Le Ministère de la Sécurité publique du Québec (MSP) a pour mission d'assurer le leadership dans les services de sécurité civile au Québec. Le MSP doit coordonner les activités permettant au Québec de se prémunir contre les risques et les menaces sur le territoire. Dans ce contexte, la géomatique peut jouer un rôle essentiel d’intégrateur et ce, à toutes les phases du cycle de gestion des risques naturels (Figure 1).

Seules les phases de préparation et de réponses en sécurité civile seront abordées dans cet article, en y intégrant les récents développements technologiques et applications au sein du MSP.

Figure 1. Cycle de gestion des risques naturels.

Enjeux et besoins en sécurité civile

Les partenaires en sécurité civile sont diversifiés (gouvernement, entreprise privée, groupe de société civile, ONG) et se retrouvent à différents niveaux politiques (fédéral, provincial, régional, municipal). C’est pourquoi la gestion de l'information géospatiale en sécurité civile au Québec demeure tout un défi (Fortin, 2008). Les enjeux informationnels et organisationnels sont donc variés, comme par exemple :

• Avoir un accès direct aux données des producteurs ;
• Obtenir rapidement un état de situation dans différents domaines et échelles ;
• Partager l’information la plus à jour ;
• Prendre les meilleures décisions en minimisant le facteur temps ;
• Préparer des scénarios en cas de crise majeure.

Ces enjeux se sont donc traduits par des besoins concrets pour les utilisateurs en sécurité civile en terme d’information cartographique, soit :

• Accéder rapidement aux cartes de base ;
• Avoir à disposition des outils de visualisation simple ;
• Intégrer l’information des partenaires dans un cadre universel et structuré ;
• Minimiser la dépendance technologique ;
• S’adapter rapidement aux besoins ;
• Promouvoir la collaboration auprès des partenaires.

L'avènement de technologies novatrices en géomatique, combiné à la mise en place de réseaux de communication performants rendent maintenant possibles des représentations cartographiques exploitant des données disposées à différents endroits. Les résultats de ces expériences au MSP ont permis un progrès significatif quant à la circulation de l'information nécessaire à la prise de décisions en sécurité civile au Québec (Fortin, 2008).

Solutions technologiques libres et ouvertes au MSP

Les nouvelles solutions du MSP ont profité de deux orientations technologiques parvenues à maturité dans l’industrie de la géomatique, soient les technologies libres et gratuites (« open source ») ainsi que les normes ouvertes et interopérables (Fondation Geospatiale Open Source; Open Geospatial Consortium).

Un des outils libres et gratuits les plus connus en géomatique est le logiciel de serveur cartographique nommé MapServer. Il permet la diffusion efficace et peu coûteuse de l’information aux clients à travers le web. Ce logiciel stable agit à titre de serveur cartographique pour le MSP et il est simple d’installation sous Windows ou Linux. Il a été initié au départ par des fonds provenant de la NASA. Il est reconnu pour son efficacité, son interopérabilité et sa flexibilité (Gignac, 2007).

Les librairies GDAL/OGR sont aussi au cœur des développements du libre en géomatique et au MSP, puisqu’elles permettent la transformation et la lecture de la plupart des formats natifs de données vectorielles (ESRI shapefile, base de données géospatiales) et matricielles (ex. CEOS, Tiff, ECW, MrSid). Ces librairies permettent un bel arrimage entre les outils libres en géomatique et les solutions traditionnelles commerciales (ex. ESRI, PCI Geomatics). Ces outils libres et gratuits sont, pour le MSP, des solutions idéales pour améliorer sa capacité d’adaptation face aux changements technologiques continuels provenant de l’industrie. De plus, le MSP peut aussi répondre à des besoins de toutes sortes sans avoir à dépenser énormément d’argent sur des solutions logicielles coûteuses à entretenir. Enfin, un site OSGeo (Open Source Geospatial Foundation), un organisme mondial chapeautant des projets émergents dans le domaine du logiciel libre en géomatique, vient d’ouvrir un chapitre québécois, voir les détails à cette adresse.

Deuxièmement, l'avènement de normes ouvertes développées par l’organisme mondial « Open Geospatial Consortium » (OGC) a aussi permis de mieux répondre aux besoins en sécurité civile. En effet, cet organisme produit des formats de diffusion universelle de données entérinés par les principales compagnies œuvrant en géomatique (ex. ESRI, PCI Geomatics, Leica, MapInfo). Le service web cartographique (Web Map Service / WMS) de l’OGC est le format de diffusion le plus utilisé au MSP, entre autres, à cause de sa rapidité d’affichage. De ce fait, le format permet seulement l’accessibilité à une image légère visualisable à l’écran, il ne permet pas le traitement de données (donc moins lourd à diffuser).

