Plateforme de détection multi-capteurs
Proposition de Subvention : Mesurer les Turbulences Subterraines
Résumé
Ce projet vise à développer une plateforme de détection
multi-capteurs pour mesurer et visualiser les turbulences sous la
surface — incluant les vibrations structurelles, les cavités et les
flux dynamiques cachés — grâce à l’intégration de technologies
radar, spectroscopiques et acoustiques.
L’objectif est de produire un système portable, léger et en temps
réel, capable d’offrir une représentation précise et dynamique des
phénomènes invisibles dans les matériaux, les sols et les structures.
1. Contexte et Enjeux
Les phénomènes sous-surfaciques jouent un rôle déterminant dans des
domaines tels que la surveillance des infrastructures, la géologie
appliquée, ou encore le diagnostic industriel. Les approches actuelles
— qu’elles soient uniquement radar, optiques ou acoustiques —
peinent à fournir une vision globale et cohérente.
Le projet propose de combiner ces approches afin de développer une
lecture unifiée et plus fiable des comportements internes des
matériaux et des structures.
Enjeux principaux :
- Prévenir les effondrements ou dégradations d’ouvrages civils.\
- Améliorer la précision des relevés géologiques et environnementaux.\
- Renforcer les capacités des robots d’exploration et d’inspection
autonome.
Ce travail vise à concevoir un système multi-sensoriel intégré,
capable de détecter et d’interpréter en temps réel les phénomènes
invisibles sous la surface.
2. Objectifs du Projet
- Concevoir et prototyper un système radar sous-surface (RDS) pour
la détection des réflexions et des vibrations.\ - Développer un module de spectroscopie pour la caractérisation
des matériaux et l’analyse des états de surface.\ - Mettre en œuvre un réseau acoustique capable de capter et de
transformer les vibrations et infrasons.\ - Intégrer l’ensemble dans une plateforme portable et modulaire.\
- Développer des algorithmes d’intelligence artificielle pour la
fusion et l’interprétation des données multi-modales.\ - Valider expérimentalement le prototype à travers des tests de
terrain et de laboratoire.
3. Méthodologie
3.1 Module Radar (RDS)
- Principe : analyse des réflexions électromagnétiques pour détecter
cavités, fissures et mouvements internes.\ - Intègre des émetteurs basse fréquence et des capteurs de surface.\
- Les données alimenteront un modèle visuel 3D interactif.
3.2 Module Spectroscopique
- Principe : décomposition optique du signal lumineux réfléchi.\
- Objectif : identifier les matériaux via leurs signatures
spectrales.\ - Composants : photodiodes haute sensibilité, films de calibration,
lentilles et résines optiques.
3.3 Module Acoustique
- Principe : conversion des vibrations et infrasons en signaux
numériques.\ - Transforme les turbulences basses fréquences en représentations
audibles ou visuelles.\ - Synchronisation complète avec le module radar pour corrélation des
données.
3.4 Fusion et Traitement de Données
- Développement d’un algorithme de fusion capteurs.\
- Visualisation des résultats en 2D/3D en temps réel.\
- Application de techniques d’apprentissage automatique pour la
classification des turbulences.
4. Plan de Mise en Œuvre et Calendrier
Phase Durée Jalons Principaux
Phase 1 Mois 1–3 Modélisation théorique et sélection du matériel
Phase 2 Mois 4–6 Conception du prototype et intégration initiale
Phase 3 Mois 7–9 Développement IA et outils de visualisation
Phase 4 Mois 10–12 Tests terrain, validation et optimisation
Phase 5 Mois 13–15 Publication, dépôt de brevet et diffusion
5. Résultats Attendus
- Prototype fonctionnel d’un capteur de turbulences portatif.\
- Modèles de données validés pour la détection croisée
radar-spectroscopie-acoustique.\ - Publications scientifiques et communications internationales.\
- Technologie brevetable pour des applications en génie civil et
géophysique.
6. Retombées et Impacts
Le projet aura des retombées importantes dans :\
- Le génie civil : suivi non-invasif des fondations et structures
enterrées.\ - Les géosciences : cartographie de formations géologiques et de
failles.\ - La robotique : intégration dans des systèmes autonomes
d’inspection.\ - Le patrimoine culturel : exploration non-destructive de sites
archéologiques.
7. Budget Prévisionnel (en USD)
Poste budgétaire Montant estimé
Équipements (capteurs, modules radar, optiques) 120 000 $
Développement logiciel (IA, visualisation, fusion) 60 000 $
Personnel (chercheurs, ingénieurs, techniciens) 180 000 $
Tests et validations terrain 40 000 $
Diffusion (publications, conférences) 20 000 $
Total estimé 420 000 $
8. Équipe et Partenariats
- Unité pilote : Laboratoire d’Architecture et de
Rétro-Ingénierie.\ - Partenaire principal : Centre de Recherche sur les Sciences
Parallèles.\ - Collaborations envisagées :
- Laboratoires de mesures acoustiques et radar.\
- Groupes spécialisés en spectroscopie et analyse de matériaux.
9. Conclusion
Cette proposition ambitionne une avancée majeure dans la mesure et
l’analyse des phénomènes sous-surfaciques. En combinant la précision
du radar, la finesse spectroscopique et la sensibilité acoustique, le
projet créera un outil inédit pour visualiser l’invisible au cœur
des structures et des matériaux.
Les retombées scientifiques et technologiques ouvriront la voie à de
nouvelles approches dans la compréhension du monde matériel.
Mots-clés : radar sous-surface, spectroscopie, acoustique, détection
de turbulences, fusion capteurs, imagerie temps réel, diagnostic
structurel.