La technologie au service de la météo routière

Dans la dernière décennie, les systèmes d’information météo routiers se sont développés dans l’ensemble des pays concernés par la viabilité hivernale afin d’obtenir davantage d’informations pour comprendre les phénomènes climatiques d’un territoire et pour améliorer les modèles prédictifs. Différents types de capteurs ont été utilisés jusqu’à présent pour instrumenter les stations météo routières au bord des routes, dont certains ont été spécifiquement conçus pour mesurer les conditions de l’environnement routier (température de surface de la chaussée. température en profondeur dans la chaussée, état de surface, mesure de la salinité, etc.).

Ces données alimentent et constituent la base de connaissance météorologique d’un territoire ou d’une zone climatique.

Récemment, une nouvelle gamme d’outils a fait son apparition sur le marché de la météorologie routière.  Ces nouveaux capteurs offrent la possibilité de réaliser des mesures de pointe par le moyen de la télédétection. Cette nouvelle génération de solution technologique répond principalement aux besoins opérationnels des gestionnaires responsables de l’entretien d’une route lors des conditions hivernales. Ces données alimentent et constituent la base de connaissance à un niveau « micro » soit au niveau de la route, d’un segment de route et d’un point (exemple un pont). La solution d’aide à la décision en temps réel regroupe et intègre trois équipements spécifiques soit le DSC111, le DST111 et une caméra de qualité.

Les caractéristiques principales qui démarquent ce produit sont sa portabilité (système non intrusif), sa facilité d’installation, ses mesures d’indication sur l’état de surface et le niveau d’adhérence, sa capacité de paramétrer des alertes et de signalement en temps réel et finalement son coût qui est inférieur à 80% du coût d’une station météorologique conventionnelle.

Cet ensemble mesure et rend accessible les informations suivantes :

• température de l’air;
• humidité de l’air (et température du point de rosée);
• température de surface de la chaussée;
• état de surface de la chaussée;
• niveau d’adhérence;
• image de qualité de la chaussée.

Le capteur DSC111 détecte les états de surface (sec, humide, mouillé, glacé, givré ou enneigé) tout en donnant l’épaisseur en mm de la couche d’eau, de glace ou de neige, ainsi qu’un indice de la glissance de la chaussée (entre 0 et 1 et directement proportionnel au niveau d’adhérence de la chaussée). Le capteur DST111 évalue la température de la surface de la chaussée par rayonnement infrarouge et fournit la température de l’air ainsi que l’humidité de l’air grâce à une composante traditionnelle.

Cette nouvelle technologie est basée sur le rayonnement émis par la chaussée, et à partir duquel peuvent être déterminés la température de la surface et ce qui recouvre la surface de la chaussée (une épaisseur d’eau, de glace ou de cristaux de glace comme la neige ou le givre). Ce type d’information est particulièrement pertinent pour les décisions à prendre en entretien hivernal puisqu’il permet d’établir, voire même d’anticiper, l’état de la surface et la glissance qui y est associée. En effet, cette technologie qui utilise des faisceaux laser est capable de détecter les plus fines particules de glace et donne la possibilité d’informer le décideur de la formation de glace avant même que la surface ne devienne glissante.

L’avantage des capteurs fonctionnant sur le principe de la télédétection (comparable à des caméras), est de permettre une installation beaucoup plus rapide et moins contraignante (pas de travaux d’installation dans l’asphalte de la chaussée). Il est simplement nécessaire de fixer ces types d’équipements sur une structure quelquefois déjà existante (station météo, structure de signalisation, poteau quelconque, portique) et de fournir une alimentation électrique de moins de 25 Volt, par une ligne électrique ou par panneau solaire avec batteries. De plus, ces capteurs peuvent être déplacés d’un endroit à un autre avec un minimum de difficultés, et donne la possibilité au décideur de placer cette installation dans l’endroit le plus adéquat à ses besoins.

