Susanne Ouellet, ingénieure en géotechnique, est la fondatrice et la directrice générale de Lumidas, une jeune entreprise basée à Calgary qui s’intéresse à la modernisation des infrastructures essentielles à l’aide de la détection acoustique distribuée (DAS, de l’anglais distributed acoustic sensing), une innovation technologique qui transforme les câbles à fibre optique classiques en capteurs de mesure en continu.
L’origine de la société remonte à janvier 2019, lors de la rupture du barrage de Brumadinho, au Brésil. Cette catastrophe a incité Mme Ouellet à se lancer dans un doctorat à l’Université de Calgary. Le thème de ses recherches portait sur la DAS et la manière dont elle peut empêcher de telles ruptures de digues à stériles. Cette recherche lui a valu de remporter le prix Innovation 2024 de Mitacs pour excellence en innovation. Lumidas a vu le jour la même année. En janvier 2025, Mme Ouellet a reçu l’Innovation Catalyst Grant (la subvention Catalyseur pour l’innovation) de l’Alberta d’un montant de 250 000 dollars, suivie d’une bourse de l’accélérateur de commercialisation d’innovation minière (ACIM) de 83 600 dollars plus tard cette même année, pour développer sa plateforme de surveillance par DAS.
Aujourd’hui, Lumidas est à mi-parcours d’un projet pilote de deux ans dans l’installation de stockage des résidus d’une mine canadienne en activité. En collaboration avec Teck, BGC Engineering, le Norwegian Geotechnical Institute (NGI, l’institut norvégien de géotechnique) et l’Université de Calgary, le projet vise à développer un cadre modulable de surveillance par DAS dans le nuage. Mme Ouellet a fait part des dernières avancées du projet à l’occasion du congrès CIM CONNECT en mai 2026.
Elle s’est entretenue avec l’équipe du CIM Magazine sur ses recherches, le lancement de Lumidas et les changements que la DAS pourra apporter à la surveillance des infrastructures minières.
L’ICM : Quelles limites spécifiques de la surveillance traditionnelle des résidus vous ont incitée à entreprendre un doctorat ?
Mme Ouellet : Au moment de la rupture du barrage de Brumadinho, je travaillais à BGC Engineering sur un projet au Canada qui évaluait les technologies de surveillance potentielles pour une digue à stériles. L’une des technologies que nous envisagions était la DAS, une technologie émergente. C’est celle-ci que nous avons finalement installée pour ce projet.
L’une des choses qui m’avait vraiment frappée à l’époque de la catastrophe de Brumadinho est que des sirènes étaient installées à la mine, mais elles ne se sont jamais activées car elles ont été emportées par la rupture du barrage. Le barrage était aussi équipé d’instruments géotechniques complexes, notamment des bornes d’arpentage, des inclinomètres, des piézomètres et un radar au sol. Malgré ces systèmes de surveillance, aucun d’eux n’avait détecté une quelconque déformation ou modification avant la rupture.
Ceci m’a fait penser au rôle potentiel que pourraient jouer les nouvelles technologies telles que la DAS pour améliorer la surveillance des parcs à résidus miniers. C’est ce qui m’a réellement motivée à entreprendre un doctorat à l’Université de Calgary sur ce sujet.
L’ICM : Qu’est-ce qui fait de la DAS l’outil le mieux adapté à la surveillance des digues à stériles de prochaine génération ?
Mme Ouellet : Nous pouvons utiliser le même câble à fibre optique qui sert à relier une exploitation minière à l’Internet comme une série de milliers de tensiomètres dynamiques et de capteurs sismiques tout au long de ce câble. Nous pouvons l’installer sur une digue à stériles et ajouter un élément essentiel, que l’on appelle « unité interrogatrice ». Il s’agit d’un instrument capable de capter des informations sur tout changement se produisant au niveau de la déformation et des propriétés sismiques le long du câble.
