La surveillance géotechnique

L’objectif de toute surveillance est de pouvoir anticiper suffisamment à l’avance un phénomène redouté. Elle nécessite de bien comprendre les mécanismes d’initiation et de développement de ce phénomène, ainsi que les éventuels facteurs internes ou externes qui facilitent, aggravent ou limitent son déclenchement. Elle repose sur l’acquisition de données qualitatives ou quantitatives sur une période de temps suffisante permettant de prévoir et anticiper le comportement de l’ouvrage ou de l’objet surveillé. Sa mise en œuvre est conditionnée par un ensemble de paramètres parmi lesquels les conditions d’accessibilité, la temporalité (la situation est-elle ponctuelle, temporaire etc. ?) ou encore la faisabilité technique, autant de facteurs qui sont examinés lors de l’étude géotechnique préalable au déploiement de la surveillance.

La surveillance par inspection visuelle, directe ou assistée

Même si on ne peut pas l’assimiler à une mesure au sens strict du terme, l’inspection visuelle périodique d’un site est la surveillance la plus déployée pour des cas peu complexes et localisés, lorsque les zones sont accessibles, avec des conditions de sécurité acceptables. Elle est globalement facile à mettre en œuvre, mais elle suppose de définir une fréquence de visite qui n’est pas toujours simple à évaluer selon le phénomène pressenti.

L’examen purement visuel est basé sur l’expérience du géologue ou du géotechnicien chargé de l’inspection et sur l’établissement d’un « état zéro » matérialisant objectivement l’état de dégradation lors de la première inspection. Il doit permettre d’identifier et de suivre les dégradations géotechniques, les mouvements (chutes de blocs, éboulements localisés) et déplacements (fissures) majeurs et visibles. La mise en place d’indicateurs (témoins, bâches plastiques pour mettre en évidence d’éventuelles chutes de blocs, marques de peinture etc.) peut clairement faciliter le suivi, tout comme la couverture photographique des éléments dégradés en veillant à conserver la même position et le même angle de visée de l’appareil à chaque relevé de manière à permettre la comparaison. A noter que d’autres technologies, comme le Lidar, peuvent également être avantageusement utilisées en complément, notamment en présence de grand volumes / escarpements etc.

Le suivi par relevés visuels nécessite que les signes évolutifs et indicateurs mis en place soient répertoriés, datés et identifiés de manière systématique et de façon répétable. Cela permet de factualiser l’observation, de la partager auprès de différents intervenants, et de limiter le caractère subjectif de l’analyse de l’opérateur sur la dégradation d’une zone souterraine.

La surveillance géotechnique instrumentale

La surveillance instrumentale repose sur le suivi de grandeurs physiques qui caractérisent le mieux les mécanismes en jeu ainsi que les éventuels facteurs externes, et s’attache autant que possible à cibler les signes précurseurs au phénomène redouté. Elle repose généralement sur des mesures de déplacement, déformation, contraintes et/ou pression.

Les mesures de déplacements

Il existe de nombreux dispositifs pour mesurer les déplacements verticaux, horizontaux, voire angulaires, des terrains. Les capteurs permettant la mesure de déplacement entre deux points sont désignés généralement sous le terme générique de distancemètres. Ils comprennent :

le convergence-mètre, connu aussi sous le nom de canne de convergence, qui mesure le déplacement entre deux surfaces libres ;

l’extensomètre qui mesure la déformation à l’intérieur du massif ou plus généralement le déplacement relatif de deux points à l’intérieur d’un pilier, d’un parement, ou entre des bancs ou couches géologiques ;

le fissuromètre qui mesure l’amplitude des mouvements de part et d’autre d’une fissure ou d’une fracture. Cette amplitude peut être mesurée sur une dimension (simple écartement de la fissure) mais dans certains cas (les fissures obliques, notamment) nécessitent de connaître les mouvements dans les trois directions de l’espace ;

l’inclinomètre qui mesure le basculement de la paroi sur laquelle il est ancré. Il peut également être utilisé en forage pour détecter et suivre, par exemple dans le cas d’un affaissement redouté, la mise en pente des terrains de couverture ;

les mesures topométriques et géodésiques (par GPS différentiel, théodolite motorisé, etc.), utilisées essentiellement pour suivre un mouvement d’abaissement ou d’élévation du sol, manuellement ou de manière automatisée, voire un mouvement en 3D pour les mesures GPS par exemple.

les mesures de déformation par fibres optiques qui selon la technologie permettent de faire de la mesure ponctuelle (réseaux de Bragg), répartie sur de très longues distances (réflectométrie Brillouin) ou sur des distances plus courtes, mais avec une résolution spatiale millimétrique (réflectométrie Rayleigh).