La géophysique est une discipline des sciences de la terre qui porte sur l’étude des phénomènes physiques en lien avec la terre. Elle intègre plusieurs sous-disciplines et se décline en fonction des méthodes de recherche utilisées. Dans le cadre d’un projet industriel, il est souvent nécessaire de faire une étude géophysique. Elle est menée par un expert en la matière. Pourquoi faire appel à ce spécialiste de la physique des sols ? En quoi consiste son travail ?
Que fait un expert en géophysique ?
La géophysique est un domaine des sciences de la terre qui étudie la constitution interne de la terre, ainsi que les phénomènes thermiques, sismiques et magnétiques qui s’y produisent. Elle consiste aussi en une étude des roches. Elle recherche les propriétés physiques des sols et des roches afin d’identifier leurs composantes et leur géométrie. La géophysique identifie les caractéristiques d’un sous-sol ou d’un matériau spécifique en utilisant des méthodes non destructives.
Comme son nom le laisse imaginer, l’expert en géophysique est un spécialiste de la physique des sols, sous-sols et de leurs constituants. Il justifie d’une parfaite connaissance des problématiques inhérentes à la géotechnique, mais aussi au génie civil. Le géophysicien dispose d’une véritable expertise métier et a une totale maitrise des pratiques et équipements utilisés en géophysique. Spécialiste des conditions géologiques complexes, il est un acteur majeur des projets industriels.
L’expertise du géophysicien est indispensable dans le cadre d’un projet industriel. En plus de maitriser les différentes techniques géophysiques, l’expert en géophysique étudie les sols et leurs constituants. Son travail permet de déterminer la faisabilité du projet industriel, ses conditions d’exécution et les mesures de sécurité à suivre. De même, le géotechnicien élabore le modèle géologique adapté à chaque sol, selon les conclusions de son étude.
Que peut identifier un expert en géophysique lors d’une étude de sol ?
Le travail de l’expert en géophysique couvre plusieurs aspects, qui peuvent se résumer en la maitrise des interactions sols-structures. En faisant intervenir un expert en géophysique sur un projet industriel, ce spécialiste peut identifier l’existence d’un risque de cavités relatif au projet. Dans l’hypothèse où il y aurait des vestiges de fondations industrielles pouvant compromettre la réalisation du projet, le géotechnicien pourra aussi les déceler.
Comme nous l’expliquions précédemment, la géophysique intègre aussi un volet d’étude des roches. Si votre projet industriel nécessite un suivi du substratum rocheux, l’expert en physique des sols et des roches pourra aussi s’en assurer. La réalisation de projet industriel sur un aquifère demande des précautions particulières. Le travail du géophysicien peut donc consister à identifier ce type de sol ou de roche contenant une nappe d’eau souterraine, afin que le projet soit mené à bien.
Les interventions et recherches de l’expert en géophysique dépendant aussi de la nature du projet industriel. Dans le cadre d’un projet routier ou d’exploitation de carrière, il peut cibler les zones d’emprunt. Vous réalisez un terrassement routier ? Vous pouvez recourir à un spécialiste des sols et roches pour identifier et qualifier les massifs rocheux en présence. Si le projet consiste à mettre en place un ouvrage d’art, il va analyser les sols pour attester de la qualité d’assise de l’ouvrage.
Par ailleurs, certains projets industriels nécessitent une étude préalable et une gestion des risques. Les risques d’effondrement sont généralement les plus recherchés : effondrement par rupture de piliers, effondrement localisé de type « fontis » et effondrement généralisé. Ces risques sont liés à la présence de cavités souterraines qui provoquent des mouvements de terrain lents ou rapides. Le travail de l’expert en géophysique va consister à identifier ce risque et le type de cavités présentes. Il peut s’agir de cavités naturelles et de cavités anthropiques.
Par ailleurs, le géotechnicien peut intervenir pour :
- identifier une anomalie en sous-sol au niveau des structures enterrées ou des conduites,
- identifier et délimiter une anomalie décelée pendant les travaux,
- diagnostiquer la présence de polluants,
- faire une étude fréquentielle,
- élaborer la loi de propagation et d’amortissement,
- déceler les fuites dans les ouvrages hydrauliques (barrages, bassins, digues, etc.),
- déterminer les vitesses de particules…
Enfin, il peut également effectuer un diagnostic pyrotechnique.
Les méthodes et moyens utilisés par l’expert en géophysique
En fonction des projets sur lesquels il est sollicité, le géotechnicien expert peut utiliser plusieurs méthodes et moyens matériels. Par exemple, pour rechercher les cavités, il utilise généralement la technique microgravimétrique. En revanche, lorsqu’il s’agit d’identifier des réseaux enterrés, de caractériser une cavité ou de procéder à une auscultation, il peut utiliser la méthode du radar. En l’occurrence, il a le choix entre le radar mono antenne et le radar multi antennes.
Sur certains sols, les perturbations du champ électromagnétique permettent de remarquer la présence d’anomalies. Pour les identifier, l’expert va adopter la méthode électromagnétique. Cette même technique est exploitée pour étudier l’homogénéité géologique des sols, mesurer la conductivité apparente et effectuer des études archéologiques.
Le travail de l’expert en géophysique prend aussi en compte l’évaluation du risque sismique. Ici, il utilise la méthode sismique en forage. Le géotechnicien est par ailleurs compétent pour réaliser les microzonages sismiques et étudier les effets de site. Il procédera à cet effet à l’analyse H/V du bruit de fond. C’est également lui qui est sollicité pour réaliser la description des horizons géologiques, ceci grâce à la méthode électrique.
Par ailleurs, il faut noter que la modélisation est une technologie qui est aussi répandue en géophysique. Les géotechniciens l’exploitent à plusieurs fins, à travers l’utilisation de logiciels de modélisation. Il peut s’agir aussi bien de logiciel de modélisation 2D que 3D. Ces solutions de modélisation sont destinées à modéliser, croiser et synthétiser les données.
Le géotechnicien les utilise selon ses besoins. Alors que certains servent à la modélisation microgravimétrique en 2D ou 3D, d’autres se destinent à la modélisation de tomographie sismique 2D ou à la modélisation électrique. Entre autres logiciels de modélisation utilisés par le géotechnicien en géophysique, il y a ERTLab, Seislmager et PlotRefa.
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