Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
La géophysique consiste à étudier la structure des terrains avec les moyens de la physique. Elle permet l’analyse et la reconnaissance d’un terrain avant même la mise en place d’un ouvrage de construction. Cet article propose une étude générale de la géophysique appliquée au génie civil. Ainsi, une présentation rapide est proposée en premier lieu, accompagnée de quelques généralités telles que définitions, paramètres physiques, et autres caractéristiques. Puis, la gravimétrie, les méthodes sismiques, les méthodes électriques, le magnétisme, les méthodes électromagnétiques ou encore la radioactivité sont autant d’aspects de la géophysique qu’il est nécessaire d’aborder.
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Richard LAGABRIELLE : Ingénieur Civil des Mines - Docteur ès Sciences - Directeur technique Laboratoire Central des Ponts et chaussées
INTRODUCTION
La géophysique applique les moyens de la physique à l’étude de la structure des terrains. Elle se pratique à partir de la surface du sol (géophysique de surface), dans un forage au moyen d’une sonde portant les instruments de mesure (diagraphies) ou entre forages, forage et surface, forage et galerie (géophysique de forage). C’est l’une des approches utilisées pour la reconnaissance géotechnique du site avant la construction d’un ouvrage (bâtiment, infrastructure urbaine ou infrastructure de transport, barrage...). La reconnaissance géotechnique d’un site consiste à déterminer la nature et la répartition des matériaux dont il est composé et à déterminer leurs propriétés. Ces éléments servent à préciser l’emplacement ou le tracé de l’ouvrage à construire, à concevoir ses fondations et à décider des procédés de construction. Une grande partie des reconnaissances s’applique à l’hydrogéologie et en particulier aux relations de l’ouvrage avec l’eau.
La reconnaissance se traduit par l’élaboration d’un modèle géologique.
Un modèle géologique est un ensemble de représentations d’un site sous ses différents aspects (nature, répartition, propriétés des matériaux qui le constituent). Ces représentations prennent matériellement la forme de cartes, de coupes, de blocs diagrammes, de coupes de sondages, de textes ou même de maquettes.
Au départ, la reconnaissance est toujours fondée sur un premier modèle géologique, qui peut être très sommaire, imprécis ou peu fiable. Le but de la reconnaissance est de l’améliorer, de le rendre fiable, précis, le plus complet possible afin de permettre une conception de l’ouvrage qui repose sur les données dont on a besoin et qui soient les plus sûres possible.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de déc. 1974 par Marcel RAT
- Version archivée 2 de août 1981 par Marcel RAT
- Version archivée 3 de févr. 1998 par Richard LAGABRIELLE
DOI (Digital Object Identifier)
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Méthodes électriques en courant continu4. Sismique
4.1 Principe de base des méthodes sismiques
Les méthodes sismiques sont fondées sur l’étude de la propagation des ondes mécaniques dans le sol. La vitesse de propagation des ondes dépend des propriétés élastiques des matériaux.
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Plusieurs types d’ondes se propagent simultanément ; on distingue les ondes de volume (qui existent toujours), des ondes de surface, qui n’existent et ne se propagent qu’au voisinage des interfaces séparant deux matériaux de propriétés élastiques différentes.
Les ondes de volume sont elles-mêmes de deux sortes :
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La première est constituée par les ondes de compression, ou encore ondes longitudinales, ou ondes P, car ce sont elles qui se propagent le plus vite et sont observées en premier sur un enregistrement des mouvements du sol ; le phénomène élastique correspondant est un phénomène de compression-dilatation du matériau dans la direction de propagation de l’onde.
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La seconde est celle des ondes de cisaillement, ou encore ondes transversales, ou ondes S, car elles se propagent plus lentement que les ondes P (mais plus vite que les ondes de surface) et que leur arrivée est le second événement observé sur un enregistrement des mouvements du sol ; le phénomène élastique correspondant est un phénomène de cisaillement du matériau (sans modification de la masse volumique) dans la direction perpendiculaire à celle de la propagation de l’onde.
À la surface du sol, le cisaillement ne peut pas se transmettre dans l’air, lors de la propagation d’une onde mécanique ; ce phénomène implique l’existence, au voisinage de la surface, d’un type d’onde particulier qui n’existe qu’à faible profondeur. En particulier, l’onde de Rayleigh résulte d’interférences constructives des ondes P et SV (cisaillement vertical). Elle se propage à une vitesse légèrement inférieure à celle de l’onde S. La profondeur de terrain affectée par l’onde de Rayleigh dépend de la longueur d’onde (il n’y a pratiquement plus d’énergie à une profondeur égale à la moitié de la longueur d’onde). Si la vitesse de cisaillement dans le terrain varie avec la profondeur alors la vitesse de l’onde de Rayleigh varie avec la longueur d’onde (ou avec la fréquence)....
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Sismique
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - Géophysique Appliquée, Code de Bonne Pratique - . BRGM, Compagnie Générale de Géophysique (CGG), Compagnie de Prospection Géophysique Française (CPGF), Réseau des Laboratoires des Ponts et Chaussées (LRPC), géré par AGAP-Qualité, diffusé par UFG, Paris, 206 pp (1996).
-
(2) - MAGNIN (O.), BERTRAND (Y.) - Guide Sismique réfraction - . Les Cahiers de l’AGAP No 2, édité par le Laboratoire Central des Ponts et Chaussées, Paris, 91 pp (2005).
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(3) - BALTAZART (V.), ABRAHAM (O.), LEPAROUX (D.), COTE (Ph.), DEMAND (J.), ALEXANDRE (J.), DURAND (O.) - Utilisation des ondes sismiques de surface pour la détection de cavités souterraines sous voies ferrées - , in « Champs physiques et propagation dans les sols et les structures de génie civil », Éditions du Laboratoire Central des Ponts et Chaussées, p. 42-63 (2006).
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(4) - LOKE (M.H.) - * - Res2dlnv, logiciel d’inversion des mesures de résistivité par la méthode des moindres carrés, distributé par IRIS INSTRUMENT, Orléans (1996).
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