Ce nouveau contexte a permis aux répondants en sécurité civile d’accéder à toute l’information dans des outils de visualisation propres à chaque organisme et ce, en combinant des données multi-sources disponibles à différents endroits. Étant plus un intégrateur de données qu’un producteur, le MSP diffuse dans ses applications en sécurité civile des informations de divers partenaires, comme celles du Centre d’Information Topographique de Sherbrooke (CITS), du Ministère des Transports du Québec, du Ministère des Ressources Naturelles et de la Faune du Québec (MRNF), de l’Institut National de la Recherche Scientifique (INRS), de la Société de protection des forêts contre le feu (SOPFEU), du Centre d’Expertise Hydrique du Québec (CEHQ), de la Direction Générale des Élections (DGE), d’Environnement Canada et de certaines municipalités. Les intervenants peuvent donc accéder aux données par l’entremise d’outils simples de visualisation, comme Google Earth (Figure 2) ou via un fureteur Internet, sans utilitaire à installer, avec les technologies libres Chameleon ou OpenLayers.

Figure 2. Image Radarsat texturée provenant d’un service WMS du MSP intégrée dans Google Earth.

Un nouvel outil cartographique spécialisé, développé par la compagnie TGIS en collaboration avec le MSP, a aussi été intégré pour améliorer la coordination des opérations en sécurité civile au MSP (Fortin, 2006). Ce produit se nomme GéoConférence et tire profit des solutions technologiques libres et ouvertes du MSP. Cet outil permet aux intervenants de partager une même vue cartographique et d’indiquer au profit de tous, en temps réel, des éléments sur une carte. Ils peuvent également marquer la carte ou éditer des annotations telles que des symboles, des lignes ou des polygones lors de rencontres de coordination et ce, même si les intervenants sont à des endroits différents. La GéoConférence permet donc de rassembler les données disponibles en services web pour créer une image commune accessible à tous les intervenants concernés (Figure 3).

Figure 3. Interface de GéoConférence – TGIS.

Ces avancées sont évidemment une bonne chose pour l’industrie de la télédétection puisqu’elle suit la vague entreprise par l’industrie de la géomatique en terme d’interopérabilité, de diffusion généralisée, de démocratisation de l’information, de logiciel libre/gratuit et de services de géo-information en gestion du risque. Des exemples concrets de géocollaboration en temps réel réalisés en sécurité civile au Québec ont donc tiré profit de ces innovations, soient le cas de la gestion des feux de forêts en 2006/2007 et le suivi des inondations printanières en 2008. Ces deux cas ont impliqué différents partenaires (ex. INRS-ETE, SOPFEU, MRNF) avec des intérêts variés et qui ont participé à un meilleur partage de l’information à l’aide de technologies libres et de normes ouvertes.

Feux de forêt 2006/2007

Lors de la saison des feux de forêt en 2006 et 2007, un projet pilote de géocollaboration a impliqué la SOPFEU, le MRNF, STARIMSAT de l’Université du Québec à Chicoutimi (UQAC), Environnement Canada et le MSP. À la base, des images MODIS, NOAA et du radar Mesonet d’Environnement Canada ont été utilisées pour le suivi quotidien en temps réel des informations sur le territoire. Afin d'offrir des produits clés en main aux usagers, les chercheurs du laboratoire STARIMSAT de l’UQAC ont automatisé une série d'opérations de traitement des images NOAA : géoréférence des images dans un système de projection, accentuation et ajout de renseignements cartographiques de repérage. L’équipe du MRNF s'est tournée vers les images NOAA pour effectuer le suivi journalier des feux et de visualiser de grands territoires, sans devoir se déplacer sur le terrain (Roy et Coulombe, 2001).

Ce projet pilote a permis de suivre l'évolution des incendies de forêt qui ont dévasté des milliers d’hectares dans le Nord du Québec en 2006 et en 2007. Par ce suivi journalier, la sécurité civile a pu, dans certains cas, informer les intervenants en mesure d’urgence qui ont entrepris des mesures d'évacuation et, dans d'autres cas, s'assurer que ces feux ne causaient aucun dommage aux personnes ou aux biens. L’outil de GéoConférence a été utilisé pour coordonner les opérations quotidiennes entre les partenaires dispersés à différents endroits (Québec, Chicoutimi, Chibougamau, Roberval) sur le territoire (Fortin, 2008). Par exemple, en couplant l’information obtenue sur le terrain et des images satellites, les données résultantes de la SOPFEU qui catégorisait l’état des incendies (ex. maîtrisé, hors contrôle) ont pu être diffusées en services web (Figure 4).

Figure 4. État des feux dans l’outil de GéoConférence.

Cette information a pu être visualisée par les partenaires dans GéoConférence ou dans les Système d’Information Géographique (SIG) qui permettent l’ajout de couche WMS. L’utilisation de données d’observation de la Terre en lien avec les solutions du MSP s’est avérée concluante puisque la vue d'ensemble offerte, l'actualisation des données, le suivi à distance, l'état de situation d'un feu dans son environnement et l'étendue du panache de fumée ont pu être partagés entre divers partenaires déployés sur un territoire très vaste.

