Détection de cavités souterraines par termographie infrarouge

Thèmes abordés

Cavités souterraines termographie infrarouge effondrements affaissements troglodytes karst télédétection risques naturels

Résumé du document

Notre sous sol nous cache un très grand nombre de cavités souterraines qui sont le résultat de la nature et des siècles d'exploitation de ressources minérales.

Le but de ce document est de présenter brièvement les différents types de cavités souterraines ainsi que les risques qui leur sont associés. En effet, l'ensemble des dommages occasionnés en France à cause de ces cavités ont des conséquences humaines et socio-économiques à ne pas négliger. Selon le Ministère de l'Ecologie, plus de 135 victimes ont été dénombrées entre 1778 et 1998 ; lors de l'hiver 2000-2001 plus de 300 constructions ont été endommagées en Picardie et il y a eu plus d'une dizaine d'effondrements dû aux cavités souterraines en Haute-Normandie. Les coût consécutifs à ces dommages sont très importants et il arrive encore trop souvent que les solutions soient apportées au coup par coup.

Pour cela, l'un des grands axes de la prévention des risques est de savoir détecter ces cavités souterraines, qui le plus souvent, ne présentent pas ou très peu de signes en surface. Ce document permettra donc de balayer les techniques permettant à ce jour la localisation des cavités, en mettant l'accent sur la thermographie infrarouge, une technique de télédétection encore en cours de développement.

Extraits

[...] Figure 4 Les marnières sont des sortes de carrières un peu particulières qui servaient, essentiellement au 18ème et 19ème siècle, à extraire de la craie (marne) en profondeur pour amender les terres agricoles. Les puits d'accès de ces marnières ont le plus souvent été rebouchés une fois l'exploitation terminée. Leur position et extension étant inconnues, cela rend la prévention des risques d'effondrements plus délicate. Figure 5 Les caves étaient des cavités souterraines creusées à des fin de remplissage ou de stockage. [...]

[...] Le but de ce document est de présenter brièvement les différents types de cavités souterraines ainsi que les risques qui leur sont associés. En effet, l'ensemble des dommages occasionnés en France à cause de ces cavités ont des conséquences humaines et socio-économiques à ne pas négliger. Selon le Ministère de l'Ecologie, plus de 135 victimes ont été dénombrées entre 1778 et 1998 ; lors de l'hiver 2000-2001 plus de 300 constructions ont été endommagées en Picardie et il y a eu plus d'une dizaine d'effondrements dû aux cavités souterraines en Haute-Normandie. [...]

[...] En effet, il existe un très grand nombre de cavités souterraines qui sont abandonnées, oubliées ou même inconnues ; de nature très variée et réparties de manière hétérogène sur l'ensemble du territoire national. En raison de leur instabilité, il peut arrivé qu'elles donnent lieu, souvent sans signes avant coureurs, à des effondrements brutaux et meurtriers Les cavités souterraines d'origine naturelle Ces cavités sont de nature très variée. On distingue notamment les karsts calcaire, les grottes, les gouffres et les poches de dissolution d'évaporite. Toutes ces cavités sont dues essentiellement à la dissolution de carbonates par des circulations d'eau au sein de la roche. Les vides laissés par la dissolution sont appelés karsts. [...]

[...] Comme nous l'avons vu précédemment, il existe plusieurs méthodes de télédétection pour localiser des cavités souterraines: La photo-interprétation qui est basée sur l'analyse de photographies aériennes. Ces photos permettent de déceler et mettre en évidence des indices de désordres géomorphologiques (fontis, affaissements, effondrements), anthropiques (entrées de mines ou carrières, puits d'extraction géologiques (dolines, gouffres, avens ) et hydrologiques (zones humides envahies par la végétation) pouvant laisser deviner la présence de cavités souterraines. La thermographie infrarouge repose sur l'observation du rayonnement électromagnétique des sols dans la gamme de l'infrarouge thermique (8-15 µm). [...]

[...] La géologie : Les formes karstiques se développent principalement dans les roches riches en CaCO3. La perméabilité est un facteur fondamental, mais les roches calcaires étant imperméables dans leur masse, ce sont par les fractures et les fissures que l'eau va pouvoir s'infiltrer et s'écouler à l'intérieur de la masse rocheuse élargissant ainsi les fissures préexistantes et creusant alors des cavités souterraines. La topographie: La pente va également avoir une influence importante. Ainsi, une inclinaison trop élevée va provoquer un ruissellement rapide des eaux qui n'auront pas le temps de se concentrer en carbonates. [...]