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23 novembre 2021 | Audrey-Maude Vézina
Mise à jour : 26 novembre 2021
Le développement d’un capteur pour le suivi journalier de la couverture neigeuse pourrait éliminer bien des tracas hivernaux.
Un suivi plus fréquent et plus précis de la neige permettrait de savoir quand déneiger les toits, mais également de déterminer les risques d’inondations lors de la fonte.
Des toits qui s’effondrent sous le poids de la neige, des mini-avalanches urbaines et des inondations surprises, voilà quelques-unes des conséquences de l’hiver qui pourraient être évitées avec un meilleur suivi de la couverture neigeuse. Le doctorant Mohamed Karim El Oufir, l’associé de recherche Anas El Alem et le professeur Karem Chokmani de l’Institut national de la recherche scientifique (INRS) cherchent justement à développer un capteur capable d’un suivi quotidien. Les résultats de leur recherche sur cette technologie, basée sur le rayonnement infrarouge, ont été publiés dans la revue Remote Sensing.
La neige fait partie intégrante de l’environnement québécois et canadien. Pourtant, son suivi est difficile.
« La méthode conventionnelle est de prendre des carottes de neige, ce qui requiert beaucoup de main-d’œuvre et génère des coûts élevés en déplacement sur un vaste territoire. Les mesures sont donc réalisées aux deux semaines seulement, pour des raisons de logistique évidentes. »
Karem Chokmani, spécialiste en télédétection
Un suivi plus fréquent et plus précis permettrait non seulement de savoir quand déneiger les toits, mais également de déterminer si, lors de la fonte, la quantité d’eau maximale est atteinte et pose des risques d’inondation.
L’équipe de recherche prévoit la construction d’un prototype de sonde à bas prix dans les prochains mois. Elle pourrait tracer la densité de la neige au sol en fonction de sa profondeur, et ce, quotidiennement.
Le professeur Chokmani soutient qu’avec ce type de capteur moins coûteux, une plus grande partie du territoire pour être couverte, tout en réduisant les coûts de déplacement et de main-d’œuvre. En effet, cette sonde sera installée une seule fois et connectée par cellulaire, voire par satellite, facilitant ainsi la collecte de données. Les données seront traitées par un algorithme développé via le calcul infonuagique, et les résultats acheminés en temps réels aux usagers. Le chercheur envisage également un fonctionnement à l’énergie solaire.
D’autres capteurs existent déjà sur le marché, mais ces appareils sont souvent lourds et coûteux. De plus, ils ne détectent souvent que la densité globale de la neige, et non sa stratigraphie. « La neige se forme en couche plus ou moins dense, et ces couches se métamorphosent avec le temps. Les données sur ces différentes couches de neige sont toutefois essentielles, particulièrement pour les avalanches », rapporte le professeur spécialiste en télédétection.
Puisque l’indice spectral de la neige est lié à sa densité, l’équipe de l’INRS a développé une technologie de capteur par réflexion des rayonnements infrarouges. Le professeur Chokmani prévient toutefois qu’un même indice peut être associé à plusieurs densités, selon l’âge de la neige.
Lors de ses précédents travaux, l’équipe a démontré comment classifier la neige selon son âge, palliant ainsi cette relation équivoque. « La neige fraîche a de petits grains qui absorbent peu les rayonnements infrarouges. La neige plus vieille se transforme pour faire de gros amas et, par conséquent, son comportement spectral est différent. En distinguant les classes de neige, nous pouvons déterminer la densité exacte de celle-ci, puisque la relation devient univoque », explique le professeur Chokmani. De quoi révolutionner les hivers québécois !
L’article « Estimating Snowpack Density from Near-Infrared Spectral Reflectance Using a Hybrid Model », par Mohamed Karim El Oufir, Karem Chokmani, Anas El Alem et Monique Bernier, a été publié le 13 octobre 2021 dans la revue Remote Sensing.