Laboratoire multidisciplinaire de tomodensitométrie pour les ressources naturelles et le génie civil

Unique au Canada, le Laboratoire multidisciplinaire de tomodensitométrie pour les ressources naturelles et le génie civil donne accès à des équipements de pointe permettant de reconstituer en quelques minutes une image tridimensionnelle de la structure et texture interne d’un objet de manière non destructive, et ce, avec une résolution sous le millimètre. Elle permet aussi l’étude dynamique (en 4D) de structures solides et d’écoulements de fluides.

Le Laboratoire multidisciplinaire de tomodensitométrie pour les ressources naturelles et le génie civil est la seule infrastructure de cette ampleur au Canada et fait partie des rares équivalentes au niveau mondial. Il est situé dans le complexe des Laboratoires pour l’innovation scientifique et technologique de l’environnement (LISTE) de l’INRS, dans le Parc technologique du Québec métropolitain.

Les analyses qui y sont effectuées s’appliquent à des secteurs aussi variés que la géologie, la foresterie, la métallurgie, l’archéologie, la paléontologie, la pétrographie et le génie civil, ainsi qu’à des phénomènes dynamiques comme l’écoulement de fluides et l’érosion des berges.

Le tomodensitomètre est un équipement médical adapté pour l’étude dynamique en 4D de structures solides et d’écoulements de fluides grâce à un volume créé à partir d’une séquence d’images d’une définition sous millimétrique. 

L’infrastructure comprend :

  • Un tomodensitomètre Siemens SOMATOM Definition AS+ 128
  • Un laboratoire de sédimentologie
  • Des appareils d’hydraulique, de biosédimentologie et d’hydrologie.

 

Le tomodensitomètre

Le SOMATOM Definition AS+ 128 est monté sur un système de rails élaboré spécialement pour le positionnement exact de l’unité d’acquisition. La longueur de déplacement sur rails peut être étendue jusqu’à 430 cm, permettant l’analyse d’objets de très grandes dimensions. L’appareil est équipé des détecteurs Siemens Stellar de la dernière génération.

La résolution maximale d’image du tomodensitomètre est de 97 x 97 x 400 microns/voxel et l’épaisseur des coupes de 0,4 à 15 mm. L’unité d’analyse et de stockage des données peut gérer l’acquisition de 128 images/s de 512 x 512 voxels. De plus, le système peut opérer durant 80 s en continu. Il peut opérer en échelle HU étendue pour des échantillons de haute densité.

 

Le laboratoire de sédimentologie 

L’infrastructure comprend un laboratoire complet de sédimentologie, incluant un compteur de particules laser Beckman-Coulter LS13320 et une centrifugeuse Beckman-Coulter J6.MI.H.C de 6 x 1 litre, une étuve, un four à moufle (très haute température), balances numériques, système de filtration sous vide, hotte laminaire, colonne vibrante de tamisage, ainsi qu’un banc d’ouverture de carottes. Un ITRAX Core Scanner est aussi disponible au Laboratoire de géochimie, imagerie et radiographie des sédiments.

 

Outils d’analyses hydrauliques, biosédimentologiques et hydrologiques

Les outils d’analyses hydrauliques, biosédimentologiques et hydrologiques combinés au tomodensitomètre permettent de réaliser des expériences en temps réel. Ils incluent : 

  • Un canal de 7 m de long pouvant simuler des courants et des houles par un mouvement programmé de deux pistons.
  • Deux aquariums ouverts pour étudier le comportement en milieu intertidal des animaux, la migration des métaux et leur concentration dans des racines de plantes; 
  • Deux caissons à pression contrôlée pour étudier le comportement dans un environnement profond (plateau continental), soit entre 2 et 400 m de profondeur;
  • Un caisson de haute pression pouvant simuler des environnements de grande profondeur (abyssale) pour l’étude du dégazage ou de la formation des hydrates de gaz en milieu océanique;
  • Un système de vélocimétrie par images de particules (PIV) de LaVision qui est composé de caméras haute résolution et d’un laser double pulses pour mesurer le déplacement des particules dans un fluide;
  • Un profileur acoustique à effet Doppler Vectrino II pour mesure la vitesse d’un fluide;
  • Des senseurs de turbidité ;
  • Un appareil d’échographie de la marque General Electric qui sert pour réaliser des relevés bathymétriques en canal hydraulique.

 

Instruments de relevés et échantillonnage de terrain

L’infrastructure dispose d’équipements de relevés de terrain dont :

  • Un LIDAR bathymétrique développé par l’INO;
  • Deux systèmes d’acquisition de profils de sous-surface ;
  • Déclencheurs acoustiques pour mouillages;
  • Courantomètres S4.

Le Laboratoire multidisciplinaire de tomodensitométrie pour les ressources naturelles et le génie civil est à la disposition du corps professoral, des étudiantes et étudiants ainsi que du personnel du Centre Eau Terre Environnement de l’INRS pour leurs projets de recherche.

Il est également possible d’utiliser les ressources du laboratoire et de faire appel à notre expertise dans le cadre de collaborations externes ou de contrats de recherche et développement. Contactez-nous pour en savoir plus.

Les champs d’application de cet équipement d’une grande précision sont multiples et extrêmement variés : 

  • Génie maritime (mesure du transport sédimentaire)
  • Génie géologique (risques géologiques et comportement des hydrates de gaz)
  • Hydrogéologie (migration des fluides et des polluants), foresterie (impacts d’insectes nuisibles)
  • Dendrochronologie (variations densimétriques des cernes de croissance)
  • Paléontologie (recherche de microfossiles dans les sédiments)
  • Écologie marine (comportement de la faune benthique)
  • Métallogénie (analyse de la structure 3D d’alliages)
  • Pétrographie (analyse de carottes de roches)
  • Archéologie (analyse de la structure interne de pièces métalliques)
  • Sciences des matériaux (analyse de bétons et d’asphalte)
  • Pédologie et étude du pergélisol
  • Poissons fossilisés, carottes de pergélisol, dents d’orignal, billes de bois… une incroyable variété d’objets franchissent nos portes.

Le Laboratoire multidisciplinaire de tomodensitométrie pour les ressources naturelles et le génie civil est une infrastructure financée par la Fondation canadienne pour l’innovation (FCI) et le gouvernement du Québec.

Personnes-ressources

Louis-Frédéric Daigle
Gestionnaire, technicien de recherche
Téléphone : 418 650-7411
Courriel : louis-frederic.daigle@ete.inrs.ca

Mathieu Des Roches
Gestionnaire, agent de recherche
Téléphone : 418 654-3798
Courriel : mathieu.des_roches@ete.inrs.ca

Pierre Francus
Professeur et coresponsable scientifique
Téléphone : 418 654-3780
Courriel : pierre.francus@ete.inrs.ca 

Damien Pham Van Bang
Professeur et coresponsable scientifique
Téléphone : 418 654-2590
Courriel : damien.pham_van_bang@ete.inrs.ca

Carole Parent
Conseillère valorisation-partenariats
Téléphone : 418 654-2531
Courriel : carole.parent@ete.inrs.ca

Laboratoire multidisciplinaire de tomodensitométrie pour les ressources naturelles et le génie civil

Institut national de la recherche scientifique

Laboratoires pour l’innovation scientifique et technologique de l’environnement (LISTE)

Centre Eau Terre Environnement

2605, boul. du Parc-Technologique

Québec (Québec)  G1P 4S5

Canada

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Site Web du Laboratoire