Les Mots Clefs

Les différents mots clefs renvoient à des exemples de travaux effectués au CDGA. Ces exemples sont aussi accessibles par la rubrique la recherche.

 

amélioration des sols

• Ensemble des techniques visant à modifier les propriétés des terrains pour les rendre plus aptes à l’usage exigé.
• Le compactage permet en densifiant le sol, d’en améliorer les propriétés mécaniques

analyse d’image

• Ensemble d'opérations consistant à extraire d'une image des informations quantifiées sur la texture et la structure.
• Ces informations peuvent être reliées à des propriétés caractéristiques des roches et des géomatériaux (raideur, endommagement,…).

analyse de signaux

• Technique visant à extraire d’un enregistrement de la variation spatiale ou temporelle d’un paramètre des informations sur les phénomènes et les objets à la source des signaux.
• Elle peut être utilisée en forages pour identifier les propriétés des sols ou sur des chroniques piézométriques pour identifier les mécanismes de transfert de l’eau

aquifère

• Un terrain est dit aquifère s’il contient une telle nappe. La première nappe sous la surface est la nappe phréatique.
• La connaissance et la modélisation des aquifères est nécessaire à l’estimation des ressources en eau. La position des aquifères peut conditionner certains travaux de génie civil.

archéologie

• Discipline consacrée à l’étude des vestiges historiques ou préhistoriques, qui sont en général recouverts d’une couche de sédiments ou de remblais.
• L’utilisation de techniques géophysiques permet de détecter et de cartographier des vestiges archéologiques. Elle constitue une aide précieuse avant une reconnaissance plus fouillée.

 

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béton

• Le plus commun des matériaux de construction, constitué d’un mélange de ciment, de granulats (sables et graviers) et d’eau. Dans les ouvrages il est en général employé sous la forme de béton armé, en combinaison avec des armatures métalliques.
• Soumis à des chargements mécaniques ou à des agressions chimiques, le béton se dégrade. L’emploi de techniques géophysiques permet d’en préciser l’état. Cavités souterraine.

 

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cavités souterraines

• D’origine naturelle (résultat de dissolution comme les karsts) ou humaine (carrières abandonnées), les cavités souterraines constituent un risque pour les ouvrages et les infrastructures.
• Leur détection et leur localisation par reconnaissance géophysique permettent de préciser la nature des risques encourus.

 

compactage

• En travaux routiers, pour des sols de tranchée ou de digues, le compactage améliore les propriétés des sols en diminuant, par un apport d’énergie mécanique, le volume des vides contenus dans le sol.
• Améliorer les techniques de contrôle de compactage permet de mieux estimer l’évolution future des ouvrages et leur degré de sécurité.

 

comportement mécanique

• La résistance d’un sol ou d’un matériau (capacité à supporter des actions mécaniques) et sa raideur (capacité à supporter ces actions sans trop se déformer) conditionnent la réponse et le degré de sécurité des ouvrages.
• Les essais de laboratoire permettent d’apprécier le comportement mécanique des sols et des matériaux de construction. Via la modélisation ils permettent d’estimer la réponse des ouvrages.

 

conduites enterrées

• Les réseaux urbains demeurent invisibles aussi longtemps qu’ils ne créent pas de dysfonctionnements (inondations en surface, effondrement brutal ou progressif).
• L’estimation de l’état des conduites et l’amélioration des techniques de pose ou de gestion passe par l’acquisition de données sur les sols et les réseaux et la modélisation de leur vieillissement.

 

conservation

• Elle vise à définir et à mettre en œuvre les procédures et les conditions permettant de maintenir en l’état un système technique, un ouvrage ou un élément du patrimoine historique ou archéologique.
• L’instrumentation, l’analyse des mesures et la modélisation des phénomènes à lasource des altérations, permettent d’améliorer les protocoles de conservation.

