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Prévenir la rupture d’ouvrages de retenue grâce à la technique d’INSAR spatiale et aux analyses d’IA améliorées

La technologie par satellite propulsée par l’interférométrie par radar à synthèse d’ouverture (INSAR) et l’analyse d’IA permet de prédire la rupture d’ouvrages de retenue et d’ainsi protéger les communautés et les écosystèmes.

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Prévenir la rupture d’ouvrages de retenue grâce à la technique d’INSAR spatiale et aux analyses d’IA améliorées

La technologie par satellite propulsée par l’interférométrie par radar à synthèse d’ouverture (INSAR) et l’analyse d’IA permet de prédire la rupture d’ouvrages de retenue et d’ainsi protéger les communautés et les écosystèmes.

mercredi 22 janvier 2025
Temps de lecture : 4 minutes

La rupture d’ouvrages de retenue peut entraîner des conséquences catastrophiques pour les populations, les infrastructures, les bâtiments et les écosystèmes naturels. Grâce à un accès plus facile aux données de télédétection par satellite, il est possible d’avoir un œil « électronique » sur les ouvrages de retenue aux quatre coins de la planète et de détecter ainsi rapidement les problèmes potentiels. Ces techniques permettent de prévenir la rupture de plusieurs types d’ouvrages : des installations de stockage de résidus miniers, des barrages hydroélectriques ou des réservoirs d’eau servant à des fins agricoles et à la consommation humaine.

 

Grandes avancées quant aux technologies d’arpentage

Il suffit de quelques secondes pour qu’un ouvrage de retenue lâche. Toutefois, des signes avant-coureurs, comme le déplacement léger de l’ouvrage prouvant que sa rupture est imminente, étaient probablement présents depuis des années.

Traditionnellement, les opérateurs d’ouvrages de retenue réalisent des levés de terrain à la recherche de ces signes, une approche qui utilise les mesures prises sur une base régulière, annuellement par exemple, afin de détecter toute déformation potentielle de l’ouvrage laissant présager des problèmes.

Il est de plus en plus commun de combiner cette méthode à une technique qui permet d’obtenir des données prises à des centaines, voire des milliers de kilomètres de la Terre. L’imagerie satellite n’est pas une nouvelle technologie, mais elle s’améliore constamment.

Les solutions basées sur les technologies satellitaires permettent de surveiller des ouvrages n’importe où sur la planète ainsi que des éléments au sol, tel que des pentes situées dans des mines et des carrières à ciel ouvert, ou des pentes se trouvant à côté de routes et de voies ferrées, de bâtiments, de ponts et d’autres infrastructures.

La technologie d’INSAR permet d’obtenir des informations sur le sol

L’interférométrie par radar à synthèse d’ouverture (INSAR) fait appel à des satellites en orbite autour de la Terre pour recueillir des images radars de sa surface. Contrairement à la lumière visible ou infrarouge, les ondes radars pénètrent la majorité des nuages et sont efficaces même dans l’obscurité. Les images radars d’une même zone sont recueillies lors de deux passages ou plus du satellite et les résultats sont comparés afin de déterminer si des changements sont présents. Ce mouvement peut être décrit comme une « représentation », non pas de la surface de la terre, mais de l’ampleur de son mouvement ou de sa déformation dans l’intervalle de temps séparant la prise des deux images.

Souvent, les données d’INSAR servent d’outil d’alerte rapide. En effet, elles permettent de cibler les zones où se trouvent des problèmes potentiels que les équipes sur le terrain peuvent aller vérifier.

Des agences telles que la NASA et l’Agence spatiale européenne (ESA) mettent gratuitement à disposition du public une quantité considérable de données satellites d’INSAR. Cependant, le problème avec ces données gratuites, c’est que leur résolution est souvent plus basse que les données disponibles commercialement.

 

Étudier les données du passé pour envisager le futur

L’un des avantages de l’INSAR et des autres technologies par satellite, c’est qu’il existe des données des années précédentes. Ainsi, si des signes de déformation commencent à apparaître sur un ouvrage, par exemple un barrage, il est possible de vérifier les données antérieures (p. ex., des deux dernières décennies) afin d’évaluer la situation à ce moment. En cas de changements majeurs, le contraste entre les données du passé et celles du présent permettra de dégager des tendances et d’obtenir un aperçu de l’avenir.

 

Nouvelles informations grâce à l’intelligence artificielle

Étant donné le grand volume de données disponible grâce à l’imagerie satellite, il peut s’avérer difficile d’y voir clair et de cibler les informations pertinentes. Comme c’est maintenant le cas pour plusieurs processus d’affaires, les technologies d’intelligence artificielle (IA), combinées aux connaissances d’analystes chevronnés, permettent d’isoler les informations utiles parmi la profusion de données disponibles.

Comment obtenir des données de qualité à partir d’analyses par INSAR?

Pour quiconque possédant une propriété (un barrage par exemple) ou un portefeuille de propriétés, il peut être judicieux de commencer par une étude de faisabilité, c’est-à-dire, procéder à une enquête afin de vérifier si une analyse par INSAR leur permettra de recueillir les renseignements désirés (voir ci-dessous pour en savoir plus) ou bien s’il est préférable d’employer une autre technique.

Si l’enquête mène à un résultat positif, il est bien de commencer par un levé au moyen de données d’INSAR publiques pour voir si l’on obtient les résultats souhaités. Si les données ne satisfont pas aux exigences, les analystes recommanderont de payer pour avoir accès à des données d’INSAR commerciales.

Il suffit ensuite de mettre sur pied un programme régulier (p. ex., mensuel) de surveillance afin d’examiner l’ensemble des propriétés du portefeuille et de détecter tout signe de déformation. À cette étape, on peut se tourner vers d’autres analyses, comme des levés au sol, pour obtenir les données nécessaires et prendre la bonne décision pour protéger les biens.

 

Les limites de la technologie d’INSAR

Comme pour toute technologie, l’INSAR présente des limites qui peuvent nécessiter un certain ajustement ou l’exploration d’autres méthodes. Par exemple, dans le cas d’un barrage abondamment recouvert de végétation, l’imagerie satellite pourrait ne pas donner de résultats fiables. Heureusement, de plus en plus de satellites sont en mesure de « voir » le sol même à travers la végétation. Les surfaces lisses peuvent également poser problème. Toutefois, l’installation de réflecteurs sur l’ouvrage permet de faire le suivi de sa déformation au fil du temps.

De nombreux propriétaires de biens, comme des barrages et des mines, ignorent les avantages que la technologie d’INSAR peut leur offrir.

 


À propos de l’auteur:

Meisam Amani, responsable de l’équipe Télédétection

Le Dr Meisam Amani est responsable de l’équipe Télédétection chez WSP au Canada et gestionnaire spécialisé au sein de l’équipe Télédétection et technologies géospatiales de WSP Global. Son travail est axé sur la télédétection, l’apprentissage automatique, les jumeaux numériques et l’analyse de données. Il compte plus de 15 ans d’expérience en traitement, analyse et compréhension de données d’observation de la Terre (p. ex. imagerie satellite et par drone) servant à diverses applications.


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