UGPS phase 3 (Amélioration d'un système de positionnement des conduits souterrains en vue d'une meilleure utilisation des eaux souterraines)

• Forschungsstelle: BAFU
• Projektnummer: UTF 365.45.10

Schlüsselwörter (Französisch)

eau potable, eau souterraine, nappe phréatique, régions karstiques, gestions des ressources,système de transmission électromagnetique, laser 2D/3D, perturbations du signal, utilisations divers

Kurzbeschreibung (Französisch)

Les nappes phréatiques sont la source principale d’eau potable en Suisse. 20% des eaux extraites de la nappe phréatique proviennent de régions karstiques, où elles circulent dans des galeries dont la position n’est souvent pas connue. Une plus grande connaissance des conduites d’eau souterraines permettrait une meilleure gestion des ressources en eau potable dans les régions situées dans le karst.

Les techniques existantes pour le repérage de vides souterrains ne permettaient pas jusqu’à présent de déterminer le cheminement de ces espaces. La première phase du projet (UTF 227.18.07) a démontré la faisabilité technique d'un système de transmission électromagnétique (UGPS), composé d'une balise d'émission et de quatre balises de réception, ainsi que son efficacité pour le positionnement de cours d'eau souterrains. La deuxième phase du projet (UTF 335.15.10) englobait la miniaturisation ainsi que l’amélioration de la précision du système et le couplage du produit avec GPS et laser 2D/3D. La technique développée permet d'envisager de nombreuses utilisations pour différentes applications en hydrologie (sources et écoulements d’eau), en génie civil (mines, conduites, forages) ou en géologie (grottes), ce qui est l’objet de cette troisième phase de projet. La détection du signal peut cependant être influencée négativement par des perturbations magnétiques géologiques et anthropiques qu’il s’agit d’évaluer et de corriger.

Ergebnisse gemäss Vertrag (Französisch)

1.  Balises existantes avec performances améliorées, notamment pour ce qui concerne l’incorporation de nouveaux capteurs GPS sur chaque balise, la précision, la portée, la correction des données en fonction de perturbations magnétiques, le software et le design des balises.

2.  Système de balises balises miniaturisées.

3.  Evaluation du potentiel de la méthode UGPS en tant qu’outil pour l’investigation géophysique.

4.  Système d’analyse automatique des données et critères de qualité pour l’évaluation de la fiabilité des données mesurées.

5. Résultats de tests sur site pour divers domaines d’applications, notamment en conduites avec des robots.

6.  Rapport final présentant les résultats des points 1 à 3.

7.  Eléments de textes et illustrations ou photos pour l’impression d’un fact-sheet à l’adresse du public.

8.  Présentation des résultats lors d’un colloque scientifique à l’OFEV (avec présentation Power-point).

Projektziele (Französisch)

L’objectif principal de ce projet est d'adapter et d'améliorer le système UGPS pour les différents domaines d'utilisation et de développer un outil d’identification et de correction des déviations liées aux perturbations magnétiques géologiques et anthropiques.

Beschreibung der Resultate (Französisch)

Toutes balises UGPS sont à présent équipées de capteurs d’orientation et d’inclinaison et de GPS, permettant de gérer l’aspect « self-positionning ». Le logiciel a été adapté pour gérer et profiter au mieux de ces améliorations.

Un kit de balises miniaturisées est opérationnel. Le gain et la durée d’émission sont paramétrables afin de choisir la portée et la précision requise en fonction des applications.

Une solution avec scanner 2D peut être installée sur le système pour estimer au plus vite les volumes des galeries visitées.

Le potentiel du système UGPS en qualité d’outil d’investigation de géophysique se révèle être faible en comparaison des techniques usuelles. En revanche, l’UGPS trouve toute son utilité en ce qui concerne la cartographie de canalisations enterrées, et en particulier pour les canalisations non pénétrables par l’homme.

Un système de communication fond-jour (U-Phone), indépendant du système UGPS, est disponible et s’est avéré être un outil indispensable pour les personnes travaillant en souterrains.

 

Le projet UGPS a débouché sur une demande de brevet pour la Suisse et le Lichtenstein (CH 703 352 A1), intitulée « Méthode de positionnement de balise souterraine », avec comme date de priorité au 30 juin 2010. Pour étendre la protection hors de Suisse, une demande de brevet PCT a été effectuée et sera probablement abandonnée. En marge du projet OFEV, une demande de brevet Suisse (CH 703 345 A2), intitulée « Appareil de recherche de victimes d'avalanches avec calcul de la position de la personne Ensevelie », a aussi été déposée.

Umsetzung und Anwendungen (Französisch)

Infrasurvey a réalisé durant tout le projet de nombreux tests, démonstrations, et prestations du système UGPS. Le partenaire INERIS a également utilisé à de nombreuses reprises leur kit de balises UGPS dans un contexte de gestion de risque du sous-sol en France.

Les derniers développements rendent le système plus efficace et permettent de :

 

·         positionner depuis la surface de zones à risque (urbaines ou naturelles),

·         positionner des forages pour accéder à un gisement d’eau,

·         cartographier sommairement un réseau de galeries souterraines,

·         dimensionner/estimer le volume d’un réseau.

Weiteres Vorgehen (Französisch)

Durant le projet, une convention de coopération/collaboration a été établie entre l’INERIS (Institut lié au ministère de l’Environnement en France) et Infrasurvey de manière a définir les modalités d’entretien de calibration des systèmes UGPS en France. Infrasurvey envisage de reproduire ce schéma de collaboration avec d’autres pays en Europe pour diffuser le système UGPS. Les prestations sur le territoire suisse sont assurées par Infrasurvey. Des ventes du système U-Phone sont envisagées dans un futur proche.

Publikationen / Ergebnisse (Französisch)

Duchêne C., “UGPS – UnderGround Positionning System”. GESRIM 2012 – Marrakesh, Maroc, 3-6 april 2012 ; p : 59-60.

Duchêne C., “UGPS – UnderGround Positionning System”. Second International Symposium on Mine Caves april 2012, Sarginia, Italy.

Duchêne C., “UGPS – UnderGround Positionning System”. Forum Neode, 10 novembre 2011, Neuchâtel Suisse.