé par le milieu est mesuré. L’inconvénient majeur de cette confi- guration est lié à l’existence d’un signal transitoire, qui apparaît en début d’enregistrement. Ce dernier représente le signal propagé sur toute la hauteur d’antenne. Son influence dépend fortement du type d’antenne utilisé. Pour s’affranchir de son influence, des procédures de calibrage sont proposées dans la littérature (Lambot et al. (2004) ; Guan et al. (2017) ). 2.1.2 Configuration bistatique Pour cette configuration, les antennes d’émission et de réception sont déportées l’une de l’autre d’une certaine distance. Les mesures sont réalisées à incidence oblique. Selon la distance, le couplage entre les antennes d’émission et de réception peut induire des modifications du diagramme de rayonnement. Dans cette configuration, on observe en début d’enregistrement le signal de l’antenne émettrice ; on parle d’onde directe dans l’air. L’onde directe peut être aisément éliminée par fenêtrage temporel dès lors que les antennes sont suffisamment surélevées au-dessus de la surface à ausculter. On parle également de configuration quasi-monostatique lorsque le radar dispose d’antennes d’émis- sion et de réception distinctes, et très proches l’une de l’autre (par exemple, le système GSSI). En surélevant le système antennaire d’une hauteur suffisante, l’onde directe se détache du premier écho réfléchi et peut être aisément filtrée. La configuration de mesures devient similaire à la configuration monostatique précédente ; on parle par la suite de conditions quasi-monostatiques. Par comparaison avec le mode monostatique, le calibrage du système devient simplifié. Cerema/ENDSUM