Analyse exploratoire : Surveillance de la construction d’un tunnel à Dangjin, Corée du Sud

Aperçu

KorrAI a mené une analyse indépendante à l'aide de son pipeline UrbanSAR exclusif pour surveiller la déformation du sol associée à la construction d'un tunnel à Dangjin, en Corée du Sud. Le site, construit sur des terres côtières remblayées composées de sols mous et compressibles, présente un risque élevé d'affaissement lors de l'excavation, des opérations de tunnelier et d'autres activités de creusement.

Grâce à l'interférométrie par diffuseurs persistants (PSI), UrbanSAR a traité une archive de 3 ans de données satellitaires Sentinel-1, détectant des tendances de déformation à l'échelle millimétrique dans tout le paysage urbain. L'analyse a produit des cartes de vitesse à haute résolution et des séries chronologiques de déplacement, alignées sur les phases de construction du tunnel.

Bien que des travaux universitaires antérieurs aient exploré cette région, cette analyse met en évidence les capacités d'UrbanSAR en matière de surveillance de la déformation évolutive et de haute précision dans des environnements bâtis complexes.

Contexte

La zone industrielle côtière de Dangjin a fait l'objet d'un développement infrastructurel important, incluant la construction de tunnels souterrains. Construite sur des terrains remblayés variables, la zone est particulièrement vulnérable aux tassements causés par les travaux souterrains.

Les méthodes de surveillance traditionnelles, comme les levés de nivellement, offrent une couverture limitée et sont d'un coût prohibitif pour les grandes zones urbaines. La PSI par satellite constitue une alternative évolutive, capable de suivre la déformation avec une précision millimétrique dans des milieux urbains denses. La plateforme UrbanSAR de KorrAI automatise ce processus grâce à une architecture infonuagique basée sur la PSI, traitant de vastes archives Sentinel-1 pour fournir des données précises sur la déformation.

Défi

Le projet a présenté plusieurs défis :

• Déformation induite par le tunnel dans les sols remblayés : L'activité souterraine dans les remblais mous et stratifiés a créé des risques d'affaissement localisés.
• Corrélation avec les phases de construction : Il était essentiel de faire correspondre les tendances de déplacement avec les événements d'excavation, tels que le fonçage de puits et le forage au tunnelier, pour interpréter les relations de cause à effet.
• Rétrodiffusion urbaine à haute densité : Le paysage industriel complexe a posé des défis pour la sélection des points de diffusion persistants et la préservation de la cohérence.
• Volume de données : Cette étude a inclus plus de 78 Sentinel-1 images de 2016 à 2019 avec un alignement temporel précis.

Méthodologie

À l'aide du pipeline UrbanSAR de KorrAI, une pile PSI complète a été traitée sur la zone d'intérêt de Dangjin selon les spécifications suivantes :

Portée : Axée sur un corridor industriel de 1,5 km × 1,5 km entourant le tracé du tunnel, incluant les puits verticaux et les sections routières A–A′ et B–B′.

Données : 78 images Sentinel-1B (orbite descendante) de septembre 2016 à juillet 2019.

Précision : La précision de la vitesse de déformation enregistrée était supérieure à ±1 mm/an.

Le pipeline a automatiquement extrait et visualisé les tendances de déformation le long des sections critiques, identifiant les points de diffusion persistants (p. ex., PS-A1 à PS-A4, PS-B1 à PS-B5) et quantifiant les déplacements cumulés selon la ligne de visée (LOS) jusqu'à environ 20 mm.

Observations clés

Les profils de déplacement le long des deux A–A′ et B–B′ Les sections révèlent des tendances claires d'affaissement durant les phases de construction du tunnel.

• Section A–A′ (le long de l'axe du tunnel): L'affaissement a débuté lors de l'excavation du puits 1 et s'est intensifié durant l'opération du tunnelier, avec un déplacement cumulé selon la ligne de visée (LOS) atteignant −15 mm.
• Section B–B′ (transversale au tunnel): La variabilité de l'affaissement était plus élevée. Les points situés près du rivage (PS-B4, PS-B5) ont montré un déplacement plus important (~−18 mm), probablement en raison de sédiments plus profonds et d'un sol plus meuble.

Dans l'ensemble, ces modèles confirment une déformation à la fois longitudinale et latérale, influencée par l'avancement du creusement et les conditions souterraines locales.

Aperçus

L'analyse UrbanSAR a démontré :

• Corrélation avec la construction: Des tendances claires d'affaissement ont été observées près du puits 1, particulièrement durant les phases actives d'excavation et de forage au tunnelier.
• Tendances de rétablissement : Le déplacement cumulé a dépassé 15 mm à certains emplacements PS, ce qui indique un rebond lors de la recharge des eaux souterraines.
• Impact multidirectionnel : Section B–B′, bien qu’elle ne soit pas alignée avec l’axe du tunnel, a révélé une déformation différentielle due aux variations latérales de la stratigraphie du sol, confirmant ainsi la nécessité d’une surveillance plus étendue.

Ces données permettent aux ingénieurs municipaux et aux parties prenantes des infrastructures de valider la sécurité structurelle, d’anticiper les zones à risque et de mettre en œuvre des mesures d’atténuation avant que les dommages ne s’aggravent.

Conclusion

Cette analyse appliquée démontre l’efficacité de la technologie UrbanSAR de KorrAI pour surveiller les mouvements de sol induits par la construction de tunnels avec une précision millimétrique. Le suivi des déformations millimétriques dans des environnements densément bâtis, sans instrumentation au sol, représente une avancée majeure dans l’intelligence des infrastructures. Cette approche soutient déjà la gestion proactive des actifs de surveillance pour les secteurs du transport, des services publics et de l’assurance à l’échelle mondiale, et ce, à différents niveaux.