ORRM | Observatoire Régional des Risques Majeurs en Provence-Alpes-Côte d’Azur
Observatoire Régional des Risques Majeurs en Provence-Alpes-Côte d’Azur

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Echelle locale : méthode de détection des cavités

Les cavités qu’elles soient d’origine naturelle (aven, karst gypseux ou calcaire) ou anthropiques (mines, carrières souterraines) peuvent occasionner des désordres en surface de type fontis, effondrement, ou affaissement. Afin de prévenir ces désordres, il est primordial de détecter les cavités souterraines qui peuvent les générer. Trois types de moyens de recherche descavités utilisant la géophysique sont présentés. Il s'agit des plus couramment utilisés mais l'ensemble des méthodes existantes est décrit dans un guide technique dédié.

Méthodes Microgravimétriques

La microgravimétrie repose sur la mesure des valeurs relatives de la gravité à la surface du sol. Ces valeurs sont influencées  par la répartition des densités dans le proche sous-sol. Les variations du champ de gravité sont couramment exprimées en microgal (μgal) (1 μgal = 0,001 mgal ; 1 mgal = 1 cm/s2).Cette technique d'invention française,est couramment utilisée pour la détection des cavités depuis les années 1970.

Les anomalies dites “légères” (valeurs négatives sur les cartes) concernent des structures géologiques de faible densité (formations meubles, ou rocheuses altérées, ou présence de vides), par opposition aux anomalies dites “lourdes” (valeurs positives ou faiblement négatives sur les cartes) qui reflètent la présence de terrains relativement plus denses que les précédents (terrains non altérés ou non décomprimés).
Les mesures s’interprètent “en relatif”, c’est à dire les unes par rapport aux autres, et non en absolu, d’où la nécessité de couvrir de mesures une surface qui excède celle des éventuels vides recherchés.

Méthodes sismiques

Les méthodes sismiques consistent à provoquer des ébranlements dans le sous-sol et à observer en surface différents types d'ondes générées au cours de ces ébranlements.
La présence d'une cavité dans le sous-sol peut, sous certaines conditions physiques, constituer un obstacle à la propagation des ondes et entraîner des modifications de certains paramètres (temps de trajet, amplitudes et formes des signaux, vitesses de propagation des ondes,etc. ) qui serviront de révélateurs de sa présence.

L'application de ces méthodes à la détection des cavités, qu'il s'agisse de sismique réflexion haute résolution, ou d'analyse des ondes de surface reste encore limitée à des études ayant un caractère de recherche.

Méthode électromagnétique : le Géoradar

Le Géoradar (radar géologique) est pratiqué de manière relativement routinière depuis une quinzaine d'années dans le domaine du génie civil.Cette méthode est fondée sur l'émission de brèves impulsions électromagnétiques de hautes fréquences (50 MHz à 2 GHz) qui se réfléchissent partiellement sur les interfaces entre milieux présentant des caractéristiques électriques différentes. Les échos produits sur ces interfaces sont enregistrés en fonction du temps au moyen d'une antenne réceptrice, puis exploités.

Pour aller plus loin