CHAPITRES VI : CAMPAGNE SISMIQUE EFFECTUEE SUR LE PERMIT
D'OREZONE
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Mesures des ondes de compression et des ondes de surface 53
I.1) Matériels d'acquisition 53
I.2) Déploiement du matériels et enregistrement
des ondes 55
Traitement et résultats des données 56
II.1) Sismique réfraction 56
II.1.1) Traitement de données 56
III.1.2) Résultats obtenus de la sismique
réfraction 58
II.2) MASW 59
II.2.1) Traitement de données 59
III.2.2) Résultats obtenus de MASW 61
Calculs des modules élastiques 63
III.1) Couche 1 : limon 63
III.1.1) Calcul du module de Young de la couche 1 63
III.1.2) Calcul du coefficient du Poisson de la couche 1 64
III.1.3) Calcul du module de Coulomb de la couche 1 64
III.1.4) Calcul du module d'incompressibilité de la couche
1 64
III.2) Couche 2 : Sable 64
III.3) Couche 3 : Argile 65
III.4) Couche 4 : Arènes de Diorite quartzifère
65
III.5) Couche 5 : Diorite quartzifère 66
Résultats et discussions 66
Conclusion Générale 69
BIBLIOGRAPHIE 71
ANNEXES i
1
INTRODUCTION
Dans l'introduction de son article sur l'usage des modules de
déformation en géotechnique, Olivier Combarieu dit : «
La complexité que recouvre le terme de module est grande, puisque la
plupart des matériaux, surtout en géotechnique, cumulent le plus
souvent des propriétés élastiques, plastiques et
visqueuses, pouvant se manifester conjointement, auxquelles s'ajoutent des
effets dus au fluage et à la fatigue.
En géotechnique, les règlements
européens récents le prescrivant, on s'oriente progressivement
vers une justification des ouvrages en déformation et
déplacement. On se contentait le plus souvent, jusqu'à
récemment, de justification à la rupture, l'application de
coefficients de sécurité conduisant généralement
à des déformations admissibles pour les ouvrages
construits.
Seules des conditions de déformations très
sévères (en l'occurrence très petites) amenaient à
entreprendre de tels calculs en déformation, souvent complexes et
revenant finalement à choisir des coefficients de sécurité
plus élevés que ceux habituellement utilisés.
»
Extrait du REVUE FRANÇAISE DE GEOTECHNIQUE N°114 1er
trimestre2006
Tout matériau soumis à des contraintes subit un
comportement élastique et un comportement plastique. A
l'intérieur des limites d'élasticité, la contrainte est
proportionnelle à la déformation (loi de Hooke). Cette relation
de proportionnalité peut être établie par des modules
d'élasticité et de cisaillement.
La plupart des projets de construction utilise le sol soit
comme matériaux, soit comme assise porteuse. Dans le second cas, il faut
dimensionner les fondations de manière qu'elles puissent résister
aux charges prévues par les calculs, tout en limitant les risques de
déformation ou de tassement. Car, La déformation trop importante
du sol entraine très souvent des désordres qui affectent les
ouvrages géotechniques.
L'étude de la déformation du sol, peut
être simulée en laboratoire ou sur terrain. La méthode
oedométrique et celle triaxiale sont les approches fréquemment
utilisées dans la détermination des modules élastiques
pour les essais de laboratoire et la méthode pressiométrique
Ménard pour les essais sur le terrain.
Cependant, force est de constater que les essais en
laboratoire ne sont valables que si la composition du sol n'est pas
modifiée pendant le transport. Ce qui est totalement impossible pour les
terrains trop meubles. Aussi la manipulation des échantillons
étant très délicate, il exige de l'opérateur une
certaine habilité dans la préparation. Le mode opératoire
de ces essais prend plus de temps d'où leur cout élevé.
Quant à l'essai pressiométrique, s'il a l'avantage d'être
réalisé sur le terrain, il fournit néanmoins des
résultats peu sûrs dans le cas précis des argiles
molles.
Tous ces essais précités ne sont valables que
sur une certaine épaisseur (quelques centimètres) et n'offrent
que des mesures ponctuelles.
2
Il apparait ainsi clairement que ces essais bien
qu'étant fréquemment utilisés présentent des
limites. D'où la problématique de la détermination des
paramètres géotechniques par une autre approche.
? Comment déterminer alors les paramètres
géotechniques permettant de pallier ces insuffisantes constatées
?
? Quel procédé de détermination est-il
approprié pour ce faire ?
C'est en réponse à ces interrogations qu'il nous
a paru nécessaire de mener la réflexion sur le thème :
« la détermination des paramètres
géotechniques par la méthode sismique ». C'est
donc l'objectif du mémoire.
Objectif
La société LIM Africa a eu pour mission
d'effectuer des levés sismiques dans la zone d'étude d'Orezone
à Bomboré. L'objectif de ce travail est d'utiliser les
informations issues de ces levés pour déterminer, de
manière indirecte, les valeurs dynamiques des modules
d'élasticité, de cisaillement, d'incompressibilité et du
coefficient de Poisson du sous-sol de la zone d'étude. Pour ce faire,
nous allons, d'abord mesurer la vitesse des ondes de compression Vp par une
méthode dite sismique réfraction. Ensuite, déterminer la
vitesse des ondes de cisaillement Vs par une méthode dite MASW qui
exploite les ondes de surface. Enfin, les valeurs des modules élastiques
sont calculées en fonction des vitesses VP et VS des formations
géologiques du sous-sol du terrain. Comment se justifie ce thème
d'étude ?
Justification du mémoire
La détermination des modules élastiques, par la
méthode sismique, est d'un grand intérêt, dans la mesure
où les vitesses sismiques sont mesurées sur place avec des
matériels légers et respectueux de l'environnement contrairement
à l'essai pressiométrique. Cette méthode tient compte, des
conditions naturelles d'humidité, de pression...Elle permet d'obtenir,
rapidement et à faible coût, une évaluation
générale des modules de couches du sous-sol. Cette étude
jette les bases de la constitution possible de bases de données des
modules élastiques.
Pour mener à bien notre étude, nous commencerons
par présenter notre zone d'étude (le relief, la
végétation, les sols et la géologie). Ensuite nous nous
étalerons sur les propriétés physiques des roches. Nous
décrirons sommairement les divers types d'essais entrant dans la
détermination des modules élastiques et présenterons les
inconvénients liés à chaque essai. Puis, nous examinerons
les méthodes sismiques basées sur les techniques de propagation
des ondes. Après examen de ces méthodes, nous évoquerons
les principes fondamentaux de la méthode sismique basée sur les
ondes de volume et de la méthode MASW (Analyse Multicanaux des Ondes de
Surface) qui exploite les ondes de surface. Enfin, nous terminerons par la
campagne sismique effectuée dans la zone d'étude et aux
résultats de l'interprétation des données, intervenant
dans les calculs des valeurs dynamiques des modules élastiques. Il sera
question de mesures des ondes de compression (p) et des ondes de cisaillement
(s) effectuées sur la zone d'étude, de traitements des
données, ainsi que de calculs des valeurs dynamiques des modules
3
d'élasticité, de cisaillement,
d'incompressibilité et du coefficient de Poisson du sous-sol de notre
zone d'étude. Présentons-avec minutie la zone d'étude,
située géographiquement près du campement d'exploitation
de Bomboré.
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