 

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diagraphie

• Enregistrement de paramètres obtenus en fonction de la profondeur dans un forage effectué dans le sol. On distingue les diagraphies instantanées, réalisées en cours de forage, des diagraphies différées, réalisées dans un forage déjà existant.
• Les diagraphies permettent d’obtenir des informations sur les terrains entourant la sonde de mesure. La recherche d’une information riche et précise peut conduire à les coupler à d’autres techniques.

défaillance

• La défaillance d'un ouvrage de génie civil résulte de la dégradation lente ou brutale de certaines de ses fonctions.
• La connaissance et la modélisation des mécanismes de dégradation (fissuration, endommagement, corrosion) permettent d'estimer les risques de défaillance et de définir les stratégies les plus adaptées au maintien des performances souhaitées.

durabilité

• Elle caractérise l’aptitude d’un matériau, et plus largement, d’un ouvrage, à conserver dans un environnement donné, des propriétés physiques et mécaniques qui le rendent apte à l’usage pour lequel il a été conçu.
• Le suivi et le diagnostic du vieillissement et de l’altération repose sur des analyses globales (issues de la géophysique) aussi bien que sur des analyses ponctuelles (prélèvements d’échantillons que l’on peut caractériser au laboratoire).

dynamique des nappes

• La variation temporelle du niveau des nappes dépend des propriétés des terrains (perméabilité, fissuration), des apports (pluviométrie), des prélèvements (pompages) et de l’écoulement.
• Connaître et modéliser la dynamique des nappes à partir d’informations en quelques points (sondages et forages) et à des instants donnés requiert la connaissance des milieux géologiques.

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écoulements de surface

• Ils concernent la part des apports pluviométriques qui ne s’infiltrent pas ou qui, après infiltration, sont restitués au réseau hydrographique.
• Leur reconnaissance et leur modélisation, à partir de chroniques pluie/débit, vise à préciser les quantités (débits) et les temps de transfert. Elle est essentielle pour réduire les risques d’inondations ou de pollutions accidentelles ou chroniques.

endommagement

• Processus, généralement d’origine mécanique, qui, par augmentation de la porosité, par création de microfissures ou par apparition de déformations irréversibles, provoque un abaissement des caractéristiques mécaniques des matériaux.
• La détection de l’endommagement, par mesures globales (de la raideur) ou par observation de la microstructure, est un élément clé du diagnostic des ouvrages

essai pressiométrique

• Moyen de mesure des propriétés des sols (raideur, pression limite) consistant à introduire une sonde gonflable dans un forage préalable. C’est l’essai de reconnaissance géotechnique le plus courant en France.
• La confrontation de ses résultats avec ceux fournis par d’autres moyens (diagraphies, géophysique) permet d’affiner la connaissance des terrains.

essais mécaniques

• Ensemble des essais de terrain et de laboratoire permettant d’apprécier certaines caractéristiques mécaniques des sols, des roches et des géomatériaux.
• La quantification des propriétés mécaniques permet d’améliorer les processus de fabrication (par exemple, le mode de mise en place d’un matériau de chaussée) et d’estimer les degrés de sécurité (par exemple, la stabilité d’un versant montagneux).

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fissuration

• Processus de détérioration des matériaux correspondant à la rupture de liens atomiques. Selon l’échelle concernée, on peut parler de microfissuration (mm), de macrofissuration (cm) ou de fracturation (dm, m..).
• Quantifier la fissuration, par exemple, par analyse d’images, permet de mieux connaître les modes de dégradation des matériaux et d’apprécier leurs propriétés résiduelles (raideur, étanchéité..).

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génie civil

• C’est la discipline qui consiste en la conception, la réalisation et la maintenance des ouvrages immobiles (bâtiments, ouvrages d’art, équipements divers).
• Champ d’étude pluridisciplinaire, il requiert, entre autres, des compétences issues de sciences telles que la géologie, la géophysique et l’hydrogéologie.

géomatériaux

• Matériaux constitués de composants minéraux, ils regroupent aussi bien les composites cimentaires (bétons, mortiers, coulis…), les sols (matériaux granulaires et matériaux cohérents) et les roches. Par extension, des matériaux contenant des liants hydrocarbonés (bitumes, enrobés), peuvent être considérés comme des géomatériaux.

géophysique

• Discipline attachée à l’emploi de techniques d’investigation du sous-sol reposant sur la mesure de leurs propriétés physiques (vitesse de propagation d’ondes, résistivité électrique, susceptibilité magnétique,….).
• Valoriser l’emploi des techniques géophysiques dans les domaines du génie civil et des géosciences appliquées requiert la mise au point de dispositifs et de protocoles plus performants et sur une analyse experte des informations recueillies (analyse inverse, traitement du signal…).

géostatistique

• Discipline consacrée à la quantification et à la modélisation de la variabilité spatiale des propriétés des sols. Les terrains naturels ou reconstitués sont fortement hétérogènes et leurs hétérogénéités peuvent conditionner la réponse des ouvrages (tassements) ou être à la source de problème (rupture de pente).
• Après acquisition des informations (c’est l’objet des reconnaissances), la géostatistique est utilisée pour reproduire un modèle de milieu analogue au milieu réel, sur lequel des simulations numériques, et donc des prévisions, seront possibles.

