Essais in situ
Les méthodes géophysiques et géotechniques décrites dans cette section visent à caractériser l'état des digues de protection contre les inondations.
A priori, deux objectifs peuvent être assignés à la reconnaissance en continu :
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sous contrôle d'un étalonnage préalable du (ou des) dispositif(s) utilisé(s) et d'une analyse croisée, a priori ou a posteriori, avec les résultats des sondages systématiques (b), fournir une vision spatiale de la constitution de la digue et apprécier son degré d'hétérogénéité,
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mettre en évidence des points ou des tronçons singuliers, nécessitant des reconnaissances approfondies.
Parmi la panoplie d'outils géophysiques disponibles, le choix n'est pas forcément évident. Ce fut d'ailleurs l'objet d'une des actions du Projet National CriTERRE, portant sur l'intercomparaison de méthodes de reconnaissance à grand rendement dans le cas des digues à sec [Fauchard, Mériaux, 2004].
Pour guider le choix de la méthode géophysique, on appliquer les deux principes suivants :
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mettre en oeuvre en parallèle, dans le sens longitudinal de la digue, deux méthodes au principe complémentaire et/ou ne mesurant pas le même paramètre,
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privilégier les méthodes qui, en un seul passage (profil en long), ont une profondeur d'investigation a priori suffisante pour recouper la fondation de la digue.
A priori, deux objectifs peuvent être assignés à la reconnaissance en continu :
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sous contrôle d'un étalonnage préalable du (ou des) dispositif(s) utilisé(s) et d'une analyse croisée, a priori ou a posteriori, avec les résultats des sondages systématiques (b), fournir une vision spatiale de la constitution de la digue et apprécier son degré d'hétérogénéité,
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mettre en évidence des points ou des tronçons singuliers, nécessitant des reconnaissances approfondies.
Parmi la panoplie d'outils géophysiques disponibles, le choix n'est pas forcément évident. Ce fut d'ailleurs l'objet d'une des actions du Projet National CriTERRE, portant sur l'intercomparaison de méthodes de reconnaissance à grand rendement dans le cas des digues à sec [Fauchard, Mériaux, 2004].
Pour guider le choix de la méthode géophysique, on appliquer les deux principes suivants :
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mettre en oeuvre en parallèle, dans le sens longitudinal de la digue, deux méthodes au principe complémentaire et/ou ne mesurant pas le même paramètre,
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privilégier les méthodes qui, en un seul passage (profil en long), ont une profondeur d'investigation a priori suffisante pour recouper la fondation de la digue.
Ces reconnaissances à caractère systématique - en ce sens qu'elles sont répétées le long de la levée à diagnostiquer - ont pour objet de caractériser la constitution et les propriétés importantes de la digue. En outre, les informations recueillies contribuent à l'indispensable calage des méthodes géophysiques mises en œuvre précédemment en continu. Les reconnaissances ponctuelles comprennent, essentiellement, des sondages et des essais géotechniques.
L'établissement du programme de sondages et d'essais résulte d'un compromis entre la performance des dispositifs envisagés, la teneur des informations recherchées (dans notre contexte, pour l'essentiel : défauts ou contrastes de perméabilité – essentiels dans le comportement des digues - et/ou défauts de compacité, contacts entre différentes parties d'ouvrage) et les coûts de mise en oeuvre ramenés au linéaire de digue.
Le choix des modalités d'espacement entre sondages est aussi le résultat d'un compromis. Aussi, les espacements de sondages suggérés ci-après (200 m et 2 km) doivent-ils être interprétés comme des moyennes, et non de façon absolue. En particulier, si une campagne géophysique en continu a eu lieu et a permis d'établir un zonage a priori pertinent des variations de constitution de la digue et/ou de sa fondation, il est recommandé de s'appuyer sur ce zonage pour répartir les sondages (avec un pas éventuellement variable).
Le programme-type de sondages systématiques est le suivant :
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tous les 200 mètres : en crête de digue, sondage pénétrométrique (statique, dynamique classique ou dynamique léger), jusqu'à atteindre la fondation,
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tous les 2 kilomètres :
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en crête de digue, côté val : un sondage carotté poursuivi en fondation, avec, dans la digue et en fondation : prélèvements d'échantillons intacts (et essais labo : indentification et mécaniques) ou essais au phicomètre, essais de perméabilité Lefranc,
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en bas de talus, côté val : un sondage destructif avec enregistrement des paramètres, poursuivi en fondation (5 à 10 m) et équipé d'un piézomètre. En variante, on peut également avoir recours à des sondages à la tarière,
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en section transversale : un profil géophysique, se prolongeant au-delà des pieds de talus.
En variante à cette solution de base, et lorsqu'on s'intéresse essentiellement, voire exclusivement (cas d'une levée ayant déjà fait l'objet de sondages ou essais mécaniques et/ou apparaissant comme largement dimensionnée au plan mécanique) aux contrastes de perméabilité, les reconnaissances systématiques pourront être basées sur l'utilisation du Perméafor [Ursat, 1992]. Vu la facilité d'accès, les rendements escomptés devraient être de l'ordre de 50 m/jour, soit 4 forages de 12,5 m. A raison d'un essai tous les 200 mètres, on aboutit à un coût d'environ 3 000 €/km - montant inférieur à celui de la solution de base, mais pour un recueil d'informations plus restreint. Une campagne d'essais Lefranc reste nécessaire pour caler le Perméafor et d'obtenir les valeurs de perméabilité vraie.
Elles sont à réaliser aux points ou tronçons de levée où les investigations en continu ou à caractère systématique, ou encore l'inspection visuelle, ont mis en évidence des anomalies ou des singularités, susceptibles de révéler l'existence d'une zone de faiblesse dans la digue.
Par essence, il est impossible d'établir un programme-type pour ces reconnaissances qui devront s'adapter, au cas par cas, à la situation rencontrée. Tout au plus pouvons-nous fournir quelques pistes :
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une prospection radar approfondie permettra de repérer le contour ou le tracé de singularités à interface très tranchée comme celle d'un ouvrage dur enfoui dans le sol (ex : ancienne canalisation, maçonnerie) ou d'un gros vide, à condition que le matériau de surface ne soit pas trop conducteur,
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les méthodes électriques, du type panneau électrique, seront plus adaptées pour la cartographie de zones singulières de sol à faible résistivité (ex : poche d'argile, horizon humide).