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213 - Télédétection et sécurité publique --- Défis et avancées technologiques

Le mercredi 8 mai 2013

Les diverses technologies de la télédétection ont évolué rapidement dans les dernières décennies. Elles se retrouvent maintenant dans tous les domaines de la science, de l'astrophysique au génie biomédical. Ce colloque veut explorer les avancées récentes des techniques de télédétection au Canada en relation avec les sciences de la sécurité publique, et favoriser les échanges entre RDDC et les autres participants afin de faire connaître différents champs d'expertise et de découvrir les avenues les plus prometteuses et novatrices dans le domaine. La détection et l'identification à distance de substances nocives, le suivi des polluants et des émissions industrielles, la surveillance de l'état des glaces, le repérage des symptômes pour le contrôle pandémique ou l'identification de marchandises sur les voies maritimes et dans les installations portuaires sont des exemples variés d'applications modernes de la télédétection dans ce contexte. Les techniques de télédétection considérées dans ce colloque iront du radar aux spectromètres, en incluant toutes les bandes spectrales et phénoménologies (infrarouge, visible, térahertz, polarimétrie, actif, passif, etc.) et toutes les plateformes d'observation (terrestre, maritime, aéroportée, satellitaire).  Outre les techniques elles-mêmes, les méthodes d'analyse et de fusion de données, ainsi que les aspects opérationnels de la télédétection seront également discutés.

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Colloque
Section 200 - Sciences naturelles, mathématiques et génie
Responsables
RDDC Valcartier
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Avant-midi
08 h 30 à 17 h 00
Communications orales
Télédétection et sécurité publique
08 h 30
Mot de bienvenue
09 h 00
LIDAR spectral haute résolution avec peignes de fréquences optiques : comment retrouver des spectres résolus en distance
Jerome Genest (Université Laval), Sylvain BOUDREAU (Université Laval), Simon LEVASSEUR (Université Laval), Simon POTVIN (Université Laval), Jean-Daniel DESCHÊNES (Université Laval), Simon ROY (RDDC Valcartier)

L'interférométrie par peignes de fréquences optiques constitue un tout nouveau paradigme de mesure en instrumentation optique. En utilisant l'interférence contrôlée entre deux peignes, il est par exemple possible de construire un LIDAR hyper spectral. Des mesures ayant à la fois une haute résolution spectrale et spatiale sont possibles avec un tel instrument. Les signatures spectrales et les distances de diverses cibles situées à plus de 170 m ont été mesurées. Cela peut non seulement aider l'identification de cibles solides ayant une réflexion diffuse, mais aussi à reconnaitre la présence de nuages aérosols où même d'identifier la signature spectrale de gaz. Les développements récents en interférométrie par peigne seront également discutés  et mis en contexte des applications en télédétection. 

Résumé
09 h 30
Détection en retrait de menace biologique sous forme d'aérosols par senseur lidar basé sur une technique de fluorescence induite par laser
Sylvie Buteau (RDDC - Recherche et développement pour la défense Canada), Jean-Robert SIMARD (RDDC - Recherche et développement pour la défense Canada), Pierre LAHAIE (RDDC - Recherche et développement pour la défense Canada)

L'augmentation de la disponibilité des agents de guerre biologique combinée aux difficultés techniques liées au développement de systèmes de détection a fait émerger la menace biologique comme l'un des défis important d'aujourd'hui en matière de sécurité. Recherche et développement pour la défense Canada (RDDC) a étudié différentes technologies, incluant des senseurs points et en retrait pour la surveillance des aérosols afin d'accroitre notre capacité opérationnelle face à cette menace. Vers la fin des années 90, un détecteur de bioaérosols en retrait basé sur la détection spectrométrique de la fluorescence induite par laser (FIL) a été développé. Ce capteur appelé SINBAHD a démontré les capacités du FIL spectrale avec l'intensification à crénelage en distance à détecter et caractériser en retrait les bioaérosols. En 2005, RDDC a initié le projet BioSense combinant un lidar géoréférencé pour cartographier les nuages avec la technologie de SINBAHD. Le projet consistait à construire et à démontrer les capacités d'un capteur lidar FIL spectrale à balayage pour la détection, la cartographie, la poursuite et la classification des menaces sous forme d'aérosols à partir de distances multi-kilométriques. De plus, le senseur devait rencontrer certains facteurs de performance tels qu'un taux de détection positive et de fausses alarmes compatibles avec les besoins opérationnels. Un survol des travaux effectués au RDDC dans le domaine de détection en retrait de menace biologique sera présenté.



