Données d’entrées

Bien des données sont nécessaires pour utiliser les outils développés à leur plein potentiel. Comme peu de données étaient disponibles au début du projet, et dans le but de ne pas trop complexifier la méthode

permettant de faire les simulations de chute de pierre et d’identifier les parois potentiellement problématiques, seules les données d’élévation ont été utilisées pour faire les simulations (les orthophotos et photographies obliques ont aussi été utilisées pour la validation puisqu’elles étaient disponibles). Ainsi, il a été possible de produire des résultats rapidement à partir d’un seul type de donnée d’entrée, puisque peu de préparation de fichiers a été nécessaire. Les seules manipulations nécessaires avant l’utilisation des outils et les simulations de chutes de pierre consistent à préparer les données d’élévation et à choisir les paramètres pour les outils et simulations.

Concernant les données d’élévation, celles-ci ont été acquises le long des 260 km de voie ferrée à l’étude par levé LiDAR aéroporté à l’automne 2014. Elles couvrent une bande d’environ 2 km de chaque côté du chemin de fer. La densité de points au sol étant élevée, avec environ trois points au sol par mètre carré, un modèle numérique de terrain (MNT) au format matriciel (raster) à pixels de 1m2 _{a pu être créé. Cela représente plus}

de 640 mégapixels de données d’élévation, sans compter les pixels vides là où les données ne sont pas disponibles. Le logiciel de simulation Rockyfor3D a été testé avec différentes tailles de MNT afin de déterminer la taille maximale qui peut être gérée. Des ralentissements et instabilités ont été notés lorsque des MNT de neuf mégapixels (3 X 3 km) et plus sont utilisés (sur un ordinateur avec huit gigaoctets de mémoire vive). Il a donc été décidé de découper le MNT en tuiles de quatre mégapixels (2 X 2 km), à pixels de 1 m2_{, pour}

s’assurer qu’il n’y ait pas d’instabilité lors de l’automatisation des simulations (figure 3.3).

Aussi, comme les trajectoires simulées arrêtent lorsqu’elles atteignent les limites du MNT, une bande de recoupement d’environ 250 m a été respectée lors du découpage afin qu’il y ait de la redondance (figure 3.3). Cela fait en sorte que les trajectoires qui sont arrêtées par le bord d’une tuile peuvent être simulées de nouveau dans la tuile suivante, sans être arrêtées cette fois par le bord. Ainsi, 137 tuiles de MNT à haute résolution ont été nécessaires pour couvrir l’ensemble du territoire (figure 3.4).

Ces tuiles ont ensuite été exportées au format ASCII (extension « asc ») afin de pouvoir être utilisées par les outils développés. Pour être utilisées en lot automatiquement par les outils, les tuiles d’entrées doivent être placées dans un dossier vide. La figure 3.5 donne un exemple de structure de dossier permettant le bon fonctionnement des outils. Dans cet exemple, seules trois tuiles sont présentes.

En ce qui a trait aux paramètres d’entrées pour les outils développés, il a été décidé que ceux-ci seraient ajustés non pas dans les outils, mais plutôt dans des fichiers Excel. Ce choix a été fait pour faciliter la modification des différents paramètres et l’archivage de ces derniers lors de l’essai de différents scénarios. En effet, il suffit de copier les fichiers Excel de paramètres et les enregistrer avec les résultats des scénarios pour les archiver avec leurs résultats. Les paramètres engendrant les meilleures simulations peuvent alors être

récupérés simplement en les copiant et les plaçant dans le dossier de paramètres accompagnant les outils développés visibles sur la figure 3.5.

Les paramètres sont divisés en 4 fichiers Excel : clifftype.xlsx, rocky_sources.xlsx, slopetype.xlsx et soiltype.xlsx. Ils représentent respectivement 4 catégories de paramètres : les seuils pour identifier le pourtour des falaises, les seuils pour identifier les sources et attribuer leurs paramètres, les seuils pour classer les pentes en différentes catégories et finalement les seuils pour identifier les types de terrain et attribuer leurs paramètres.

