[PGRN] [Programme de recherche départemental]

Projet CG38 - PGRN piloté par le LIRIGM

Titre du projet

Caractérisation physique des sols "grossiers" aux moyens de méthodes non-destructrices :
analyse d'image et imageries géophysiques. Application au cône de déjection du torrent Manival
[ rapport de synthèse - pdf ]

Type d'aléa
Erosion - crues et laves torrentielles
Année

2002

Mots-clés
Granulométrie étalée - Sols grossiers - Prospection géophysique - Caractérisation indirecte - Résistivité électrique - Ondes de cisaillement - Site expérimental
Champs disciplinaires
Géomécanique, géophysique


1) Organismes et auteurs


Organisme pilote
LIRIGM
Organisme(s) associé(s)
LCPC Nantes, Cemagref Grenoble, RTM, IMSRN
Coordonnateur
Philippe GOTTELAND
Participants

E. REY, D. JONGMANS, S. GARAMBOIS, A. CURT
Collaborations : P. COTE, R. CHAMMAS (LCPC), D. RICHARD, F. NICOT (ETNA), P. DIOT (RTM), P. PLOTTO, A. DAUMESNIL (IMSRN)



2) Contexte du projet


Site(s) d'étude
Cône de dépôt du torrent du Manival (communes de Saint-Ismier et de Saint-Nazaire-les-Eymes, Isère)
Contexte de l'étude
La protection contre les risques naturels en zone de montagne nécessite souvent la réalisation d’ouvrages en remblai tels que merlons, barrages de correction torrentielle, digues… Dans ce contexte particulier (éloignement des zones d’approvisionnement en granulats, accès difficile), il est souvent économiquement intéressant de réutiliser les terrains en place ayant pour origine l’aléa concerné : éboulis issus de chutes de bocs à répétition, matériaux de laves torrentielles stabilisés dans les plages de dépôt du torrent…

Ces sols à granulométrie très étalée (éboulis, moraines, alluvions…) présentent souvent des hétérogénéités importantes à l’échelle du gisement et leur nature même rend difficile voire inopérante l’utilisation des méthodes classiques de reconnaissance géotechnique in situ. Les méthodes de prospection géophysique peuvent donc constituer une alternative intéressante. Elles présentent plusieurs avantages : elles sont rapides, toujours possibles et affectent des volumes de terrain importants, ce qui est particulièrement intéressant pour prendre en compte des volumes de sol qui soient représentatifs. Par ailleurs, la géométrie linéaire (voire surfacique) de ces mesures permet de localiser les possibles variations latérales dans ce type de dépôts.

Ces sols hétérogènes qualifiés de « hard-to-sample » par [Stockoe & al., 1988] ont déjà été étudiés grâce à l’analyse des sols de surface. [Chammas, 2002] a montré par des simulations numériques aux éléments finis, qu’il existait une relation entre la vitesse des ondes de cisaillement dans un sol et la proportion d’inclusions rigides qu’il contient. Par ailleurs, l’analyse de la coda sismique lui permet d’avoir des informations sur la taille des blocs présents dans le milieu.

L’objectif de cette étude est d’obtenir des informations géotechniques sur les sols hétérogènes grâce à la méthode électrique, sans effectuer de prélèvement. La caractérisation indirecte des sols « grossiers » se décompose en deux parties. La première consiste en une modélisation numérique directe dont le but est de corréler une propriété géophysique du sol (sa résistivité électrique) avec une caractéristique physique ou géotechnique (sa granulométrie), afin de pouvoir interpréter les mesures électriques effectuées sur le terrain. La deuxième partie porte sur la validité d’une telle approche sur un site réel. C’est sur cette partie que porte particulièrement le projet financé.

Les deux campagnes de mesure menées en 2002 et 2003 ont été réalisées dans le cadre de la thèse d’Etienne Rey (soutenue le 8 juin 2005).
Programme plus vaste
 *
Initiation du projet
Projet initié par le financement PGRN
Montant du financement (k€)
14,5 k€
Part du CG38 - PGRN
100 %
(Co)-Financements
*
Appréciation du rôle du financement CG38 - PGRN
 


3) Objectifs, méthodes et résultats

Objectifs
Valider l’utilisation sur site réel de la méthode de modélisation corrélant résistivité électrique et granulométrie d’un sol grossier.
Méthodologie
Modélisation numérique corrélant résistivité électrique et granulométrie pour interpréter les mesures de terrain. Validation de l’approche sur site réel (cette étude). Tomographies électrique et sismique, radar géologique.
Résultats
Validation de la méthode électrique (estimation de la proportion de blocs à partir de la résistivité).


4) Débouchés du projet

Utilisateurs finaux potentiels
Maîtres d’ouvrage (remblais, merlons, barrage de correction torrentielle, digues…)
Production scientifique
- Méthodologie innovante
- Production de connaissances locales / régionales
- Production de connaissances théoriques
Produits délivrables
 *
Partenariats

avec le LCPC :
- Préexistant
- Qui se poursuit (D. Jongmans)

Retombées du projet
Thèse d’Etienne Rey (2005) : Caractérisation de sols hétérogènes par des méthodes géophysiques. Thèse de l’Université Joseph Fourier, spécialité : géophysique appliquée – géotechnique, 251 p.


5) Valorisation du projet

Publications et communications
- Rey E., Garambois S., Jongmans D., Gotteland P., 2003. Characterization of alluvial fan deposits using electrical methods. Proceedings of the 9th European Meetings of Environmental and Engineering Geophysics, Prague, 4p.

- Rey E., Jongmans D., Gotteland Ph., Garambois S. (2005) “Estimating the composition of an heterogeneous soil containing stony inclusions using both seismical and electrical measurements”, EGS conference 2005, Palerme, Italie, Septembre 2005.

- Rey E., Jongmans D., Gotteland Ph., Garambois S (2005), “Characterisation of soils with stony inclusions using geoelectrical measurements”, Journal of applied Geophysics,, Article in press, online August 2005.

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Pages Web
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