Étude de cas : Surveillance des infrastructures publiques dans les régions de pergélisol du Nord du Canada

Sommaire exécutif

• Problème: Le dégel du pergélisol dans le Nord du Canada menace les infrastructures essentielles comme les routes et les aéroports.
• Limites: La surveillance traditionnelle est lente, coûteuse et manque d'échelle.
• Solution: KorRai a développé une plateforme OGMS ; utilise la technologie InSAR par satellite pour surveiller le déplacement au sol en temps quasi réel.
• Principaux avantages:
  • Détection précoce de l'instabilité
  • Précision au millimètre
  • Couverture évolutive pour les régions éloignées
• Impact: Permet l'entretien proactif de l'infrastructure et soutient la résilience climatique des collectivités vulnérables.

Contexte

Les infrastructures du Nord du Canada reposent sur le pergélisol, qui est menacé par la hausse des températures mondiales. Le dégel du pergélisol, connu sous le nom de thermokarst, entraîne une instabilité du sol, ce qui expose les infrastructures essentielles telles que les aéroports, les routes et les ponts à de graves risques de dommages. Il faut assurer une surveillance en temps réel, évolutive et rentable. Les intervenants, y compris les municipalités et les organismes fédéraux, sont sous pression pour s'adapter rapidement, mais ils manquent d'outils suffisants pour prendre des décisions fondées sur les données.

Défi

Le dégel du pergélisol entraîne des mouvements subtils mais critiques au sol que les systèmes de surveillance traditionnels sont trop lents pour être suivis efficacement et coûteux pour être déployés à grande échelle. Voici les principaux défis à relever :

• Détecter les premiers signes de déplacement du sol avant que les dommages ne surviennent.
• Surveiller de vastes régions éloignées à intervalles réguliers.
• Fournir des informations exploitables qui appuient la maintenance préventive.
• Offrir une solution rentable et évolutive adaptée à la mise en œuvre nationale.

Solution

KorRai a relevé ces défis grâce à la plateforme Open Ground Motion Service (OGMS), qui utilise la technologie InSAR (Interferometric Synthetic Aperture Radar).

La plateforme exploite les données de Sentinel-1 et de la mission de la Constellation RADARSAT (MRC) de l'Agence spatiale européenne (ESA) pour mesurer le mouvement du sol à l'échelle du millimètre dans de grandes régions géographiques.

Au cœur de cette approche se trouve UrbanSAR, la technique exclusive de KorRai qui détecte les réflecteurs naturels stables pour extraire des données précises sur la déformation et les combine avec la classification des risques, un modèle statistique qui classe et hiérarchise les mouvements de surface en fonction de l'écart par rapport au comportement attendu.

Les principales caractéristiques de la solution comprennent :

• Surveillance régulière : Évaluations de la déformation du sol tous les 12 jours.
• Haute précision : Précision au millimètre grâce à des données étalonnées au GNSS.
• Traitement amélioré par l'IA : Des algorithmes avancés identifient les zones au sol instables.
• Rapports donnant lieu à une action Tableaux de bord conviviaux et alertes pour les opérateurs d'infrastructure.

Perspectives d'avenir

Les améliorations intégreront des données supplémentaires provenant du satellite Sentinel-1C de l'ESA et du satellite NISAR de la NASA-ISRO. Le capteur SAR en bande L de NISAR améliorera les capacités de pénétration dans le sous-sol.

Le perfectionnement continu des algorithmes pilotés par l'IA de KorRai permettra de prévoir les déformations et d'automatiser les processus d'évaluation des risques.

Impact

Le système donne aux intervenants les moyens de passer de réactif à l'évaluation proactive des risques et à l'entretien de l'infrastructure. La mise en œuvre de l'OGMS a procuré des avantages importants aux Canadiens, en aidant à :

• Prévention des défaillances de l'infrastructure La détection précoce de l'instabilité du sol aide à prévenir les dommages catastrophiques et les coûts connexes.
• Sécurité améliorée : Les alertes en temps opportun réduisent les risques pour les résidents et les travailleurs qui dépendent d'infrastructures vulnérables.
• Durabilité économique Réduit les coûts de réparation à long terme, en particulier dans les collectivités autochtones et éloignées.
• Adaptation au climat : Appuie les stratégies régionales et nationales d'adaptation à la dégradation du pergélisol.
• Appui aux politiques : Permet de prendre des décisions mieux informées aux paliers municipal et fédéral.

Conclusion

La plateforme OGMS de KorRai démontre le pouvoir transformateur de la surveillance par satellite pour relever les défis liés aux infrastructures induites par le climat. En fournissant des données précises, évolutives et exploitables sur les mouvements du sol, OGMS redéfinit la façon dont les gouvernements et les industries abordent l'adaptation au climat.

Ce projet s'aligne sur plusieurs objectifs de développement durable des Nations Unies, notamment :

• Objectif 9 : Industrie, innovation et infrastructure - Améliorer la résilience de l'infrastructure grâce à une technologie de surveillance avancée.
• Objectif 11 : Villes et collectivités durables - Protéger les infrastructures dans les collectivités éloignées.
• Objectif 13 : Action climatique - Appuyer les mesures d'adaptation contre la déformation du sol induite par le climat.

Remerciements

Ce projet a été appuyé par l'Agence spatiale canadienne dans le cadre de l'initiative SmartEarth. Le projet a utilisé les données SAR Sentinel-1 fournies par l'Agence spatiale européenne (ESA) et a été optimisé pour la mission de la Constellation RADARSAT (MRC) fournie par le Centre de recherches en construction du Conseil national de recherches du Canada (CNRC).

Les contributions des partenaires de l'industrie et des établissements universitaires ont appuyé la modélisation statistique, l'intégration de l'IA et l'infrastructure informatique en nuage.

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