Dans cette fibre optique, on trouve un fil très fin de verre de silice. Dans cette structure vitrée, on trouve de minuscules imperfections inhérentes au procédé de fabrication. L’unité interrogatrice injecte des impulsions laser rapides dans le câble à fibre optique, et chacune de ces imperfections rétrodiffuse une partie de la lumière. Ces imperfections sont distribuées de manière aléatoire. Elles créent une empreinte optique unique tout le long du câble. En injectant des milliers d’impulsions de lumière, nous obtenons des informations sur chaque petit changement à divers emplacements tout au long du câble, qui peut s’étendre sur des dizaines de kilomètres.
Dans ce projet de [BGC Engineering] auquel je participais en 2019, nous utilisions la DAS comme système de fil-piège. Si le câble se rompait, nous obtenions l’heure et l’emplacement exacts de la rupture. Toutefois, nous ne tirions pas totalement parti du plein potentiel de cette technologie. C’était encore un domaine de recherche.
Si l’on envisage le câble comme une série de capteurs sismiques, ceci signifie que l’on peut appliquer des méthodes telles que l’interférométrie par onde de coda (CWI, de l’anglais Coda Wave Interferometry) pour écouter des bruits ambiants comme une technique sismique passive. En mettant en corrélation des données de divers emplacements le long du câble, on peut reconstruire la réponse du support, ce qui nous permet de cartographier la manière dont le sol se comporte sous la fibre. Les travaux de recherche que j’ai menés dans le cadre de mon doctorat, ainsi que les travaux menés par d’autres personnes dans ce domaine, montrent qu’il est possible d’appliquer ce niveau de surveillance sophistiquée spécifiquement pour l’alerte précoce de glissements de terrain et la surveillance des résidus.
L’ICM : Votre point de vue sur les changements que permettrait la DAS a-t-il évolué au cours de votre recherche ?
Mme Ouellet : Initialement, j’étais très ciblée sur les capacités de surveillance sismique de la DAS et j’essayais de surmonter les difficultés inhérentes à ce système. Toutefois, dans le cadre de mes recherches de doctorat avec Mitacs, j’ai passé du temps et collaboré plus étroitement avec Luna Innovations (OptaSense) dans leur bureau de Californie en février 2023. OptaSense a partagé un ensemble de données de DAS provenant d’un glissement de terrain lent que la société avait obtenu en collaboration avec des chercheurs du British Geological Survey (BGS, l’institut d’études géologiques britannique). Ce glissement de terrain avait été longuement étudié, aussi nous disposions de nombreuses informations sur lesquelles travailler. Au travers de cette collaboration, nous avons appliqué une technique de traitement différente sur les données afin d’observer la déformation le long du câble à fibre optique plutôt que d’appliquer le traitement sismique que j’avais utilisé auparavant.
Ce traitement à basse fréquence était vraiment intéressant, car il nous a permis de détecter et cartographier ces minuscules changements. L’ampleur des changements était de l’ordre des nanomètres par seconde, donc extrêmement petits. Nous avons pu observer ces procédés et interpréter ces changements d’une manière qui s’alignait sur le mouvement du glissement de terrain.
On a pu voir, par exemple, le moment exact où la tension a commencé à augmenter à un endroit spécifique. On a pu observer le mouvement, ou la rétrogression, alors que la tension le long de la fibre se propageait vers le haut en direction de l’escarpement. On a également pu observer des mouvements plus dynamiques dans la zone où se produisent des écoulements, presque au bout du glissement de terrain. On détectait la déformation à des amplitudes de nanotension avec une couverture spatiale continue le long de la pente (une association de la sensibilité et de la distribution que les instruments géotechniques classiques ne peuvent égaler).
L’ICM : Ce niveau de sensibilité vous permet donc de détecter l’instabilité plus tôt que les systèmes classiques de surveillance ?
Mme Ouellet : Exactement. Parce que nous détections le problème de la déformation au niveau de la nanotension et que nous prélevions des échantillons chaque minute, nous avons pu déceler des changements très discrets dans la tension alors qu’ils commençaient à se développer.
L’ICM : Est-ce à ce moment-là que vous avez commencé à envisager le potentiel commercial de cette recherche ?
