Cartographies thermiques : reconnaissance et suivi de désordres dans des ouvrages hydrauliques
Objectif
L'objet de ce service est de réaliser, le plus souvent en urgence, une cartographie thermique d'une zone soudainement affectée par un désordre inquiétant (EISH ou PSH faisant, par exemple, suite à l’apparition soudaine de renard ou de fontis dans un ouvrage à fort enjeu). La méthode peut également être mis en œuvre pour suivre un désordre à évolution a priori lente, dont le maître d'ouvrage a besoin de savoir, en permanence et en temps réel, qu'il n'évolue pas subitement, ou dont il veut comprendre les mécanismes.
Principe
Pour réaliser une cartographie thermique, geophyConsult mobilise, si besoin en urgence, dans la zone affectée par les désordres, sa petite foreuse à battage et l'utilise pour insérer successivement, jusqu’en fondation (et, si possible, un peu plus profondément), des tiges pénétrométriques creuses dans lesquelles l'opérateur insert, dès la fin du fonçage, une chaine de thermistances lui permettant d’obtenir, une fois l'équilibre thermique atteint, un profil thermique et un profil de résistance à l'enfoncement verticaux dans la zone affectée par le désordre.
Cette technique est à grand rendement et, donc, à faible coût. Elle permet en effet d'ausculter, à des coûts compatibles avec les budgets mobilisables en urgence, jusqu'à 50 mètres linéaires de profils verticaux par jour.
Résultat délivré
Une campagne de reconnaissance se termine par la production d'une cartographie fine de quelques dizaines de mètres de linéaire d'ouvrage, à l'intérieur de laquelle peut généralement facilement être délimitée longitudinalement et verticalement l’étendue de la zone affectée par le ou les désordres.
Courbes de niveau = écart à la température attendue en l'absence d'écoulement
Dégradé de noir = résistance à l'enfoncement des tiges mesurée lors du battage des tiges pénétrométriques
Lorsque la chaine de thermistance du forage qui recoupe le mieux la fuite peut être laissée sur site pendant quelques jours ou quelques semaines, la méthode permet d'estimer, en plus, une vitesse découlement. Ce paramètre supplémentaire est souvent clé pour déterminer si de l'érosion interne est susceptible d'être à l'œuvre au sein de la fuite – et ainsi nécessiter une remédiation immédiate du site.
En noir la température du réservoir, en orange la température mesurée dans un forage recoupant la fuite. Noter la réduction du déphasage avec le temps, signe d'un accroissement de la vitesse d'écoulement associée au désordre.
Cette technique suppose implicitement qu'un contraste thermique mesurable existe entre la température du réservoir amont et celle de l'ouvrage. Elle est donc d'autant plus efficace que ce contraste est élevé, autrement que la campagne est organisée en été ou en hiver, mais pas en intersaisons, lorsque les températures extérieures et au sein de l'ouvrage se croisent.
En pratique, la période pendant laquelle la méthode ne peut pas être mise en œuvre est courte, du moins dans les latitudes tempérées, de quelques semaines seulement.
Cette cartographie et l'éventuel suivi associé sont reconnus comme un outil clé d'aide à la décision de l'action la plus pertinente à engager pour faire face à l'urgence, ou pour programmer des mesures de remédiation appropriées.