Application des sismiques réfraction et MASW a l’étude d’un site

A nos jours, l’énergie électrique tient un rôle important sur le développement d’un pays. L’électricité est considérée comme un baromètre dans la description de l’évolution « économique » d’un lieu ou d’une zone. Alors, l’insuffisance, la cherté, la mauvaise qualité de production d’énergie électrique ne font que ralentir la croissance industrielle qui dépend essentiellement de la disponibilité de l’énergie. L’étude préliminaire de la zone d’installation, faisant intervenir les techniques multidisciplinaires, est nécessaire pour éviter ces problèmes, et d’obtenir un ouvrage durable.

Le test géotechnique est parmi l’étude à entreprendre avant la mise en place d’une centrale hydroélectrique. Il a pour but de déterminer les caractéristiques mécaniques du terrain et du sous-sol, précédant le dimensionnement de l’ouvrage à mettre en place. Il fait intervenir différents domaines d’étude, géologie, hydrogéologie, géophysique, etc…

RAPPELS METHODOLOGIQUES 

Dans notre environnement, nous émettons et recevons des ondes qui apportent avec elles de l’énergie et des informations. Par définition, une onde est une perturbation locale d’un milieu et qui se propage dans toutes les directions qui lui sont permises. Elle transporte de l’énergie, sans transport de matière [11]. Une onde est caractérisée par la période, la fréquence, la longueur d’onde et la célérité. La prospection sismique est basée sur l’étude des ondes. Si la source de ce dernier est naturelle, on le dit sismologie, mais si la source est artificielle ou provoquée, on parle de sismique. Il existe plusieurs phénomènes qui peuvent créés une onde mais dans notre cas, nous nous limitons à une source provoquée par un marteau de 20 Kg tombant sur une plaque métallique. Ce chute de poids engendre des ondes qui se propagent en surface et à l’intérieur de la terre.

Les ondes sismiques 

Les ondes sismiques sont des ondes élastiques. Ces ondes sont causées par la rupture de roche à l’intérieur de la terre, par une explosion ou par chute de poids. L’onde peut traverser un milieu sans modifier durablement ce milieu. L’impulsion de départ va « pousser » des particules élémentaires, qui vont « pousser » d’autres particules et reprendre leur place. Ces nouvelles particules vont « pousser » les particules suivantes et reprendre leur place, et ainsi de suite. Il existe deux types d’ondes sismiques qui se propagent dans toutes les directions : les ondes de volume et les ondes de surface.

Les Ondes de volume

Les ondes de volume traversent la Terre. Elles se propagent à l’intérieur du globe. Il existe deux types d’ondes de volume : l’onde longitudinale ou onde P et l’onde transversale ou onde S.

Les ondes longitudinales
L’onde longitudinale ou onde P peut aussi être appelé onde de compression ou onde primaire. Cette onde provoque une perturbation dont la direction est parallèle au sens de propagation. Les ondes longitudinales étirent et compriment alternativement les roches. Elles passent suivant le déplacement du sol par une dilatation et une compression successive. Les ondes longitudinales arrivent en premier car leurs vitesses sont plus rapides par rapport à celles des ondes transversales. Elle peut se propager dans tous les milieux (solides et liquides).

Les ondes transversales
Les ondes transversales ou ondes S sont aussi appelées ondes de cisaillement. On peut le dire aussi ondes secondaires parce qu’elles arrivent à une station ou en un endroit après l’onde longitudinale. L’onde S se propage en profondeur et dans les milieux solides, jamais dans les liquides. A leur passage, les mouvements du sol s’effectuent perpendiculairement à la direction de propagation de l’onde. Ce type d’onde peut alors être considéré comme ondes verticales ou sinusoïdales.

Les Ondes de surface

Les ondes de surface naissent par l’interférence des ondes de volumes. Ces ondes se propagent parallèlement à sa surface. Ce sont des ondes guidées par la surface de la Terre. Elles sont moins rapides que les ondes de volume mais leur amplitude est plus forte par rapport à celle des dernières. Il existe deux types d’ondes de surface : l’onde de Rayleigh et l’onde de Love.

Les ondes de Rayleigh

Elles se propagent au voisinage de la surface de milieux homogène et non homogène. Son déplacement est complexe, assez semblable à celui d’une poussière portée par une vague, constituant un mouvement à la fois horizontal et vertical, elliptique en fait. Les vibrations engendrées par cette onde durent plusieurs minutes.

Les ondes de Love

Les ondes de Love n’existent que si le milieu n’est pas homogène, mais formé des couches superposées. Leur déplacement est essentiellement le même que celui des ondes S sans mouvement vertical. Elles déplacent le sol d’un côté à l’autre dans un plan horizontal, perpendiculairement à sa direction de propagation [12]. L’onde de Love se propage en surface et dans les milieux solides, jamais dans les liquides.

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Table des matières

INTRODUCTION
Chapitre I : RAPPELS METHODOLOGIQUES
I.1. Les ondes sismiques
I.2. Théorie de la sismique
I.3. Types de bruits sismiques et atténuation de bruit
I.4. La méthode sismique
I.5. Principe de la sismique réfraction
I.6. Méthode active d’analyse en multicanaux des ondes de surface (MASW)
Chapitre II : CONTEXTE GENERAL DE LA ZONE D’ETUDE
II.1. Localisation de la zone d’étude
II.2. Contexte climatique
II.3. Contexte géologique de la zone d’étude
II.4. Contexte hydrologique de la zone
Chapitre III: RESULTATS ET INTERPRETATION
III.1. Localisation des profils sismiques
III.2. Résultats obtenus au site Nosimpanihy
III.3. Résultat obtenu au site Amboahangibe
DISCUSSION
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ET WEBOGRAPHIQUES
ANNEXES
TABLE DES MATIERES
RESUME

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