Le tableau Excel du fichier clifftype.xlsx est affiché à la figure 3.6 a). La première colonne permet de spécifier le(s) seuil(s) pour l’identification du/des sommet(s) et du/des pied(s) des parois. Habituellement, un seul seuil est spécifié à la fois afin de pouvoir différentier les différents résultats produits pour chaque scénario. C’est d’ailleurs ce qui a été fait dans le cadre de ce projet. Les deux autres colonnes permettent d’indiquer la valeur que doit prendre un pixel du terrain à l’étude lorsqu’il remplit les conditions d’identification du pied ou du sommet de la paroi avec le seuil entré à la première colonne. Cette valeur peut par la suite être utilisée pour définir l’emplacement des sources à l’emplacement des pixels identifiés. Ce choix peut être défini au second tableau Excel (b) de la figure 3.6, correspondant au fichier rocky_source.xlsx. Les 5 premières colonnes permettent de définir les critères qui doivent être satisfaits pour qu’une source soit identifiée. Ils correspondent respectivement au nombre minimal de familles structurales rencontrées pour lesquelles il peut y avoir ruptures planaires et/ou dièdres et/ou par basculement, aux pentes minimales, aux sommets de falaises identifiés, aux critères externes provenant d’un 3e _{type de donnée d’entrée (ex. une certaine unité géologique, des secteurs}

en excès de masse) et/ou aux critères externes provenant d’un 2e _{type de donnée d’entrée (ex. des secteurs}

préalablement identifiés sur photographie aérienne, des motifs géomorphologiques particuliers, etc.). Les 5 autres colonnes permettent d’attribuer les caractéristiques requises par Rockyfor3D aux sources identifiées, soit respectivement la masse volumique des blocs, leurs dimensions en x y z et leurs formes.

Le fait de pouvoir combiner plusieurs critères pour l’identification des sources et l’attribution des caractéristiques est pratique puisque cela donne de la flexibilité à l’utilisateur. Des blocs de forme plate et allongée peuvent par exemple être attribués au sommet des parois de roc sédimentaire alors que des formes plus cubiques peuvent être attribuées aux autres types de roche. Ce gendre de combinaison nécessite cependant d’ajouter les cartes géologiques en données d’entrées. Dans le cadre du projet, les pentes puis les sommets de falaises ont été utilisés pour définir les sources puisqu’ils ne nécessitent que le modèle numérique de terrain.

Le tableau Excel du fichier slopetype.xlsx à la figure 3.6 c) permet de définir des seuils pour la classification des pentes. La première colonne correspond à la valeur numérique attribuée à la classe de pente. Les deux

autres colonnes correspondent aux limites inférieures (inclusivement) et supérieures (exclusivement) de chaque classe. Le dernier tableau Excel (d) de la figure 3.6 correspond au fichier soiltype.xlsx et permet de définir la combinaison de critères pour la classification des types de sols et l’attribution de leurs paramètres pour les simulations dans Rockyfor3D. Chaque ligne correspond à une combinaison unique de classe de pente avec les 2e _{et 3}e _{types d’informations d’entrées, lorsque présentes. Les valeurs de zéro sont utilisées}

lorsque l’information n’est pas présente. Les combinaisons uniques sont obtenues en faisant la somme des 3 différentes couches d’information ce qui génère des identifiants numériques (code) pour les différentes associations possibles (figure 3.7). Il est donc important que les identifiants numériques des classes des différents types de couches utilisées ne soient pas tous à la même décimale. Comme seules les données d’élévation des terrains ont été utilisées dans le cadre du projet, le nombre de combinaisons obtenu est limité à cinq classes des pentes plus une combinaison dans le cas très peu probable où les données d’élévation seraient absentes. Les 4 dernières colonnes correspondent aux paramètres pour les simulations avec Rockyfor3D à associer à la combinaison des classes des couches des trois premières colonnes.

Voilà qui fait le tour des données d’entrées, c’est-à-dire du MNT et de son découpage en 137 tuiles, de l’organisation des dossiers pour le bon fonctionnement des outils d’automatisation développés et de la gestion des paramètres d’entrées sous forme de tableaux Excel. La suite du chapitre décrit le fonctionnement des différents outils, les simulations et le traitement des fichiers réalisé pour produire les différents résultats et cartes.