Méthodes géophysiques et géotechniques pour le diagnostic des digues de protection contre les crues
Guide pour la mise en oeuvre et l'interprétation
Cyrille Fauchard/Patrice Mériaux
Cemagref Éditions
1 Introduction
9
2 Problématique du diagnostic génie civil
des digues de protection contre les crues
13
2.1 Nature, fonctions et constitution des digues
13
2.1.1 Définition
13
2.1.2 Fonctionnement d'un système d'endiguement
14
2.1.3 Constitution d'une digue
16
2.2 Typologie des désordres et mécanismes de rupture
19
2.2.1 La surverse
19
2.2.2 Érosions externes et affouillements côté fleuve
20
2.2.3 Érosion interne (ou renard hydraulique)
21
2.2.4 Glissement de talus
22
2.3 Diagnostic d'un ouvrage
23
2.3.1 Définition du diagnostic
23
2.3.2 Particularités du diagnostic des digues
23
3 Méthodologie générale pour le diagnostic
à grand rendement des digues à sec
25
3.1 Introduction
25
3.2 Phases d'études préalables : la recherche d'indices
26
3.2.1 Recherche historique
26
3.2.2 Étude géologique
27
3.2.3 Analyse morphodynamique
28
3.2.4 Topographie - Données de repérage (Lino et al., 2000)
28
3.2.5 Inspection visuelle (Lino et al., 2000)
29
3.3 La reconnaissance géophysique
31
3.3.1 Principe et objectif de la reconnaissance géophysique
31
3.3.2 Quelles grandeurs physiques faut-il mesurer pour le diagnostic
des digues ?
32
3.3.3 Méthodes géophysiques privilégiées pour le diagnostic des digues
34
3.4 La reconnaissance géotechnique
36
3.4.1 Principe et objectif de la reconnaissance géotechnique
36
3.4.2 Méthodes géotechniques privilégiées pour le diagnostic des digues
37
3.4.3 Programme de reconnaissance systématique et/ou optimisé
38
4 Les méthodes de reconnaissances géophysiques
39
4.1 Reconnaissance à grand rendement avec la méthode Slingram
40
4.1.1 Principe
40
4.1.2 Grandeur mesurée en méthode Slingram
41
4.1.3 Profondeur d'investigation
41
4.1.4 Résultats attendus
42
4.1.5 Méthodologie
43
4.1.6 Interprétation des résultats
45
4.1.7 Exemples de mesure
45
4.1.8 Conclusion
49
4.2 Reconnaissance à grand rendement avec la méthode radio
magnétotellurique
49
4.2.1 Principe
49
4.2.2 Grandeurs mesurées en Radio-MT
50
4.2.3 Corrections des mesures en mode résistivité : verticalisation
et invariants
52
4.2.4 Profondeur de pénétration
52
4.2.5 Résultats attendus
53
4.2.6 Méthodologie
53
4.2.7 Interprétation des mesures
55
4.2.8 Exemples de mesures
57
4.2.9 Conclusion
58
4.3 Comparaison des méthodes electromagnétiques Slingram
et Radio-MT à grand rendement sur les digues à sec
61
4.3.1 Le rendement des méthodes
61
4.3.2 La profondeur d'investigation
61
4.3.3 La répétitivité des mesures
62
4.3.4 Les corrélations entre les deux types de mesures
62
4.4 Autre reconnaissance à grand rendement : le radar géologique
62
4.4.1 Principe
64
4.4.2 Résultats attendus
65
4.4.3 Modélisation
67
4.4.4 Méthodologie - Déroulement d'une campagne de mesures
67
4.4.5 Quelques caractéristiques des matériels de mesure
69
4.4.6 Interprétation des mesures
70
4.4.7 Exemple de résultats
71
4.4.8 Conclusion
71
4.5 Reconnaissance locale avec le panneau électrique
72
4.5.1 Principe des méthodes électriques
72
4.5.2 Le panneau électrique
76
4.6 Reconnaissance locale avec la sismique réfraction
81
4.6.1 Principe
81
4.6.2 Grandeurs mesurées
83
4.6.3 Résultats attendus
83
4.6.4 Méthodologie
85
4.6.5 Exemple de mesure
88
4.6.6 Conclusion
90
5 Les méthodes de reconnaissance géotechnique à grand
rendement - essais in situ
91
5.1 Choix des méthodes et critères d'implantation des reconnaissances
91
5.2 Essais pénétrométriques : Panda
92
5.2.1 Principe
92
5.2.2 Résultat attendu
92
5.2.3 Condition d'application
92
5.2.4 Interprétation des résultats
92
5.2.5 Exemple de résultat
93
5.2.6 Limites et avantages
93
5.2.7 Caractéristiques de l'appareillage
94
5.3 Essais pénétrométriques : pénétromètre dynamique lourd (LCPC)
94
5.3.1 Principe
94
5.3.2 Résultat des mesures
95
5.3.3 Interprétation des résultats
95
5.3.4 Exemple de résultat
95
5.3.5 Caractéristiques techniques
95
5.3.6 Conclusion des essais pénétrométriques
96
5.4 Essais de perméabilité Lefranc
96
5.4.1 Le principe
96
5.4.2 Grandeur mesurée
97
5.4.3 Conclusion
97
5.5 Essais de perméabilité avec le Perméafor
97
5.5.1 Principe
97
5.5.2 Résultats attendus
98
5.5.3 Conditions d'application
98
5.5.4 Caractéristiques de l'appareil
98
5.5.5 Conclusion
98
5.6 Essais de cisaillement avec le phicomètre
99
5.6.1 Principe
99
5.6.2 Grandeur mesurée
99
5.6.3 Conditions d'application
99
5.6.4 Caractéristiques de l'appareil
100
5.6.5 Limites et avantages
100
5.7 Sondages à la pelle mécanique
100
5.8 Les forages mécaniques
100
5.8.1 Les forages carottés
101
5.8.2 Les forages destructifs
101
6 Synthèse méthodologique des techniques géophysiques
et géotechniques pour le diagnostic à grand rendement
des digues à sec
103
6.1 Rappel du contexte de l'étude
103
6.2 Phases d'étude du diagnostic
104
6.2.1 Les études préalables
104
6.2.2 Les méthodes géophysiques
104
6.2.3 Les méthodes géotechniques
105
6.3 Restitution des résultats géophysiques et géotechniques
106
6.4 Comparaison des méthodes géophysiques
108
7 Proposition de développement ou d'essai de méthodes
géophysiques et géotechniques pour le diagnostic des digues
111
8 Conclusion
113
Bibliographie
115
Liste des figures
121