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L'observation de la terre : une aide précieuse lors des inondations de la rivière Richelieu

Par Nicolas Gignac et Serge Légaré, ministère de la Sécurité publique
Daniel Rochefort, ministère des Ressources naturelles et de la Faune

Le Québec ne fait pas exception aux autres régions du monde. Il constitue aussi une zone à risque pour des sinistres, tels que les glissements de terrain et les inondations. En avril dernier, d’importants secteurs de la rivière Richelieu au nord du lac Champlain ont débordé sur les rives urbanisées inondant une vingtaine de municipalités situées le long de ces plans d’eau.

Ces inondations ont battu les records historiques. Les niveaux ont largement dépassé ceux établis par le Centre d’expertise hydrique du Québec (CEHQ). Au maximum de la crue, les inondations s’étendaient du lac Champlain jusqu’à la ville de Beloeil couvrant une longueur d’environ 65 km sur 22 km de largeur. Au plus fort de la crise, entre le 6 et le 23 mai 2011, près de 3 000 résidences étaient inondées, 140 étaient isolées et plus d’un millier de personnes avaient été évacuées.

Devant l’ampleur de la crise, les municipalités riveraines ont dû être épaulées par le ministère de la Sécurité publique (MSP). Les intervenants sur le terrain ont eu recours à divers type d’images satellite pour coordonner leurs actions. Lorsqu’un sinistre touche une grande superficie, ces images ont l’avantage d’offrir rapidement un portrait de la zone affectée. Par le passé, ce type de données a fait ses preuves dans des conditions similaires (voir l’article L’utilisation des normes et technologies ouvertes en sécurité civile).

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Zone inondée le 1er mai à Venise-en-Québec.
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Champ inondé et poste de coordination mobile (PCM) du MSP à Saint-Georges-de-Clarenceville.

Acquisition d’images Radarsat-2

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Animation produite par l’Agence spatiale canadienne (ASC) montrant l'étendue de l'inondation dérivée des images Radarsat-2.
(Voir animation ici)

Le 29 avril dernier, en raison de l’accentuation des inondations, le ministère de la Sécurité publique a fait appel au Centre canadien de télédétection (CCT) de Ressources naturelles Canada. Il a commandé des images satellite Radarsat-2 en plus de leur demander de réaliser le traitement des images et d’en extraire une vue des zones inondées à l’eau claire.

L’avantage principal du satellite canadien Radarsat-2 est sa capacité à prendre des images de jour comme de nuit et à pénétrer la couverture nuageuse, et ce, à une fréquence de revisite de 3 à 4 jours. De plus, ces produits sont livrés à faible coût et procurent une information substantielle que les intervenants peuvent exploiter dans leurs activités d’intervention. Par ailleurs, Radarsat-2 est très sensible à l’humidité des sols ainsi qu’à la rugosité de surface, ce qui a pour effet d’accentuer les zones inondées à l’eau claire. Toutefois, en milieu urbain et forestier, les infrastructures et la végétation provoquent des interférences qui complexifient l’interprétation des données radar. L’acquisition d’images satellite dans le spectre du visible permet alors de pallier cet inconvénient. Ces images pourront également être utilisées afin d’améliorer et de valider le processus de traitement des images Radarsat.

Les commandes réalisées par l’entremise du Centre des opérations gouvernementales (COG) du MSP ont été possibles grâce à un partenariat établi entre Sécurité publique Canada, l’Agence spatiale canadienne (ASC) et le ministère de la Sécurité publique. Toutes les images Radarsat-2 acquises pour la sécurité publique du Québec depuis 2009 seront bientôt accessibles dans la Banque de données satellitaires du Québec (BDSQ) du ministère des Ressources naturelles et de la Faune. Ces images brutes seront offertes gratuitement aux ministères ou organismes du gouvernement du Québec qui désirent effectuer des traitements sur ces images.

Images Ikonos, WorldView-1 et GeoEye-1

Le 6 mai 2011, le ministère de la Sécurité publique a commandé l’acquisition de plusieurs images satellitaires dans le visible (mode panchromatique et multispectral). Les images ont été traitées et géoréférencées à l’aide de modèles numériques d’altitude et de données topographiques à l’échelle de 1/20 000 produites par le ministère des Ressources naturelles et de la Faune. Une fois ce travail accompli, il a été possible de réaliser une mosaïque des images acquises. Avant sa diffusion auprès des usagers gouvernementaux, un travail d’accentuation a été réalisé pour améliorer les couleurs et les contrastes. Ces interventions ont été accomplies par un fournisseur autorisé pour l’acquisition de telles images.

Le 8 mai, le satellite commercial Ikonos a pris une image de toute la zone inondée à une résolution spatiale de 1 m, alors que WorldView-1 captait la partie nord à 50 cm de résolution. La portion sud a été captée à une résolution de 50 cm le lendemain par GeoEye-1, mais la couverture nuageuse trop importante a masqué la surface du sol, désavantage dont souffre ce type d’images. Qui plus est, comme cela est souvent le cas lors d’inondations, la pluie et les nuages ont été de la partie pendant plusieurs jours consécutifs.

