Une campagne d’acquisition sismique menée au droit de la carrière souterraine de Savonnière-en-Perthois a permis de valider la corrélation entre les vitesses sismiques et les propriétés géotechniques des terrains de recouvrement, et ainsi d’identifier des zones où la probabilité de départ d’un fontis est plus importante.
19 octobre 2021
Dispositif d’acquisition sismique et mise en œuvre de la source sismique chute de poids accélérée (fontis du Pâquis) (Savonnière-en-Perthois, Meuse, 2020). Dispositif d’acquisition sismique et mise en œuvre de la source sismique chute de poids accélérée (fontis du Pâquis) (Savonnière-en-Perthois, Meuse, 2020).

Dispositif d’acquisition sismique et mise en œuvre de la source sismique chute de poids accélérée (fontis du Pâquis) (Savonnière-en-Perthois, Meuse, 2020).

© BRGM - Luc Raymond

Le besoin

Certains des secteurs urbanisés de la commune de Savonnière-en-Perthois se trouvent au droit de fontis pour lesquels très peu de données sont disponibles. La caractérisation des zones de fontis et de leur évolution représente donc un enjeu majeur, ce qui a incité la DDT à solliciter le BRGM pour mener une étude spécifique. L’approche utilisée dans le cadre de cette étude a consisté à établir une corrélation entre les propriétés des vitesses sismiques et les propriétés géotechniques au droit des fontis (exprimée à travers le RQD- Rock Quality Designation), dans le but de prédire une possible survenance de fontis.

Les résultats

Une analyse des coupes de vitesses sismiques Vp et Vs par calibration aux logs géologiques des forages a été développée. Elle a permis d’établir une relation entre les différents niveaux sismiques et les lithologies de la pile sédimentaire de Savonnières-en-Perthois. La comparaison entre les vitesses sismiques à l’aplomb des zones de fontis et hors de ces zones a mis en évidence une signature « litho-sismique » caractérisée par des vitesses Vp et Vs très faibles dans les zones de fontis. Cette signature est interprétée comme une chute des propriétés mécaniques des roches, compatible avec une déstructuration totale ou partielle des terrains de recouvrement.

L’utilisation

Ces données ont permis d’aboutir à l’établissement d’un modèle prédictif au 1er ordre reliant les variations de vitesses sismiques aux propriétés géotechniques des roches au toit des exploitations, permettant ainsi d’estimer une probabilité de départ d’un fontis.

L’étude du BRGM a ainsi permis de montrer que l’imagerie sismique peut être utilisée pour :

  • prédire (qualitativement) la probabilité d’occurrence d’un fontis en surface, fonction en partie de la déstructuration du recouvrement ;
  • suivre l’apparition et l’évolution de fontis dans le cas de mesures répétées dans le temps.

Les partenaires

  • DDT de la Meuse