Résumé
10 h 00
Télététection visible et infrarouge, usage courant et futur
Frédéric Grandmont (ABB), Henry BUIJS (ABB Analytical), Raphaël DESBIENS (ABB Analytical)

La télédétection est une technique utilisée depuis longtemps déjà par les scientifiques pour tenter d'analyser la nature des objets distants. Cette méthode de mesure migre de plus en plus vers les milieux industriels et les applications de contrôle et de surveillance, des marchés dans lequel ABB est bien implanté.  Cette présentation tentera d'éclairer l'auditeur quant à la place de la télédétection dans les applications opérationelles et industrielles et ses avantages inconvénients par rapport à d'autres méthodes de mesure. Les technologies allant du petit senseur tenant dans la main aux dispendieux instrurments embarqués dans les satellites seront au menu. Un bref survol des tendances de l'industrie pour répondre aux besoins de demain sera aussi couvert. 

Résumé
10 h 30
Pause
11 h 00
Sécurité civile et télédétection : contributions de l'Onera et apport de la synergie multi-instruments
Pierre-Yves Foucher (Onera), Xavier BRIOTTET (Onera), Bernard ROSIER (Onera)

L'ONERA, Office National d'Etudes et de Recherches Aérospatiales est le premier acteur de la recherche aérospatiale en France. Cette présentation permettra de dresser un panel des moyens technologiques développés à l'Onera pour la télédétection et  de montrer comment ils répondent aux enjeux de sécurité civile actuels. Ainsi nous axerons notre présentation sur 3 moyens représentatifs des développements technologiques actuels à l'Onera : Le moyen Sysiphe : imageur hyperspectral aéroporté 0.4-11.5µm à très haute résolution spatiale – Les nouveaux moyens lidars du proche au moyen infrarouge à portée kilométrique – Le moyen SETHI et les nouveaux instruments SAR aéroportés. Ces instruments sont développées au sein de trois départements de l'Onera : (i) Le Département Electro-Magnétisme et Radar (DEMR) ; (ii) Le département Optique Théorique et Appliquée (DOTA) ; (iii) Le département mesures physiques (DMPH). En parallèle de ces avancées technologiques, nous montrons ici les apports de la synergie multi-systèmes pour  les différents enjeux de sécurité-civile : pollution atmosphérique – Surveillance en zone urbaine – Pollution des eaux et suivi des environnements naturels,  en analysant l'apport des complémentarités entre mesures hyperspectrales, mesures Lidar et mesures SAR.

Résumé
11 h 30
Aperçu des technologies de télédétection au Centre des sciences pour la sécurité
François Bouffard (RDDC Valcartier)

Cette présentation sera donnée par Dr Marc Roy du Centre des sciences pour la sécurité (CSS) de Recherche et développement pour la défense Canada (RDDC).

Résumé
12 h 00
Dîner
13 h 00
Cartographie dynamique du risque d'inondation 
Monique Bernier (INRS - Institut national de la recherche scientifique), Karem CHOCMANI (INRS - ETE - Institut national de la recherche scientifique - Eau Terre Environnement), Marion Tanguy (INRS - ETE - Institut national de la recherche scientifique - Eau Terre Environnement)

Des inondations qualifiées de catastrophiques touchent le Québec. Les inondations survenues en juillet 1996 au Saguenay-Lac-Saint-Jean, et celles d'avril à juin 2011 au Richelieu, en sont des illustrations. À celles-ci s'ajoutent les inondations hivernales, causées par les embâcles ou les débâcles de glace de rivière.  Malgré les efforts des organismes gouvernementaux en matière de gestion du risque d'inondation, de nombreuses limites existent encore en matière de caractérisation de l'aléa et d'évaluation de la vulnérabilité des populations face à cet aléa. La télédétection radar satellitaire,  un outil performant pour la génération d'informations spatiales indispensables à la gestion du risque, n'est pas encore pleinement exploitée.  Les algorithmes développés manquent de fiabilité dans les milieux urbains et ne permettent pas d'évaluer l'ampleur réelle de l'aléa, ni son évolution. De plus, la plupart des méthodes actuelles d'analyse du risque lié aux inondations ne prennent pas en compte les aspects sociaux et économiques de la vulnérabilité. L'INRS développe une méthode de caractérisation spatiale de l'aléa inondation  qui vise à déterminer l'étendue des zones inondées au niveau intra-urbain ainsi que la hauteur d'eau en tout point de ces zones.  Une méthode permettant  l'analyse de la vulnérabilité à l'échelle du foyer est aussi développée. Le but est de  développer une méthode intégrée de cartographie en temps quasi réel du risque pour la population lié aux inondations.