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Aperçu de l’image Ikonos du 8 mai dans l’application Internet du MSP.

Collaboration de la NASA et de l’Agence spatiale canadienne

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Images EO-1/ALI de la NASA permettant de voir l'étendue de l’inondation.
En plus de l’imagerie visible et radar, un autre type d’imagerie s’avère très utile pour délimiter la zone d’inondation lors de crues majeures. Il s’agit du proche infrarouge, une zone du spectre électromagnétique dont les longueurs d’ondes sont supérieures à celles de la lumière visible mais plus courtes que celles des micro-ondes. Au plus fort du débordement de la rivière Richelieu, la NASA, en collaboration avec l’Agence spatiale canadienne, a commandé des acquisitions d’images du capteur EO-1/ALI (Earth Observation-1/Advanced Land Imager) afin de bonifier l’identification de la zone inondée.

Diffusion et utilisation des images acquises

Les zones inondées obtenues à partir des images Radarsat, de la NASA et dans le spectre visible ont toutes été diffusées sous forme de service de cartographie Web et ont été accessibles à l’ensemble des intervenants gouvernementaux et municipaux impliqués dans les inondations de la rivière Richelieu.

De plus, les intervenants pouvaient visualiser l’état de la situation et suivre facilement en temps quasi réel toutes les données disponibles en quelques clics au moyen de G.O. LOC-COG, un outil développé par l’équipe géomatique du ministère de la Sécurité publique. Cet outil permet de visualiser rapidement les secteurs touchés et d’y superposer les renseignements géographiques tels que les zones inondables, les écoles, les bâtiments résidentiels, les garderies, les hôpitaux, les casernes de pompier, les entreprises à risque industriel, les poteaux d’Hydro-Québec, etc. Le ministère de la Sécurité publique a également diffusé sur son site Internet, un outil plus simple pour que les citoyens puissent voir ces images satellitaires.

L’atlas Vues d’ensemble du Québec permet également de comparer l’image satellitaire GeoEye-1 à d’autres produits, tels que des photographies aériennes antérieures au débordement et la carte topographique à l’échelle de 1/20 000.

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Vue comparative des photographies aériennes antérieures à l'événement.

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Carte sur le nombre d’évacués et de résidences touchées par municipalité (3 mai 2011).

Ces acquisitions ont également permis à plusieurs partenaires de répondre à des besoins précis d’analyse spatiale en couplant les zones inondées avec leurs bases de données respectives. Le ministère des Transports du Québec, le ministère de l’Agriculture, des Pêcheries et de l’Alimentation du Québec, Hydro-Québec, La Financière agricole du Québec et les municipalités sont parmi les partenaires qui ont communiqué avec le ministère de la Sécurité publique afin d’obtenir la délimitation des zones inondées dans leur système d’information géographique. Ainsi, les images satellitaires ont permis, entre autres, de déterminer les impacts sur les infrastructures municipales, le réseau routier, les résidences et les terres agricoles.


Les différents types d’imagerie satellitaire : comment s’y retrouver?

L’imagerie fournie par les capteurs montés à bord de satellites est d’une grande utilité dans différents domaines, comme dans le cas de sinistres dont il est question dans cet article. En effet, les capteurs satellitaires fournissent une vue synoptique du territoire. Il existe plusieurs types d’imagerie fournie par les satellites. Parmi les caractéristiques déterminantes, notons la résolution spatiale, liée à la précision de l’image, et le domaine du spectre électromagnétique utilisé (longueurs d’onde captées ou émises).

Dans le cas des inondations de la rivière Richelieu, plusieurs types d’images satellitaires ont été utilisés. Voici quelques précisions :

Radarsat-2

  • Satellite commercial canadien lancé en 2007
  • Émet des ondes radar (longueur d’onde de 5,5 cm) qui interagissent avec la surface terrestre et capte le retour des ondes
  • Résolution spatiale de 10 à 100 m

Ikonos

WorldView-1

  • Satellite commercial américain lancé en 2007
  • Capte des ondes du domaine du visible et du proche infrarouge en mode panchromatique
  • Résolution spatiale de 50 cm

GeoEye-1

  • Satellite commercial américain lancé en 2008
  • Capte des ondes du domaine du visible et du proche infrarouge
  • Résolution spatiale de 41 cm (panchromatique) et de 1,65 m (multispectral)

Earth Observation-1/Advanced Land Imager

  • Satellite de la NASA lancé en 2000 pour assurer la continuité des données acquises par les satellites Landsat
  • Capte des ondes du domaine du visible, du proche et du moyen infrarouge
  • Résolution spatiale de 10 m (panchromatique) et de 30 m (multispectral)

Consultez également

L’utilisation des normes et technologies ouvertes en sécurité civile
Un Saint-Laurent frappé : la géomatique aide à savoir où casser la glace

Renseignements :

Nicolas Gignac, ministère de la Sécurité publique
Blogue de l'équipe géomatique du MSP
Serge Legaré, Centre des opérations gouvernementales, ministère de la Sécurité publique
Daniel Rochefort, ministère des Ressources naturelles et de la Faune, Direction générale adjointe de l’information géographique



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