géotechnique

• Champ disciplinaire recouvrant l’ensemble des opérations (reconnaissance, construction, traitement…) que l’on est amené à effectuer sur un sol pour des projets d’aménagement ou de génie civil. Le géotechnicien intervient en général après le géologue et le géophysicien, et avant le spécialiste de génie civil qui s’occupe plutôt de la construction de l’ouvrage. En pratique les interactions entre les différents spécialistes sont nombreuses et nécessaires : le géotechnicien définit dans quelle mesure le sol pourra résister aux actions exercées par les ouvrages mais aussi comment les sols peuvent eux-mêmes exercer des actions sur les ouvrages (soutènements, tunnels…).

gestion des ressources

• Dans une optique de développement durable, elle consiste à quantifier ces ressources (en eau, en matériaux naturels...) et à proposer des solutions techniques qui diminuent les impacts négatifs éventuels des actions humaines.
• Dans les domaines des géosciences appliquées et du génie civil, les objectifs peuvent être de préserver la qualité et la quantité des eaux souterraines, de réduire les prélèvements de matériaux naturels (par l’emploi de matériaux moins nobles ou recyclés, ou par la conception d’ouvrages plus durables).

glissement de terrain

• Mouvement lent ou rapide affectant un versant naturel (zone montagneuse, falaise) ou artificiel (remblais). Dépendant de nombreux facteurs (géologiques, mécaniques, hydrologiques). Il est source potentielle de risque pour les infrastructures placées à l’aval.
• Le couplage d’expertises géologiques, mécaniques et géophysiques, hydrogéologiques permet d’estimer plus finement les risques de glissement sur un site. A plus grande échelle, une cartographie des aléas et des risques peut être établie, utilisable dans une perspective d’aménagement.

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hétérogénéité

• Modification locale des propriétés, affectant aussi bien les matériaux de construction, les sols ou, à plus grande échelle, les sites, l’hétérogénéité est souvent source de problèmes : tassement différentiel, zone privilégiée pour la rupture ou des écoulements.
• Détecter les hétérogénéités localisées (« accidents ») ou diffuses (« désordre ») est l’enjeu majeur des méthodes de reconnaissance.

hydromécanique des joints rocheux

• Une discontinuité géométrique entre deux blocs rocheux modifie profondément les propriétés du massif : raideur, perméabilité.
• La raideur comme la perméabilité dépendent de la géométrie du joint et des actions mécaniques auxquelles il est soumis. Identifier ces couplages requiert à la fois des mesures d’effort et de débit de fluide, mais aussi une caractérisation des matériaux en contact.

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infiltrations

• Processus selon lequel l’eau s’écoule au travers d’une surface de discontinuité, qu’il s’agisse de l’eau de pluie dans le sol, de l’eau de la nappe dans une conduite fissurée, ou de la vapeur d’eau dans une paroi d’ouvrage.
• La capacité d’infiltration est régie par des paramètres physiques (porosité, teneur en eau, taille des pores), dont la modélisation permet de quantifier les transferts. C’est une étape obligée dans l’étude des écoulements ou pour la conservation des géomatériaux.

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karsts

• Discontinuités ou cavités naturelles résultant de la dissolution des roches calcaires par l’eau.
• La présence de karsts est un facteur de risque en géotechnique (cavités non détectées) justifiant l’emploi de méthodes de reconnaissance adaptées. La présence de karsts modifie également les régimes d’écoulements souterrains, le fonctionnement des systèmes karstiques, éminemment discontinus, étant difficile à appréhender.

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maintenance des ouvrages

• Les opérations de maintenance des ouvrages suivent les opérations d'inspection et précèdent les réparations éventuelles. L'efficacité de la maintenance repose sur la qualité des données issues de l'inspection et sur la qualité des prévisions de l'évolution de l'état et des performances de l'ouvrage.

massif rocheux fracturé

• Se dit d’un milieu géologique cohérent dans lequel des discontinuités existent, résultant de l’histoire géologique du site.
• Les fractures, qui peuvent souvent être regroupées en familles selon leur orientation, modifient profondément la nature des écoulements (elles sont le lieu privilégié des écoulements) ainsi que la stabilité d’ensemble du massif.

