Localisation de cavités Apports de l UGPS

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1 Localisation de cavités Apports de l UGPS Page 1/ 21

2 Problème posé Positionnement de cavités accessibles Incertitudes des reports depuis des plans anciens ou des croquis d explorations Classiquement levé par : relevés par géomètres (théodolite, station totales,.. ) relevés par arpentage «spéléologique» (boussole, topofil, distox,.. ) calage par barreau magnétique contraintes Accessibilité des galeries aux appareils et Sécurité des intervenants Précision minimale nécessaire des relevés selon les objectifs Page 2/ 21

3 Méthodes existantes Relevés par géomètre Possible seulement dans des cavités de dimension suffisante pour la mise en œuvre d un théodolite Précision élevée (cm) Long à mettre en œuvre Coût élevé Relevés «spéléologiques» Possible dans toute cavité accessible Précision rarement quantifiée ( 2 % à 5% selon les difficultés) Un peu plus rapide «Prestataire» souvent associatifs Page 3/ 21

4 Méthodes existantes Calage par barreau magnétique Précision en plan métrique, en profondeur quelques m Assez rapide à mettre en œuvre (1 à quelques pt/j selon accès) Coût peu élevé D Chailloux Page 4/ 21

5 Système UGPS Développement ISSKA Infrasurvey - Mise en œuvre Automatisation de la technique du «barreau magnétique» Ineris Mesure de l orientation du champ magnétique généré par un émetteur en souterrain (3 bobines) Positionnement relatif surface / sous sol Portée maxi 200m (en terrain peu conducteurs) Précision 1 % (à env ½ portée) Résolution <10cm à 100m Dimensions diam 25 x 45 cm Poids 8 Kg Page 5/ 21

6 Système UGPS Balise magnétique Logiciel de traitement temps réel Positionnement de la balise souterraine / 1 à 4 balises en surface Si GPS et orientation vers le Nord => position souterraine «absolue» Page 6/ 21

7 Modes de mesure Cheminement Suivi du déplacement de l émetteur à partir de balise surface fixes Opérateur (immobile quelques secondes) «cliquant» des positions Pas de nécessité de communication surface / fond si on reste dans la rayon d action du système ou en planifiant parfaitement les déplacements successifs Précision de localisation diminuant avec la distance entre balises Page 7/ 21

8 Modes de mesure Recherche de verticale d un point particulier Balise fond fixe, déplacements successifs de la balise surface Nécessité de coordonner surface / fond pour passer au point suivant Précision de localisation maximale U-phone Page 8/ 21

9 Test du Système UGPS Région de Saumur (49) Labo Angers Carrières souterraines avec : fontis mal localisés position incertaines de portions de galeries Page 9/ 21

10 Test du Système UGPS Région de Saumur (49) Carrière de Nantilly Située en zone urbaine, recouvrement entre 10 et 15 mètres, accès par descenderie. Levé précis (plan de géomètre) disponible. Positionnement imprécis (7/8 m) Parking avec nombreux véhicules stationnés ou non + réseaux potentiels Limite électromagnétique du système Page 10/ 21

11 Test du Système UGPS Région de Saumur (49) Carrière de Gaillardin zone semi-rurale (quelques routes, chemins et habitations côtoyant des terres vinicoles), épaisseur de recouvrement de 10 à 40 m, environ 30 hectares, sans plan précis complet mais avec un relevé de la galerie principale. Ecarts de positions jusqu à 30m (imprécision du plan) Détermination des épaisseurs de couverture ( avec pb radio au delà 35 m) Résultats permettant un recalage du plan Page 11/ 21

12 Test du Système UGPS Région de Saumur (49) Carrière du Chemin des Vaux (Dampierre sur Loire) zone rurale (vignes), recouvrement compris entre 5 et 15 m. Relevé sommaire (cheminement) de la galerie principale. Présence d un effondrement plusieurs fois remblayé? <=> Page 12/ 21

13 Test du Système UGPS Région de Saumur (49) Carrière du Chemin des Vaux (Dampierre sur Loire) Les points en bordure de fontis encadrent bien l effondrement en surface Le contour localise la zone très dégradée avec une précision de 3 m Page 13/ 21

14 Test du Système UGPS Région de Saumur (49) Carrière de la Garenne (Dampierre sur Loire) En milieu rural, recouvrement 15 m Les galeries principales ont fait l'objet d'un relevé sommaire Cheminement 5 points Connexion avec Les vaux Précision inconnue en raison d un dysfonctionnement Page 14/ 21

15 Test du Système UGPS Roquevaire (13) Labo d Aix en Provence Carrière de Gypse ayant fait l objet d effondrements, d un PPR et d expropriation. Zone semi rurale, recouvrement de 15 à 40 m Plans d exploitation disponibles, qualité inconnue, à recaler Comparaison avec relevé sommaire Page 15/ 21

16 Test du Système UGPS Roquevaire (13) Zone Ouest 8 points de recalage (1 m) Écart verticale / cheminement de 2 à 3m (cohérent avec la précision affichée) Recalage du plan de 5 à 10 m vers le Sud Page 16/ 21

17 Test du Système UGPS Roquevaire (13) Zone Est 4 points de recalage (1 m, sauf un point à 5m instabilité des mesures) Recalage plan de 2 à 4m Recalage sur zone proche RD45 de 1 à 5 m vers la RD (prec 1 à 3 m) Page 17/ 21

18 Relevé sommaire / UGPS Roquevaire (13) Zone Est 50 points relevés par visée sur opérateur (sans marquage au sol) Traitement sous Visual Topo : 5 % d écart de boucle Ecart (UGPS / DistoX) de distance entre balises de 1,6 m (3%), avec un maximum à 13 % Temps de mesure comparable au relevé de verticales (2h30) Page 18/ 21

19 Relevé sommaire / UGPS Roquevaire (13) Zone Ouest 66 points relevés par visée sur paroi (1h30) Traitement sous Visual Topo : 1,6 % d écart de boucle Ecart (UGPS / DistoX) non évaluable. Report sur plan recalé UGPS satisfaisant Temps de mesure comparable au relevé de cheminement Page 19/ 21

20 Apport de l UGPS En mode positionnement de verticale Plus rapide que les barreaux magnétiques classiques (point de mesure en surface unique ) Améliore la qualité du positionnement en profondeur (surtout si plusieurs récepteurs) par rapport au barreau magnétique et au relevé sommaire Indique la qualité du positionnement en plan et profondeur En mode cheminement Aussi rapide que le relevé sommaire Indique la qualité du positionnement en plan et profondeur Améliore la qualité du positionnement en profondeur (surtout si long parcours sub-horizontal) et en plan par rapport au relevé sommaire (si parcours > 100 /200 m) Page 20/ 21

21 Contraintes de l UGPS Profondeur limitée à 100 m ( 200 m avec forte dégradation de la précision) Reste sensible aux perturbations magnétiques : Liées à la nature du sous sol (sols conducteurs, atténuant) et aux masses métalliques (véhicules, conduites etc.. ) Liées aux émissions électromagnétiques (lignes électriques etc.. ) En mode positionnement de verticale Nécessite un accès en surface Nécessite une communication surface / fond (Uphone si < 40 m) En mode cheminement Nécessite le déplacement des balises au delà de la portée utile ( 100 m) Nécessite de connaître approximativement la géométrie de la cavité (relevé sommaire) Page 21/ 21