Résumé
13 h 30
Utilisation de la télédétection pour la cartographie du risque d'incendie de forêts
Brigitte Leblon (UNB - University of New Brunswick)

Un incendie de forêts est un feu qui se produit dans un environnement naturel, sous l'effet de facteurs naturels (foudre) ou d'origine humaine. Les types de feux de forêts incluent les feux de surface, les feux de couronne, et les feux avec projectiles. Bien que le feu de foret puisse être bénéfique pour certaines espèces, il peut aussi être une menace pour la propriété, l'homme et l'économie. Pour cette raison, on a développé des systèmes pour prédire le danger d'incendies, tels que la Méthode canadienne d'évaluation des dangers d'incendie de forêt (MCEDIF) et le National Fire Danger Rating System (NFDRS) des États-Unis. Ils sont utilises pour la gestion des incendies de forets, entre autres pour la lutte contre les incendies. Le danger d'incendies est fonction de l'état et de la nature du combustible, de l'environnement physique, des facteurs le causant, et des moyens de prévention et de suppression. Avec la disponibilité de techniques de télédétection couplées avec le développement d'analyses géostatistiques et spatiales en utilisant les systèmes d'information géographique, les systèmes de prédiction du risque d'incendies de forêts sont passés d'estimations ponctuelles avec des données de stations météorologiques à des estimations spatiales du risque d'incendie. La télédétection peut servir à cartographier le type de combustible et l'humidité du combustible ainsi que les feux actifs et les zones brûlées et régénérées après feu.



Résumé
14 h 00
Applications avancées des caméras infrarouges à bandes larges et hyperspectrales
Pierre Tremblay (Telops Inc.), Marc-André GAGNON (Telops Inc.), Frédérick MARCOTTE (Telops Inc.), Martin CHAMBERLAND (Telops Inc.), Jean GIROUX (Telops Inc.), Jacques BROCHU (Telops Inc.)

La venue de caméras hyperspectrales dans l'infrarouge ouvre la porte à un grand nombre d'applications où la détection, l'identification et la quantification d'un grand nombre de substances sont requises. Elles permettent aussi la recherche et le développement de nouvelles caméras optimisées pour des applications spécifiques en permettant l'observation à haute résolution de phénomènes d'intérêt dans plusieurs champs de recherche scientifique. La présentation couvrira ainsi des résultats récents ayant trait, par exemple, à la défense et sécurité ainsi qu'à la sécurité et environnement dans certains domaines industriels. Ces résultats incluront des exemples de mesures prises du sol, mais aussi de plateformes aéroportées telles que des avions et des hélicoptères. 

Résumé
14 h 30
Pause
15 h 00
Suivi de la ressource hydrique nivale chez Hydro-Québec - Partie 1 : Cartographie de la ligne de neige (Ln/N-n) 
Danielle De Sève (Hydro-Québec), François Vachon (IREQ - Institut de recherche d'Hydro-Québec)

La neige représente près 30% des réserves hydrauliques au Québec. Une meilleure connaissance des caractéristiques (présence et quantité) est nécessaire pour permettre de mieux optimiser la production d'électricité. Depuis ses débuts, l'entreprise est confrontée à un défi de taille concernant la caractérisation de la neige étant donné l'étendue et la complexité du territoire. Jusqu'à maintenant les données traditionnelles ne permettent pas de répondre aux besoins des prévisionnistes qui souhaitent avoir une information distribuée quotidienne. Le déploiement limité de capteurs in situ GMON a permis d'améliorer notre connaissance sur l'équivalent en eau de la neige (ÉEN) en temps réel. Bien que très pertinente, l'information demeure ponctuelle et est difficile à spatialiser en période de fonte. Pour répondre à ces besoins l'institut de recherche d'Hydro-Québec (IREQ) développe deux systèmes complémentaires pour caractériser la neige. 1) un système de cartographie de présence de neige au sol sur la base d'une combinaison de données multisources (optiques, micro-ondes et des données in situ). La première partie de la présentation traitant du premier système sera concentrée sur les développements réalisés sur les données micro-ondes. 2) La deuxième partie de la présentation se concentrera sur le système opérationnel ÉEN. Ce  système en développement est basé sur l'inversion satellitaire d'un modèle l'émission de la neige et l'assimilation des données in situ (capteur acoustique).



