LiDAR – de l’aérospatiale aux appareils de poche

C’est en 1930, il y a presque un siècle, qu’Edward Hutchinson Synge (1890 – 1957) a eu l’idée de mesurer la distance par des faisceaux lumineux en utilisant des projecteurs pour étudier la structure de l’atmosphère. En 1938, des impulsions lumineuses ont été utilisées pour mesurer la hauteur des nuages. Aujourd’hui, ce concept technologique est exploité dans toute une gamme de nouvelles possibilités telles que l’automatisation de la conduite, la localisation robotique en temps réel, la photographie, la topographie, les inventaires forestiers et l’arpentage, entre autres.

Le mot LiDAR est dérivé de light detection and ranging. Il s’agit d’une technique permettant de déterminer la distance d’un objet en émettant un faisceau laser, à partir d’un scanner laser, vers l’objet et en mesurant le temps que met la lumière à revenir à l’émetteur. La distance entre le scanner et l’objet est égale à la moitié du temps entre l’émission et la réception de l’impulsion, multiplié par la vitesse de la lumière (d= 1/2tc).

Le LIDAR est étroitement lié au RADAR (Radio Detection and Ranging). Le RADAR a connu ses premiers succès en 1904 lorsque Christian Huelsmeyer (1881 – 1957) a utilisé une antenne, un récepteur et un émetteur pour détecter des objets en mer afin que les navires puissent manœuvrer pour éviter les collisions.

Bien que le LIDAR ait été inventé peu après les premiers lasers dans les années 1960, il a été principalement développé pour la cartographie du terrain dans les domaines de l’aéronautique et de l’aérospatiale. Les applications aérospatiales du LIDAR ne sont pas apparues avant les années 1970, notamment sur les rétros réflecteurs d’Apollo 15 et, par la suite, sur les vaisseaux spatiaux d’exploration, développés par la NASA. Les applications commerciales et pour consommateurs ne sont devenues courantes qu’à la fin des années 1980.

Cela dit, ce n’est qu’à la fin des années 1980, lorsque le GPS (Global Positioning System) est devenu accessible au public et a été couplé à des unités de mesure inertielle (IMU), que le LIDAR est devenu un outil viable et puissamment précis pour les scientifiques. Au milieu des années 1990, les scanners LIDAR pouvaient produire de 2 000 à 25 000 impulsions par seconde et étaient principalement utilisés pour la cartographie topographique de la surface terrestre.

Cette technologie, bien que primitive par rapport à ce qui est disponible aujourd’hui, permettait aux gouvernements de planifier les routes et aux géomètres et aux entreprises de construction de localiser les espaces optimaux pour le positionnement des bâtiments, notamment dans le contexte d’un terrain dénivelé.

Au milieu des années 1990, les premiers LiDAR commerciaux de 2 000 à 25 000 impulsions par seconde ont été fabriqués et distribués à des fins de cartographie topographique. 

Aujourd’hui, il est possible de générer jusqu’à 2 millions de points de données par seconde avec une précision de 4 mm. La technologie LIDAR a progressé au point que les objets peuvent désormais être vus comme jamais auparavant, ce qui donne lieu à de nombreuses applications bénéfiques. Elle peut être utilisée pour évaluer les risques environnementaux, tels que les coulées de lave, les glissements de terrain, les tsunamis et les inondations, ainsi que pour étudier les paysages naturels comme les bassins versants et les rivières. La technologie a facilité et amélioré les activités de planification urbaine telles que le comptage des personnes et des véhicules, a facilité la surveillance du climat et a introduit des techniques plus innovantes et respectueuses de l’environnement dans les domaines de la météorologie et de l’exploitation minière.

Au cours des dernières années, SAJO a capturé des millions de pieds carrés à l’aide de la technologie LIDAR, du balayage de petits espaces commerciaux à l’étude de grands bâtiments. L’incorporation de cette technologie dans les processus de travail actuels de SAJO permet une expérience transparente dans les phases de conception et de construction de tout projet.

La technologie LiDAR est en constante évolution en ce qui concerne le développement de modèles plus efficaces pour traiter des dimensions problématiques spécifiques telles que la taille ou le poids, ainsi que pour générer de nouvelles applications. Dans sa quête d’excellence et de performance optimale, SAJO continue d’adopter des technologies de pointe émergentes qui amélioreront la précision et la qualité de ses projets ainsi que la collaboration et la communication avec les parties prenantes.