Etudes géophysiques par la tomographie de résistivité électrique

ETUDES GEOTECHNIQUES DE FONDATIONS SELON L’EUROCODE 7 DU PARC DES TECHNOLOGIES NUMERIQUES

Etudes géophysiques par la tomographie de résistivité électrique

Encore appelé panneau de résistivité ou méthode multi-électrodes, la tomographie permet d’obtenir une image continue de la résistivité suivant une coupe verticale (2D mais aussi 3D). Les profils de tomographie électrique ont été mesurés sur une longueur totale de 705 m. L’objectif de ces profils de tomographie électrique était de mettre en évidence la présence d’éventuelles de cavités et la nature du sous-sol

Equipement utilisé

 Les tomographies électriques ont été acquises avec un résistivimètre SYSCAL Junior d’Iris Instruments. Les électrodes utilisées sont en acier d’un diamètre de 1cm pour 40 cm de longueur. Elles étaient reliées aux flûtes grâce à des connecteurs à pince de type Müller. Le contact électrique entre les électrodes et le terrain était bon, en majorité sous 2 kOhms. Toutes les électrodes ont été arrosées à l’eau salée pour garantir ce bon contact. L’emplacement des électrodes a été relevé avec un GPS. Les coordonnées sont fournies dans le système de coordonnées WGS 84 UTM Zone 28 N. 

Paramètres d’acquisition

 Les profils de tomographie électrique ont été enregistrés en utilisant le dispositif de mesure Wenner-Schlumberger (WS), plus sensible aux structures du secteur. La géométrie d’acquisition est résumée dans le tableau V suivant. Tableau V : Paramètres géométriques des profils de tomographie électrique Les paramètres d’enregistrement employés figurent au tableau VI. Tableau VI : Paramètres d’enregistrement des profils de tomographie électrique. Profil Nombre d’électrode Espacement Distance Théorique Distance Horizontale Electrodes actives L1 48 5 m 235 230 48 L2 48 5 m 235 230 48 L3 48 5 m 235 230 48 Dispositif Wenner-Schlumberger Niveaux d’acquisitions 82 Prof. d’investigation théorique maximale 45 m Nombre de mesures / 48 traces actives 900 Durée d’injection 250 ms Nombre de répétitions / mesure 3, 5 si déviation > 2% Mémoire d’ingénieur géologue de conception.

Traitement des mesures 

Une fois l’acquisition terminée, les données sont transférées du résistivimètre à l’ordinateur par l’intermédiaire du logiciel PROSYS II pour effectuer un contrôle qualité. Un premier tri des données est effectué en fonction des paramètres suivant. Déviation Q ; Injection I ; Résistivité Ohm.m. Les mesures présentant des valeurs aberrantes sur ces paramètres sont éliminées, considérées comme fausses ou non fiables. Un deuxième tri des données est effectué dans le logiciel ERTLab pour éliminer visuellement les points incohérents restant. Le modèle numérique de terrain (MNT) n’est alors intégré aux données, car le relief quasi plat. Pour terminer, nous procédons à une inversion par moindres carrés du bloc entier avec le logiciel ERIGRAPH de Abem instrument.

 Résultats et interprétations

 Les profils de tomographie électrique interprétés sont présentés à la figure 12. Ils sont exprimés en résistivité (Ohm.m). Le résultat de l’inversion est bon. Les profils réalisés mettent bien en évidence les caractéristiques géologiques du site essentiellement constitué d’argiles et de marnes de l’Éocène inférieur (figure 13). Sur tous les profils nous pouvons interpréter une superposition d’argiles noires sur de la marno-calcaire et du calcaire jusqu’à 30 m de profondeur. La figure 12 ci-après montre une vue globale des profils tomographiques. Figure 9 : Vue globale des profils tomographiques. Mémoire d’ingénieur géologue de conception [- 27 -] Figure 10 : Profils de tomographie électrique L1, L2 et, L3 interprétés (Technosol ,2019) L1 L2 L3 Faibles résistivités (Argiles) Faibles résistivités (Argiles) Faibles résistivités (Argiles) Résistivités moyennes (Marno-calcaires) Fortes résistivités (Calcaires) Fortes résistivités (Calcaires) Résistivités moyennes (Marno-calcaires) Fortes résistivités (Calcaire) Résistivités moyennes (Marno-calcaires) Faille Mémoire d’ingénieur géologue de conception [- 28 -] Nos diagrammes nous montrent trois types de terrains :  des terrains de fortes valeurs de résistivité (17 à 35 Ohm.m) à teintes rougeâtres à violacées entre 20 et 50 m de profondeurs, pourraient correspondre d’après les sondages carottés aux calcaires.  des terrains de valeurs de résistivité moyenne (6 à 23 Ohm.m) à teintes jaunâtres et verdâtres entre 3 et 20 m de profondeurs, pourraient correspondre d’après les sondages carottés aux marno-calcaires.  des terrains de faibles valeurs de résistivité (1 à 5 Ohm.m) à teintes bleuâtres entre 0 et 3 m de profondeurs en moyenne, pourraient correspondre d’après les sondages carottés aux argiles noirâtres. L’objectif de ces trois profils de tomographie électrique L1, L2 et L3 était de montrer la présence de cavités. Cependant, ces résultats renseignent sur l’absence de cavités dans la zone d’étude. Ils révèlent la présence d’une couche d’argile noire de l’Éocène inférieur devenant plus importante vers le sud du site et qui repose sur de la marno-calcaire de la même période. Cette dernière repose sur du calcaire. Au niveau du profil de tomographie electrique L2 (figure 12), on pourrait noter la présence d’éventuelle de faille. Il serait aussi très important de faire un quatrième profil L4 pour mieux voir la répartition spatiale des différentes résistivités.

 Conclusion

 La reconnaissance géologique par les sondages carottés et pressiométriques montre que le soussol de Diamniadio est essentiellement constitué de calcaires indurés à partir de 25m, surmontés par une formation marno-calcaire tendre à raide. Cette dernière est surmontée par des argiles noirâtres de consistance molle à ferme sur les deux premiers mètres. Les conditions climatiques et l’existence de ces formations potentiellement gonflantes doivent porter une attention particulière pour la réalisation des fondations de bâtiments. Les valeurs moyennes des pressions limites nettes catégorisent les argiles noirâtres parmi les sols fermes à caractéristiques mécaniques moyens et les marno-calcaires aux sols raides de bonne portance mécaniquement résistants et peu déformables. Les résultats de l’étude géophysique nous renseignent sur l’absence de cavités en plus de la présence probable de failles.