Objectifs:
L’objectif de cette unité est que l’apprenant ait connaissance des technique de
surveillance utilisées pratiquement pour prévoir la rupture suffisamment à
l’avance
[III-U2] 1. Système de
surveillance
L'objectif principal du système de
surveillance est de fournir des informations sur l'évolution du phénomène de
façon a pouvoir prendre les mesures nécessaires: on redoute soit l'accélération
plus ou moins brutale du phénomène (la rupture), pouvant mettre en danger des
vues humaines, soit le dépassement du seuil de déformation admissible sur un
ouvrage. Les disposions incluses dans une surveillance comprennent donc
essentiellement un contrôle (visuel ou par des instruments de mesure) de
l'évolution, auquel succèdent un dépouillement et une interprétation qui amènent
éventuellement a prendre des disposition de sécurité.
La surveillance d'un site fait intervenir différents acteurs dont il est bon de
rappeler brièvement le rôle:
a-le maître d'ouvrage de la surveillance (maire de la commune concernée,
gestionnaire de l'ouvrage menace...), qui décide d'une surveillance, définit ses
objectifs, finance la mise en place et l'exploitation du système.
b-le géotechnicien spécialiste de stabilité des pentes, qui analyse le
phénomène, détermine son évolution potentille, effectue les mesures ou contrôle
leur réalisation, interprète les mesures, alerte le responsable de la sécurité
s'il le juge nécessaire.
c-les techniciens spécialistes de l'installation du système, de sa maintenance,
voir des mesures in situ lorsqu'elles sont très spécifiques.
d- les destinataires des messages d'alarmes
e- le responsable de la sécurité, qui décide de l'alarme, en général sur
proposition du géotechnicien, et gère la crise.
La mise en place d’un système de
surveillance suppose de définir :
-les paramètres mesurés :
cinématiques : en surface (topométrie, extensométrie) ou en profondeur (inclinométrie),
piézométriques (en particulier, pression interstitielle au niveau de la surface
de rupture) et hydrauliques,
météorologiques (pluviométrie, nivométrie) ;
-la position et le nombre des points de mesure ; dans les sites à risque grave,
une redondance des systèmes de mesure s’impose ;
-la fréquence d’acquisition : mensuelle, hebdomadaire, quotidienne ou plus
fréquente ;
-le mode de transmission et de dépouillement des informations ;
-leur exploitation, notamment en ce qui concerne les alertes (définition des
seuils, des mesures à prendre).
Le suivi des déplacements s'est quelque peu répandu ces dernières années, grâce
en particulier à l'automatisation et à la télétransmission des mesures, ce qui a
permis leur multiplication, dans le temps et dans l'espace, malgré un coût
certain. Les méthodes spatiales paraissent prometteuses (imagerie spatiale à
plusieurs dates, géodésie spatiale), mais il ne faut pas négliger des méthodes
plus classiques comme l'inclinométrie (déformation en profondeur), voire
rustiques comme la fissurométrie ou l'extensométrie à fil tendu.
Toutefois une double question, d'une grande importance pratique, ne peut guère
avoir de réponse satisfaisante aujourd'hui: un phénomène lent actuellement
est-il susceptible d'accélérer rapidement, c'est-à-dire de passer d'un régime
quasi stationnaire à une vitesse catastrophique accompagnant la rupture
définitive, et, si oui, quelle est la date prévisible de rupture? En
particulier, dans les matériaux rocheux à comportement assez fragile, il paraît
impossible de fixer un délai précis avant la rupture: écroulements de falaises,
carrières souterraines.
Un schéma de système de surveillance est donné à titre d’exemple sur la figure
.
Le choix d’une solution dépend à la fois du glissement lui-même (vitesse et
ampleur des déplacements), des personnes et des biens exposés, de l’objectif de
sécurité visé et des contraintes de site (accessibilité par exemple).
Un système de surveillance peut être automatisé à un degré plus ou moins poussé
; dans certains cas, des systèmes entièrement automatiques (depuis l’acquisition
des mesures, réalisée toutes les dix
secondes, jusqu’au déclenchement d’un feu rouge) sont recommandés, mais il ne
faut pas négliger l’intérêt de l’avis de l’expert, après visite éventuelle du
site, pour évaluer une situation critique...
La définition de critères d’alerte reste délicate, avec des risques de fausse
alerte ou de défaut d’alerte. Dans le cas des coulées de boue et de débris,
phénomènes à caractère répétitif sur un site donné, des seuils de déclenchement
fondés sur la pluviosité sont envisageables, à condition de disposer de données
météorologiques sur le site. La prédiction et l'alerte ne seront pas
opérationnelles tant que les efforts de recherche nécessaires (techniques
géophysiques notamment) n'auront pas été financés. Le déplacement des
populations menacées reste la seule solution préventive si la stabilisation est
techniquement ou économiquement irréalisable.
Le coût d’un système de surveillance
comprend l’investissement initial et un coût de fonctionnement annuel; ce
dernier peut varier de quelques milliers de euros pour un système rustique de
suivi d’ouverture de fissures, à plusieurs centaines de milliers de euros pour
la télésurveillance d’un glissement majeur.
[III-U2] 2. Guide pour le choix d'un système de surveillance
L'objectif de cette unité est de guider l'apprenant vers la définition du ou des
systèmes de surveillance adapté à son problème, d'une part en présentant, pour
chacun des éléments du systèmes, les questions qui doivent être poses, avec des
indications sur les réponses possibles, d'autre part en donnant quelques
exemples de systèmes de surveillance déjà réalisés.
Les éléments du système de surveillance
La définition d'un système de surveillance se décompose en trois familles
d'éléments dont il faut décider de la composition et de la organisation:
-l'entrée du système: elle est constituée des paramètres d'évolution
représentatif du phénomène. Qui vont faire l'objet d'étude.
Le choix des paramètres à suivre ou des phénomènes à détecter découle
essentiellement des réponses que l'on peut donner aux questions suivantes:
quoi mesurer ? quoi détecter ?
où mesurer ?
avec quel types de capteurs?
à quelle fréquence les mesures doivent–elles être acquises ?
-le mode de traitement: celui-ci transforme les données brutes mesurées in situ
en grandeurs adaptés à l'interprétation et les met à disposition pour action: il
s'agit de choisir entre surveillance automatisée, partiellement ou totalement,
et une surveillance manuelle.
-l'exploitation: elle comporte l'interprétation, en terme de sécurité, des
sorties du système, en vue de définir les alertes et alarmes avec a l'aval les
actions a mener dans les différents scénarios possibles qui ont té envisages.
Principaux éléments pour la définition
d'un système de surveillance
Organigramme d'un système de
surveillance
Algorithme de définition d'un système de
surveillance à partir de l'objectif de sécurité
Quelques dispositifs
de mesure
Pendule inverse
Inclinométrie de forage
Sonde électrique de mesure de pression
interstitielle
Pluviomètre enregistreur