Localisation de cavités souterraines par réflexion sismique haute résolution : étude numérique, étude de terrain

par David Moreaux

Thèse de doctorat en Génie civil

Sous la direction de Bogdan Piwakowski et de Isam Shahrour.

Soutenue en 1997

à Lille 1 .

mots clés

• Grottes -- Localisation -- Simulation par ordinateur
• Méthode sismique-réflexion
• Ondes sismiques -- Simulation par ordinateur

Résumé

Le travail de ce mémoire a été réalisé dans le but d'étudier les possibilités de localisation de cavités peu profondes par la réflexion sismique haute résolution. Il se compose de trois parties. La première partie consiste à développer des outils numériques pour simuler convenablement la propagation d'ondes sismiques hautes fréquences. Pour cela, on présente une méthode d'analyse de la dispersion numérique. On montre qu'un bon contrôle de cet aspect permet d'obtenir correctement les vitesses de propagations d'ondes ainsi que les réflexions. On propose dans un deuxième temps de prendre en compte l'amortissement matériel du sol dans les simulations en modifiant notre code de calcul. Cette prise en compte permet de respecter les aspects énergétiques et fréquentiels des différentes ondes. La deuxième partie consiste à étudier la possibilité de localisation des cavités par simulation numérique. Cette possibilité dépend entre autre de la forme et de la taille de la cavité, de la hauteur qui la sépare de l'interface située immédiatement sous la cavité, de la disposition des différentes couches géologiques, de la disposition du système d'acquisition en surface, et de la longueur d'onde du sondage. On propose d'analyser indépendamment l'influence de certains de ces paramètres sur la possibilité et la précision de localisation des cavités. La troisième partie consiste à mener une campagne de mesures utilisant la réflexion sismique haute résolution sur un site possédant des cavités souterraines. En profitant des conclusions de la partie précédente, on tente d'établir une carte de présence des vides sur les profils sismiques sondes.

Titre traduit

Underground cavity localisation using high resolution seismic reflection : numerical study, in-situ study

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