Détecter et de cartographier le réseau existant
La dernière décennie a apporté d’importants changements dans la manière d’exploiter les réseaux d’utilité publique. Avec environ 1,5 million d’habitants de plus dans le monde chaque semaine (estimation prudente) et 54% de la population mondiale vivant dans les zones urbaines, il faut davantage d’infrastructures pour soutenir les réseaux existants, afin de servir plus de monde dans des zones de plus en plus denses où l’espace est capital.
Chaque jour, les exploitants de réseaux de services publics font face à des difficultés car leurs réseaux d’infrastructures existants sont surchargés par une demande en constante augmentation de la part des utilisateurs finaux. Le besoin d’entretenir, de réparer, de remplacer et d’agrandir ces réseaux s’appuie de plus en plus sur le fait de savoir exactement où se trouvent les équipements souterrains, tant en matière de position que de profondeur. Des positions exactes et des informations à jour donnent aux exploitants de réseaux d’utilité publique une meilleure visibilité concernant leurs équipements. Avec les rapports numériques et le partage facilité des informations, les anciens flux de travail sur papier sont subitement transformés en opérations plus fluides. Les échanges d’informations entre le terrain et le bureau deviennent presque instantanés. Le papier a toujours sa place car il existe encore des endroits que la technologie n’atteint pas, mais qui contiennent des équipements d’utilité publique.
Cette visibilité et ces échanges de données instantanés combinés aux informations du réseau numérique constituent un énorme progrès. Les avantages liés à ces éléments sont notamment le gain de productivité, la protection de la santé des travailleurs, leur sécurité, le respect de meilleures pratiques et l’amélioration du service clients. Ainsi, cela permet de respecter les échéanciers de projets dans les domaines où ce luxe existe, de planifier et d’exécuter les travaux en toute sécurité pour les réparations et la maintenance d’urgence, et de fournir aux ouvriers les outils adéquats pour leur tâche car les informations à disposition sont correctes et exactes.
En ce qui concerne la détection de réseaux d’utilité publique enfouis comme les conduites et les câbles, il faut choisir entre deux technologies : les appareils électromagnétiques de localisation (EML) ou les radars à pénétration de sol (GPR). Elles sont très différentes l’une de l’autre mais avec un point commun : elles émettent des signaux dans le sol pour y trouver des objets. C’est pourquoi les entreprises se posent toutes la même question : quel est l’outil qui me correspond le mieux ?
Une solution pour chaque application
Leica Geosystems, marque distribuée par le réseau TOPOCENTER, propose des produits de détection des réseaux d’utilité publique qui exploitent les deux technologies. Le choix de la bonne technologie ou du bon produit pour vos besoins dépend de plusieurs facteurs. Comme toutes les décisions que l’on prend dans sa vie, n’est-ce pas ? Commençons par les questions les plus simples pour définir quel produit de détection nous convient le mieux :
- L’objectif de la détection : que voulons-nous obtenir ?
- Localiser seulement, localiser et enregistrer les informations, précision centimétrique ou marquage au sol ?
- La matière du réseau d’utilité publique : est-il en métal, en béton, en plastique, etc. ?
- L’intérieur du réseau d’utilité publique (creux ou plein) : conduites vides, etc. ?
Supposons que votre seul objectif soit de détecter des câbles électriques enfouis ou même un câble électrique spécifique. Pour le premier exemple, vous devriez utiliser un appareil électromagnétique de localisation. Dans la plupart des cas, lorsque le courant circule dans le câble, un appareil EML fait ce qui lui est demandé lorsqu’il est utilisé correctement dans tous les modes et avec un émetteur pour pouvoir détecter même les câbles où le courant ne circule pas. Une erreur courante consiste à utiliser les appareils électromagnétiques de localisation en présence de câbles qui ne transportent pas d’électricité, ce qui peut compliquer les excavations. Non seulement l’endommagement des câbles électrique est dangereux, mais les réparations peuvent être onéreuses, longues et très dérangeantes pour l’utilisateur final. Si l’objectif de la détection est d’éviter d’endommager les câbles pendant une excavation, un EML d’évitement serait la meilleure option car c’est un instrument facile à utiliser, rentable et pratique. La série de produits Leica DD offre une localisation rapide et exacte des câbles et facilite la détection grâce à un traitement des signaux numériques à la pointe de la technologie.
Si la détection consiste à suivre un câble sur une longue distance pour le signaler sur une carte, le produit le plus adapté serait le localisateur de précision Leica Ultra. La boussole présente sur l’affichage guide l’utilisateur vers un endroit précis en direction du câble électrique et lui donne l’orientation et d’autres informations. Le Leica Ultra peut aussi se connecter à l’antenne intelligente Leica Zeno FLX100 pour obtenir le positionnement précis des câbles. Avec le Leica Ultra, l’antenne FLX100 et l’appli Zeno Mobile, les équipements souterrains peuvent être localisés et cartographiés rapidement, précisément et efficacement au moyen d’une connexion RTK. La FLX100 émet en continu des positions GNSS de précision centimétrique vers l’application Zeno Mobile qui fonctionne sur smartphone ou tablette. Cette application est intuitive et facile à utiliser. L’appairage par Bluetooth avec le Leica Ultra permet de capturer la localisation géographique et la profondeur des équipements souterrains en même temps.