Mme Ouellet : Absolument. Ce sont ces résultats qui m’ont incité à envisager plus sérieusement la création de mon entreprise. Je pensais de plus en plus aux capacités de la DAS et son aptitude à détecter et à observer des changements que les instruments classiques ne nous permettaient pas de déceler.
L’ICM : Quels sont les plus grands obstacles à l’adoption de cette technologie, et en quoi Lumidas la rend-elle plus accessible pour les exploitants ?
Mme Ouellet : L’un des obstacles réside dans les données, qui sont riches en information sans être intuitives ni faciles à interpréter. Un autre obstacle est que la plupart des systèmes de capteurs à fibre optique ont été conçus pour l’industrie gazière et pétrolière ou pour la sécurité périmétrique, et non pas pour la surveillance géotechnique. La manière dont on met en œuvre notre système (la construction des câbles, les caractéristiques de l’acquisition et l’installation) aura un impact sur la qualité de nos données et notre capacité à les interpréter.
À Lumidas, nous développons une plateforme de surveillance intégrée qui se sert des données brutes de la fibre optique et les transforme en des données exploitables qui aideront les ingénieurs en géotechnique à mieux comprendre les changements au niveau de la performance de leurs installations de stockage des résidus. Nous mettons au point une solution clés en main qui aide les ingénieurs à comprendre quels câbles utiliser et comment les installer, tout en fournissant le traitement automatisé nécessaire pour rendre ces données pertinentes et exploitables.
L’ICM : Pouvez-vous nous en dire plus sur la portée du projet pilote de Lumidas ?
Mme Ouellet : Ce projet pilote de deux ans, qui a commencé en 2025, fait partie des déploiements de la surveillance par fibre optique dans un parc à résidus miniers parmi les plus exhaustifs au Canada. Grâce au soutien de nos partenaires, nous avons installé près d’un kilomètre de câble à fibre optique le long de la crête du barrage, en intégrant la DAS à des technologies de [détection par fibre optique] plus chevronnées telles que la détection de tension distribuée (DSS, de l’anglais distributed strain sensing) et la détection de température distribuée (DTS, de l’anglais distributed temperature sensing). Nous intégrons aussi ces informations à des instruments géotechniques classiques, tels que des piézomètres à fil vibrant, des inclinomètres et un radar interférométrique à synthèse d’ouverture, pour comparer la performance de la DAS et comprendre comment elle peut compléter les cadres de surveillance existants.
Le long d’une section de 300 mètres, nous avons installé trois constructions de câbles différents pour déterminer dans quelle mesure la conception affecte la qualité du signal. Les premiers résultats sont encourageants. Nous avons déjà détecté de minuscules variations de tension submillimétriques associées à des variations de température quotidiennes, et la réponse du point de vue de la température de la DAS s’aligne étroitement sur la DTS. À l’aide de ce projet pilote, nous développons une approche qui nous permettra d’intégrer les capacités de surveillance de la tension ou de la déformation de la DAS aux capacités de surveillance sismique. Nous intégrons ces données à un cadre basé sur les alertes qui contribuera à la prise de décisions par les exploitants des installations [de stockage des résidus].
L’ICM : Quel avenir entrevoyez-vous pour Lumidas ?
Mme Ouellet : Nous travaillons sur une transition des déploiements pilotes à une mise à l’échelle de notre solution de surveillance dans le courant de l’année et au perfectionnement de certains de nos flux de traitement. Nous voulons aussi valider la performance de la DAS sur des périodes de surveillance prolongées.
En parallèle à cela, nous travaillons activement à l’expansion de notre plateforme de surveillance intégrée. Ceci inclut l’automatisation de ces chaînes de traitement, la mise en œuvre de la détection des anomalies et le développement de tableaux de bord qui peuvent contribuer à la prise de décision.
À terme, nous sommes convaincus que la technologie de détection par fibre optique distribuée deviendra une pratique normale pour les parcs à résidus miniers dont le niveau de classification des conséquences est considéré comme « élevé » en cas de rupture. Lumidas développe les outils nécessaires pour concrétiser cette transition.
Traduit par Karen Rolland