L’installation de cet équipement est une solution clef en main qui ne se limite pas à fournir un capteur. L’installation est un outil à part entière qui, tout en gardant la possibilité d’être dissociée et intégrée à un système propre au client, peut être utilisé indépendamment dans le milieu opérationnel, sans nécessité de développement ou d’adaptation pour l’organisation. En effet, ce produit offre la possibilité de disposer d’une interface sécurisée et personnalisée sur Internet, ce qui permet à l’utilisateur final de commencer à visualiser les données dès l’installation rapide complétée.

L’accès à l’interface se fait donc sur un site Internet, à partir de n’importe quel poste informatique. Le site est sécurisé et demande de préciser un nom d’utilisateur et un mot de passe. À partir des informations d’identification, un profil est attribué à l’utilisateur qui peut visualiser les données des équipements de son organisation. Une fois l’identification effectuée, la page d’accueil propose un menu à trois choix :

• les observations qui regroupent les données sous la forme d’un tableau, les données sous la forme d’un graphique, et les images enregistrées de la caméra qui fait partie de l’ensemble;
• les prévisions qui donnent entre autres accès à la carte des prévisions de la température de surface de la chaussée calculée à partir du «thermal mapping» (solution complémentaire offerte);
• les outils disponibles qui offrent la possibilité de configurer des alertes, faire des requêtes sur l’historique des données et exporter les données dans un format CSV pour des besoins éventuels d’analyse.

Un aspect très intéressant de l’utilisation de l’interface est de bénéficier d’un système d’alertes qui peut être configuré permettant ainsi d’attirer l’attention de l’utilisateur lorsque certains paramètres atteignent des seuils critiques. En effet, lorsqu’une alerte est déclenchée, l’interface le signale, et si une adresse courriel ou pagette a été configurée, un message est également envoyé au destinataire désigné. Cette fonctionnalité met en valeur le système d’information de l’ensemble car le processus de surveillance devient alors interactif, ne nécessite plus de surveillance continue avec un risque de prendre connaissance de l’information avec retard, et permet donc une gestion proactive. En effet, les alertes peuvent être configurées avec des seuils critiques avant même que les risques soient trop importants, et le système offre la fonctionnalité d’attribuer des niveaux d’alerte différents. L’utilisateur a la possibilité grâce à cette fonctionnalité de structurer une procédure de veille selon les niveaux de risques qu’il établit lui-même.

Projet Pilote en collaboration avec le Ministère des Transports du Québec

Avec l’utilisation devenue courante de la localisation par GPS, de plus en plus de systèmes météo routiers sont maintenant mobiles, composés d’un ensemble de capteurs installés à bord d’un véhicule. Ils procurent des données le long d’itinéraires et permettent d’intégrer les variations des paramètres météo routiers sur l’ensemble du réseau. Plusieurs projets pilotes sont actuellement réalisés avec des partenaires du milieu opérationnel pour lesquels l’équipement DSC111 (reconnaissance des états de surface) peut être installé sur des véhicules et ainsi offrir un ensemble d’information jusqu’à présent inaccessible. Des tests ont été effectués au Québec sur ce type d’équipement avec la collaboration du Ministère des Transports du Québec et les résultats sont en cours d’évaluation pour des applications précises et spécifiques aux besoins opérationnels. L’information, portant sur le type d’état de la surface le long d’un itinéraire, a permis de faire des liens avec les niveaux de glissance. Cette fonctionnalité est particulièrement précieuse compte tenu des coûts importants d’acquisition des équipements traditionnels de mesure de l’adhérence. Avec l’équipement DSC111, il s’agit d’une estimation de l’adhérence en fonction de l’épaisseur d’eau, de glace ou de cristaux, ou bien du mélange, constitué de cristaux et d’eau, présent sur la chaussée.

Cette mesure d’adhérence donne des indications pour l’évaluation de la glissance à des fins opérationnelles (et non pas de mesures expérimentales), mais avec une appréciation suffisante pour influencer de façon avantageuse les décisions du personnel opérationnel.

La technologie de la télédétection (mesure sans contact) offre de belles perspectives pour la surveillance météo routière et donne l’opportunité au personnel opérationnel de disposer d’un équipement plus portable et fournissant des informations pertinentes.