matériaux hétérogènes

• Les sols et les matériaux de construction sont hétérogènes (c’est-à-dire possédent des propriétés qui varient selon le point considéré) en raison de l’histoire de fabrication.
• Les échelles d’hétérogénéité peuvent varier du centimètre (bétons) à plusieurs dizaines de mètres. Considérer seulement les propriétés moyennes peut être source de graves erreurs.

matériaux routiers

• Ils comprennent aussi bien les terrains naturels ou améliorés utilisés en terrassement que les granulats utilisés en couches inférieures et que des matériaux plus nobles, traités aux liants hydrauliques (graves-ciment, bétons…) ou au liants hydrocarbonés (bitumes, enrobés…).
• Apprécier leur stabilité dans le temps sous l’action des charges répétées de trafic (fatigue, accumulation de déformations irréversibles) permet de dimensionner les chaussées.

mécanique des sols

• Discipline issue de la mécanique, elle est née avec le développement des grandes infrastructures militaires aux XVIIIème et XIXème siècle. Elle se consacre à la modélisation du comportement mécanique des sols (matériaux meubles par opposition aux roches) et des ouvrages en interaction avec le sol : fondations, soutènements, pentes et remblais, digues, tunnels...
• Depuis les années 1980, les préoccupations environnementales ont conduit les mécaniciens des sols à aborder des thèmes nouveaux : sites de stockage, sites pollués et friches, risques naturels,… .

mesures électriques

• Utilisées en géophysique, leur concept de base est la mesure en deux points d’une différence de potentiel pour un courant d’intensité connue circulant dans le sol.
• Divers dispositifs géométriques permettent de tracer des cartes de résistivité du sol. Comme pour toute méthode géophysique, la difficulté réside dans l’interprétation et la traduction des mesures en des termes qui permettent la décision.

moraines

• Matériaux issus de l’érosion et du transport par les glaciers. Les moraines sont fortement hétérogènes. La stabilité mécanique des moraines de pentes est difficile à apprécier. Patrimoine ?

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patrimoine

• Se dit de tout objet représentant une valeur culturelle, historique ou archéologique. Par extension, un patrimoine est un ensemble d’ouvrages présentant une valeur de remplacement (barrages, réseaux, bâtiments).
• La gestion patrimoniale nécessite des connaissances scientifiques, particulièrement en ce qui concerne l’évolution prévisible dans le futur de l’état du patrimoine. Le spécialiste des matériaux apporte sa contribution en précisant les conditions de meilleure utilisation ou de meilleure conservation ou en établissant des modèles de vieillissement.

plans d’expériences

• Ils permettent d’établir une stratégie raisonnée pour planifier, conduire et exploiter des essais.
• Reposant sur l’utilisation de concepts statistiques simples, ils rendent possible une diminution des coûts d’acquisition de données et la construction de modèles. Leur exploitation permet aussi d’apprécier le degré de qualité des résultats obtenus.

polluants

• La migration des polluants (hydrocarbures, métaux lourds, nitrates...) est de nature à affecter la qualité du milieu naturel et des ressources en eau.
• La connaissance des mécanismes de transfert de ces polluants dans les sols et les nappes phréatiques permet de simuler l'impact sur le milieu naturel de pollutions accidentelles ou chroniques.
• Elle peut s'appuyer sur des analyses allant de l'échelle microscopique (interaction polluant-particules) à l'échelle du site (investigations géophysiques).

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remblais

• Ouvrages constitués de sols, en général compactés par couches. Ils peuvent poser des problèmes de stabilité de leurs pentes et de tassement des terrains sur lesquels ils reposent.
• Une prévision fine de leur comportement passe par la connaissance précise des matériaux constitutifs, des protocoles de mise en œuvre (compactage) et des conditions environnementales de l’ouvrage (teneur en eau).

réseau d’assainissement

• Ce patrimoine technique permet à la ville de « respirer ». Il convient d’en assurer la pérennité et la meilleure gestion pour des raisons tant environnementales qu’économiques (il existe plus de 3000 km de réseau dans le sous-sol bordelais).
• Il est en général très mal connu mais les indices caractérisant l’état du réseau sont nombreux et variés (inspections, accidents, plaintes des usagers). Il s’agit de les intégrer dans une démarche d’acquisition optimale de l’information pour établir des modèles utiles au gestionnaire.

résistivité électrique

• Mesurant le degré de facilité avec lequel le matériau ou le sol se laisse traverser par le courant électrique, elle est révélatrice de son état : porosité, teneur en eau, fissuration, teneur en argiles,….
• La principale difficulté des mesures de résistivités est l’interprétation, un même effet pouvant résulter de diverses causes. Les simulations numériques constituent une aide précieuse à l’interprétation.

risques naturels

• Un risque résulte de la conjonction d’un aléa (le séisme, le glissement de terrain sont des aléas naturels) et d’enjeux : les infrastructures bâties, les personnes.
• L’estimation des risques qui est à la base de toute stratégie de prévention passe par l’acquisition de données, la compréhension des mécanismes et la modélisation des aléas naturels.