Résumé
15 h 20
Suivi de la ressource hydrique nivale chez Hydro-Québec - Partie 2 : Estimation de l'équivalent en eau de la neige (ÉEN) 
François Vachon (IREQ - Institut de recherche d'Hydro-Québec), Danielle De Sève (Hydro-Québec)

La neige représente près 30% des réserves hydrauliques au Québec. Une meilleure connaissance des caractéristiques (présence et quantité) est nécessaire pour permettre de mieux optimiser la production d'électricité. Depuis ses débuts, l'entreprise est confrontée à un défi de taille concernant la caractérisation de la neige étant donné l'étendue et la complexité du territoire. Jusqu'à maintenant les données traditionnelles ne permettent pas de répondre aux besoins des prévisionnistes qui souhaitent avoir une information distribuée quotidienne. Le déploiement limité de capteurs in situ GMON a permis d'améliorer notre connaissance sur l'équivalent en eau de la neige (ÉEN) en temps réel. Bien que très pertinente, l'information demeure ponctuelle et est difficile à spatialiser en période de fonte. Pour répondre à ces besoins l'institut de recherche d'Hydro-Québec (IREQ) développe deux systèmes complémentaires pour caractériser la neige. 1) un système de cartographie de présence de neige au sol sur la base d'une combinaison de données multisources (optiques, micro-ondes et des données in situ). La première partie de la présentation traitant du premier système sera concentrée sur les développements réalisés sur les données micro-ondes. 2) La deuxième partie de la présentation se concentrera sur le système opérationnel ÉEN. Ce  système en développement est basé sur l'inversion satellitaire d'un modèle l'émission de la neige et l'assimilation des données in situ (capteur acoustique). 

Résumé
15 h 45
Surveillance des activités à la surface de la mer au Canada réalisée dans le cadre du programme national de surveillance aérienne de Transports Canada
Ken Derouin (EC - Environnement Canada), Louis ARMSTRONG (EC - Environnement Canada)

Transports Canada (TC) assume la responsabilité des politiques et des programmes du domaine des transports. Il promeut le transport sûr, sécuritaire, efficace et respectueux de l'environnement. TC fait la promotion d'un transport maritime efficace et de pratiques sûres, sécuritaires et durables en matière de transport maritime, supervise l'infrastructure maritime, réglemente la sécurité du transport des marchandises dangereuses par voie d'eau et contribue à protéger l'environnement marin.

Par son Programme national de surveillance aérienne (PNSA), TC surveille de près les navires qui évoluent dans les eaux canadiennes. TC est le principal ministère fédéral responsable de la prévention de la pollution causée par les navires, et le PNSA est un des moyens par lesquels il s'acquitte de cette responsabilité. La présentation traitera plus particulièrement des progrès que Transports Canada a réalisés au cours des dernières années quant au matériel de télédétection, du rôle que le Ministère a joué lorsqu'il est intervenu à la suite de l'incident de la plateforme Deepwater Horizon, des divers profils de mission utilisés dans le cadre du Programme et de la zone de surveillance.

Résumé
16 h 15
Déploiement d'un système électro-optique dans l'Arctique canadien dans le cadre du projet de démonstration technologique "Northern Watch"
Simon Roy (RDDC - Recherche et développement pour la défense Canada), Luc FORAND (RDDC - Recherche et développement pour la défense Canada), Michel DUPUIS (RDDC - Recherche et développement pour la défense Canada), Vincent LAROCHELLE (RDDC - Recherche et développement pour la défense Canada)

Avec la réduction des glaces dans l'Arctique, de nouvelles voies maritimes sont maintenant temporairement praticables sur le territoire canadien.  Dans ce contexte, RDDC pilote présentement le projet de démonstration technologique "Northern Watch". Ce projet a pour objectif de démontrer une capacité de surveillance maritime efficace et économique à un point d'étranglement du passage du Nord-Ouest. Un système de surveillance multi-capteurs a été conçu et développé, comprenant notamment le système électro-optique CANDISS ("Canadian Arctic Night and Day Imaging Surveillance System"). Cette présentation portera sur le déploiement de CANDISS par des scientifiques de RDDC Valcartier sur l'île Devon, au Nunavut, en août 2012.

Résumé
16 h 45
Mot de clôture