Application de la méthode MASW pour la détection de zones de faiblesse sous les chaussées

Abstract

Le but de ce document est d'appliquer une méthode entièrement développée à l'Université de Sherbrooke appelée Modal-Analysis-of-Surface-Waves (MASW) afin de détecter les zones de faiblesses sur les structures de chaussées telles que les cavités causées par infiltration de sol dans les vieux ponceaux par exemple. Cette méthode d'investigation sismique utilise l'enregistrement rapide des ondes de surface comme base de données. À partir d'essais in-situ non intrusifs, la méthode permet d'obtenir un profil des ondes de cisaillement en fonction de la profondeur. La première partie est consacrée à l'état des connaissances sur les ondes et les différentes méthodes géophysiques de caractérisation des pavages. Elle comprend la théorie de propagation des différentes ondes (compression, cisaillement et de surface); les modèles théoriques de calcul de la vitesse des ondes de cisaillement pour les sols granulaires et argileux; les différentes méthodes sismiques présentement utilisées sur les pavages en ingénierie. La deuxième partie explique de façon approfondie la méthode MASW: son historique, l'équipement nécessaire et le cheminement typique d'un essai. Elle présente aussi une nouvelle configuration pour la méthode MASW afin de mieux l'adapter à la reconnaissance des structures des chaussées. Il s'agit d'une excitation à côté du pavage au lieu du dessus. La troisième partie résume les résultats de différentes études numériques visant d'abord à minimiser au maximum l'effet de la couche de pavage sur le profil de vitesses des ondes de cisaillement des couches inférieures et ensuite à détecter et à localiser la présence de zones de faiblesse. Une correction de la courbe de dispersion a été envisagée permettant de réduire l'effet de la couche de pavage sur les couches sous-jacentes. Enfin, la quatrième partie présente les résultats obtenus pour deux sites ayant fait l'objet d'une reconnaissance avec la méthode MASW sur les structures de chaussée.