Qu’en est-il des équipements non métalliques, par exemple en fibre optique, en plastique ou en béton ? Pour ces cas-là, TOPOCENTER propose une sélection de radars Leica Geosystems de détection pour les réseaux d’utilité publique : le Leica DSX et le Leica DS2000. Le GPR est le choix le plus adapté et ces deux systèmes proposent des options qui permettent d’éviter d’endommager les réseaux d’utilité publique, ou bien d’en dresser une carte virtuelle aux fins de la planification et des relevés.
Des technologies différentes… mais complémentaires.
Le GPR fonctionne en émettant des signaux dans le sol et en les recevant, grâce à l’antenne du système. Les signaux reçus contiennent des informations sur toutes les cibles réfléchies sur le trajet du signal, ainsi que le moment où le reflet s’est produit. Le logiciel du GPR traduit ensuite ces informations en position et en profondeur. Les informations collectées par un GPR concernent les cibles métalliques, les cibles non métalliques et la couche souterraine et ont la forme d’objets reflétés et de limites.
L’EML fonctionne en détectant les champs électromagnétiques générés par le courant alternatif qui circule le long des câbles électriques, par exemple, ou bien par l’énergie des signaux de communication à basse fréquence, qui sont réémis par les réseaux métalliques. Cette forme simple de détection utilisant uniquement un récepteur s’appelle « détection passive ». Les signaux passifs disponibles librement peuvent également être remplacés par un signal spécifique à une fréquence connue en utilisant un émetteur. Ainsi, dans le cas d’un réseau métallique, le signal est appliqué selon deux techniques : l’induction (l’émetteur est placé sur le sol, jute au-dessus d’un réseau d’utilité publique connu) et la connexion directe. En présence de points de connexion directe adéquats, une pince de signal ou des fils de connexion reliés à un émetteur permettent d’appliquer le signal en accédant au réseau. Pour les conduites en plastique, en béton, en argile ou d’une autre matière non métallique, une sonde permet de suivre le réseau.
Il existe donc des différences entre les deux technologies. Le GPR peut permettre de retrouver l’emplacement d’équipements enfouis plus profondément qu’avec un système électromagnétique de localisation car il « voit » à la fois les cibles métalliques et les cibles non métalliques pendant le même passage. (Dans des conditions identiques, sans ouvrir de plaque d’égout ni de trappe d’accès et dans les limites de pénétration et de résolution d’un GPR). Cependant, il ne permet pas de différencier les cibles métalliques, les câbles, les conduites ou les évacuations.
En combinant les deux éléments pour formuler le flux de travail, les informations « manquantes » du relevé par GPR sont récupérées à d’autres étapes qui doivent être réalisées en même temps que les deux techniques. Une phase de reconnaissance du chantier (en soulevant les plaques d’égout et les trappes d’accès pour identifier les réseaux) est recommandée pour préparer le relevé EML. Le fait d’identifier les équipements avant d’appliquer les signaux aux réseaux augmente considérablement les chances de comprendre les informations reçues depuis l’équipement. Le fait d’appliquer ces signaux connus à des réseaux d’utilité publique spécifiques, puis de localiser et de suivre leur trajet permet d’identifier les services et de les suivre de manière plus certaine avec l’EML plutôt qu’avec une localisation par le GPR seul.
Ces deux techniques différentes peuvent permettre d’obtenir un plan final, mais un plan composé uniquement à partir du relevé du GPR contiendrait certainement des différences par rapport aux résultats du relevé de l’EML. Le relevé obtenu avec le GPR contiendra des informations linéaires et de profondeur (estimation) et à moins de pouvoir soulever des regards, une certaine quantité de conjectures et d’interprétations pourrait être nécessaire. Les résultats du relevé obtenu avec l’EML (avec reconnaissance du chantier) fournissent un meilleur éclairage sur les résultats car chaque réseau est identifié simplement du fait de la manière dont le signal lui est appliqué.
En résumé, le GPR fournit un aperçu rapide de ce qui se trouve sous vos pieds mais ne garantit pas l’identité de ce que vous regardez. L’EML, du fait de la nature de cette technique (légèrement plus invasive) et de la manière d’appliquer les signaux, permet d’obtenir davantage d’informations. Par exemple, en se connectant à un câble spécifique et en le suivant le long d’un sentier ou d’un trottoir fréquenté, il est possible de l’identifier. En revanche, le GPR permet de représenter un groupe de cibles, parmi lesquelles se trouve le câble détecté.
La meilleure manière de procéder à un relevé des réseaux de service public est donc de combiner les forces des deux techniques, comme souligné lors de nos accompagnements : démos., formations… réalisés par notre expert en détection France.
En matière de cartographie des réseaux de service public, les solutions de détection Leica Geosystems, combinées aux solutions de positionnement Leica Geosystems et à nos solutions informatiques, sont le produit adéquat pour que les arpenteurs et les entreprises de TP puissent faire leur travail efficacement.
Article signé : Steve Davies, formateur monde – produits de détection, Groupe Hexagon.
