Radar ultra large bande millimétrique : mise en oeuvre rapide sur sol nu

DURANTHON

Type de document
RAPPORT DE RECHERCHE
Langue
français
Auteur
DURANTHON
Résumé / Abstract
La surveillance d'un glissement de terrain actif nécessite l'acquisition de données en continu et en temps réel, quelles que soient les conditions météorologiques. Cette fonctionnalité indispensable ne peut être totalement assurée par les distancemètres optiques qui sont inopérants par temps nuageux ou en présence de brouillard. La fonctionnalité " tous temps " peut toutefois être obtenue par des techniques micro-ondes, car les brouillards sont pratiquement transparents aux ondes radar [4, 6, 13, 15].Un système de distancemétrie radar micro-onde de grande précision (0.1 mm à 1 km de distance) a été étudié en 1997, assemblé en 1998 et installé en décembre 1999 dans le local de Montfalcon pour suivre en temps réel les mouvements de trièdres réflecteurs disposés sur le glissement de terrain de Séchilienne. Cette approche présente comme principaux avantages par rapport aux techniques existantes de pouvoir fonctionner par temps couvert (pluie, brouillard, neige), et de ne nécessiter que des réflecteurs passifs sur la zone à surveiller. Le système mesure et analyse le signal rétrodiffusé par les réflecteurs présents sur le site pour restituer une mesure de distance brute actualisée toutes les 30 secondes. Ces données sont compensées des effets atmosphériques et filtrées pour constituer des fichiers horaires accessibles par réseau au système de gestion qui collecte l'ensemble des données présentes sur le site. L'appareil a été mis en service pendant une période probatoire d'un an avant d'intégrer les données délivrées par l'instrument dans le dispositif de gestion de la surveillance du site. A l'issue de cette période, des améliorations ont été apportées au système, notamment la mise en place d'un filtrage non linéaire des données et le doublement des trièdres de référence pour rendre l'instrument robuste vis à vis de masquages intempestifs des réflecteurs par des animaux ou des promeneurs. Dans l'hypothèse d'un effondrement de tout ou partie du versant, il est vraisemblable que de nombreuses cibles installées sur le site seront détruites, et que l'accès à celui ci sera dangereux. Il est d'ailleurs prévisible qu'un important nuage de poussière sera soulevé, et que la visibilité optique sera limitée pendant quelques heures. Dans cette situation, il s'avère être utile de pouvoir disposer d'une information relative du niveau de stabilisation de la zone, en l'absence de cibles. L'instrument actuellement en service dispose des fonctionnalités techniques pour mettre en oeuvre une méthode qui, à partir d'échos radar rétrodiffusés sur le sol nu, délivre une information quantitative de la vitesse de déformation de la surface. Ce principe a déjà été testé dans d'autres contextes, notamment pour la surveillance des volcans actifs [8, 10, 11, 12]. Un miroir doit être toutefois installé devant les déflecteurs existants comme le montre la figure 5. L'objectif final est de permettre, dans l'hypothèse d'un effondrement du massif, la mise en oeuvre aisée d'un mode de fonctionnement spécifique du radar, afin d'extraire une information quantitative en temps quasi réel sur le niveau d'activité du massif à partir de la mesure de la déformation de la surface. L'information délivrée par le radar indique si la zone surveillée (environ 20m x 20 m sur le terrain) est en mouvement ou pas, et si oui avec quel taux de déformation de surface. La principale difficulté vient de ce que cette technique doit pouvoir être mise en oeuvre sans visibilité optique en raison du nuage d'aérosols soulevés. Les objectifs de cette étude sont donc : de finaliser les moyens matériels et surtout logiciels pour aboutir à une mise en oeuvre rapide, efficace et automatisée au mieux du système ; de mettre en oeuvre un traitement des données en temps réel ; d'expliciter la méthodologie et les procédures de mise en oeuvre du système ; de conduire un ensemble de tests opérationnels avec l'outil ainsi constitué dans diverses situations typiques et d'en extraire des éléments pour l'interprétation des données., COMPTE RENDU DE RECHERCHE

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