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sol urbain

• Les terrains superficiels en ville posent des problèmes particuliers :
  • ils peuvent contenir des vestiges de la ville ancienne,
  • les ouvrages peuvent être très sensibles à de faibles déplacements,
  • certains sols sont spécifiques : tranchées de réseau, friches industrielles…
• L’existence d’hétérogénéités à de nombreuses échelles et la densité des parties enterrées d’ouvrages est aussi caractéristique des sols urbains. L’infiltration et la circulation des eaux souterraines peuvent y être profondément perturbées.

sondage

• C’est l’action de percer un sol ; c’est est aussi le résultat, sous la forme d’un cylindre creux, trace de l’outil de sondage. Il a pour objet de connaître, par observation, prélèvement ou mesures la nature et la position des couches de sol traversées.
• Optimiser les campagnes de reconnaissance, c’est agir pour réduire le nombre, placer et exploiter au mieux les sondages, tout en augmentant la qualité des informations recueillies.

stéréologie

• Discipline dont les techniques et les outils visent à reconstruire un milieu tridimensionnel à partir d’informations acquises en certains points de l’espace.
• Elle est appliquée par exemple pour reconstruire la géométrie d’un massif rocheux fracturé à partir des traces que laissent les fractures sur la paroi d’un forage de reconnaissance.

stockage de déchets

• La fonction essentielle d’un lieu de stockage de déchets est le confinement : la conception technique du site et les propriétés hydromécaniques des matériaux doivent être telles que tout transfert de polluants vers l’extérieur soit très improbable ou contrôlé..
• Le spécialiste de géomatériaux (argiles et bétons servant de barrières de confinement), l’hydrogéologue, le géologue et le mécanicien des roches (pour les sites profonds), le géophysicien (surveillance de l’activité thermique des déchets) contribuant à la sûreté de conception et de fonctionnement des sites.

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température

• Variable naturellement, elle peut modifier les mécanismes en jeu (échanges d’eau et de vapeur à la surface d’un matériau) ou les propriétés des matériaux (la raideur d’un enrobé bitumineux peut être divisée par 4 entre 20° C et 30° C).
• La connaissance et le contrôle de l’environnement thermique des ouvrages peuvent s’avérer indispensables à la prévision des comportements.

traitement d’images

• Ensemble d'opérations transformant une image afin d'en rendre l'analyse possible.

transfert

• En hydrogéologie, caractérise les déplacements de l’eau et des polluants éventuels. Il peut se produire selon des mécanismes divers : ruissellement, infiltration, écoulement en zone non saturée et en zone saturée, évapotranspiration….
• La modélisation des transferts peut se faire à l’échelle de la physique locale (porosité du milieu) comme à l’échelle du site (les fonctions de production et de transfert quantifient la restitution par le milieu des apports hydriques). Une modélisation éclairée s’appuie sur une bonne description du milieu géologique.

tunnels

• Le creusement de tunnels est une opération coûteuse dont il convient d’améliorer l’efficacité (en adaptant l’outil et son mode de pilotage aux terrains traversés) et de réduire les risques (accidents dans le tunnel, tassements provoqués en surface).
• Une meilleure connaissance des sols perforés et de leur degré d’homogénéité est souhaitable. La détection des hétérogénéités à l’avant du front de taille (par des méthodes géophysiques) et l’analyse en temps réel des signaux de forage font partie des voies explorées.

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variabilité spatiale

• L’hétérogénéité des sols et des matériaux est le problème essentiel puisque ce qui est vrai et qui a été identifié en un point devient incertain ou faux un peu plus loin, quelle que soit la qualité du modèle physique utilisé pour la prédiction.
• Mettre en œuvre de techniques de reconnaissance et d’analyse de la variabilité telles que l’incertitude qui résulte de la méconnaissance des terrains ne soit pas plus grande que celle qui provient d’autres sources (erreur de modèle, erreur humaine, erreur de mesure…) est un enjeu d’importance.