Inondations printanières 2008

En ce qui a trait au suivi des inondations printanières 2008, une phase d’expérimentation intégrant les données d’observation de la Terre dans les opérations de suivi et d’opération a été effectuée. Les différents intervenants qui ont été impliqués durant cette période d’inondation printanière sont : l’INRS-ETE, MacDonald Dettwiler (MDA), le MRNF, Environnement Canada et le MSP. Ce projet a démarré grâce au projet de recherche, nommé FRAZIL (Gauthier et Bernier, 2008). Il tirait profit des images Radarsat-1 pour classifier le couvert de glace en rivière. Cette expérimentation a été faite pour la grande région de Montréal et le bassin de la rivière Chaudière en y ajoutant la cartographie des zones inondées. Une fois de plus, l’intégration de cette méthodologie a été faite en lien avec les normes ouvertes et technologies libres du MSP.

À partir du début avril, plusieurs secteurs dans la région de Montréal et du bassin de la Chaudière ont été ciblés comme présentant des risques d’embâcles et d’inondation. À ce moment, une commande planifiée a été faite par le MSP et le MRNF à la compagnie MDA pour, d’abord, effectuer un suivi des risques d’embâcles en rivières et ensuite, cartographier les zones potentiellement inondées. Grâce aux images Radarsat-1 classifiée par l’équipe de l’INRS-ETE, à la diffusion en services web et à l’outil GéoConférence, les intervenants en sécurité civile ont pu obtenir un aperçu général des problématiques de glaces dans les cours d’eau à risque et ce, près de cinq heures après la prise de l’image (lorsque la commande était planifiée d’avance). Des experts en hydrologie, sécurité civile et en météorologie ont pu s’échanger dans GéoConférence des avis sous cette base cartographique fournie par l’INRS-ETE (Figure 5).

Figure 5. Carte des glaces dans l’outil GéoConférence.

La planification des opérations de déglaçage a tiré profit de cette information et elle a été très appréciée par les organisations locales. Lors de la fonte graduelle, des images Radarsat-1 ont été commandées en mode urgence pour cartographier les zones potentiellement inondées. De plus, la Section Hydrologique d’Environnement Canada a effectué une simulation hydrologique d’un scénario extrême lors de la semaine du 20 avril dans le Saint-Laurent entre Carillon et Trois-Rivières. Cette information a été couplée à l’image Radarsat-1 et a permis aux responsables des opérations du MSP de voir l’état de la situation sur le terrain et de la comparer aux valeurs des plaines inondables existantes et simulées (Figure 6).

Figure 6. Plaine inondable simulée et zone classifiée inondée (en bleu) dans l’interface Chameleon.

Bilan et solutions prometteuses

Suite à ces projets, le modèle de géocollaboration entre différents partenaires en sécurité civile a démontré ses pleins potentiels. Ce modèle peut certainement s’appliquer à d’autres sphères d’activités (foresterie, gestion par bassin-versant, glissement de terrain, suivi des milieux humides). De plus, des commentaires positifs sont sortis des clients utilisateurs en sécurité civile de ces données d’observation de la Terre, soit le coût peu élevé des données Radarsat-1, son efficacité à couvrir un grand territoire, son captage de l’historique de l’événement, son utilité dans les opérations en sécurité civile (ex. inondation printanière) et sa capacité à livrer une vue d’ensemble d’un phénomène. Par contre, les limites des données d’observation de la Terre utilisées dans ces projets ont permis d’identifier certaines lacunes, soit le temps de déploiement de Radarsat-1 (même en mode urgence), la résolution contraignante pour certains secteurs/applications, le manque d’information vulgarisée en sécurité civile à ce sujet, le nombre peu élevé d’applications en planification/prévention en sécurité civile et les obstacles de l’utilisation de Radarsat-1 dans les cas de feu de forêt. C’est pourquoi les acteurs impliqués dans ces projets voient d’un bon œil les potentiels de Radarsat-2, puisque sa résolution et son temps de déploiement seront nettement améliorés.

Enfin, la Charte Internationale “Espace et catastrophes majeures” représente une autre opportunité en télédétection pour les organisations en sécurité civile en cas de sinistres majeurs, puisqu’elle donne accès aux données de plusieurs satellites et de services d’agences spatiales à travers le monde et ce, tout à fait gratuitement (Charte Internationale « Espace et catastrophes majeures »).

Cet article est tiré d’une présentation offerte dans le cadre du 13e Congrès de l’Association québécoise de télédétection (AQT), tenu à Trois-Rivières (Québec), le 30 avril et 1er mai 2008. Les auteurs sont Nicolas Gignac et Donald Fortin, tous deux du Ministère de la Sécurité publique du Québec.

Crédit photo page d'accueil: Ressources naturelles Canada.