rapport final

rapport final

Master pro STEP Géophysique de Surface et Subsurface (G2S) Institut de Physique du Globe de paris (2007 – 2008) Ml : UE 39UlGG4 STAGE PROFESSIONNEL : Assistance au pilotage de reconnaissances géophysiques Rapport et soutenance confidentiels Rapport soutenu le lundi 08 septembre 2008 par Lorraine BOWMAN Tuteur de stage M. Essarn HEGGY Equipe Géophysique OF48 p g Institut de Physique du Globe de Paris Maître de stage M. Vincent TALFUMIERE SNCF (Direction de « Ingénierie) Saint-Denis (93) able des matières Convention de stage Remerciements S. N. C. F. Avril / Août 2008 Stage professionnel S. N. C. F.

A la SNCF, je remercie mes tuteurs Vincent Talfumière et Serge Nebierldze pour leur aide tout au long du stage. Je remercie également Essam Heggy, mon tuteur IPGP. 2 48 méthode est validée, elle sera déployée à l’échelle du site. Des reconnaissances géophysiques sont également mises en œuvre lorsque des désordres affectent la plateforme ferroviaire. A Lille, suite à l’apparition de fontis ? proximité des voies et à l’historique du site (déjà investigué et traité par le passé), une campagne de radar a été programmée afin de définir la présence ou non de vides et de circonscrire l’anomalie.

Elle a permis de distinguer notamment l’importance d’un

Désolé, mais les essais complets ne sont disponibles que pour les utilisateurs enregistrés

Choisissez un plan d'adhésion
aqueduc au niveau des fontis. Des sondages ont été programmés afin de valider cette hypothèse. Enfin, une campagne de sondages à côté de Reims suite ? l’apparition d’un fontis en plateforme sera présentée. Les sondages ont permis de relier les désordres à une absence de drainage. Une étude sera menée afin d’y pallier. Geophysics are used at the SNCF for different reasons. Surface radar was used as a quick and efficient way to detect heterogeneities under the railway platform at the East European High Speed Line on various geological contexts.

The first results are positive. This method will therefore be submitted to the french railway infrastructure owner. A geophysical survey is programmed under the High Speed Trains maintenance workshops in Montrouge in order to assess the 25 to 30 m deep quarries’ condition (whose accesses have been made useless by landslides), and detect quarries not yet listed. The seismic reflection method was tested in order to see if it is apt to do so. All the known quarries were detected; however some anomalies have not been identified.

They will be drilled in order to determine their origin (unlisted quarries r other) and confirm (or not that the method is apt to be displa 3 48 (unlisted quarries or other) and confirm (or not) that the method is apt to be displayed on the whole site. Geophysical surveys are also undertaken if disturbances affect the railway platform. Near Lille for instance, a radar survey was programmed after three cave-ins appeared. It was supposed to assess the presence of any void in the ground and circumscribe the anomaly. An aqueduct seems to be the main cause for these caveins.

Boreholes will enable to confirm (or infirm) this. Last, a drilling survey following a cave-in near Reims will be tudied. It is most probably caused by a drainage failure underground. Solutions are being examined. VIII Introduction et objet du stage Dans le cadre de mon année de Ml G2S (Géophysique de Surface et Subsurface) à l’Institut de Physique du Globe de Paris, j’ai effectué un stage professionnel de quatre mois, du 8 avril au 8 août 2008, à la SNCF, Direction de l’Ingénierie, Département Etudes de Lignes, Division Ouvrages en Terre.

Dans le cadre de reconnaissances, de surveillance, ou encore de projets de recherche, la société met régulièrement en oeuvre des campagnes de mesures éophysiques afin d’ausculter le sous-sol à l’aplomb des plateformes ferroviaires. es investigations géophysiques doivent permettre de : Définir la présence d’hété 4 E sous-sol (cavités, terrains des anomalies détectées. En fonction des résultats, des comblements ou des confortements sont réalisés afin de traiter les problèmes rencontrés et de garantir la sécurité des circulations.

Ces investigations peuvent également consister en un plot d’essais afin de valider ou non la pertinence d’une méthode dans un contexte donné avant d’effectuer des reconnaissances à grande échelle. Ma mission lors du stage a consisté en l’assistance à la définition des campagnes de reconnaissance, aux dépouillements des résultats et la synthèse des données. Ce rapport décrit le déroulement de mon stage. Les cas les plus représentatifs ont été retenus et sont présentés ci-après.

Dans un premier temps, une partie du développement d’un projet sur la Ligne à Grande Vitesse (LGV) Est Européenne sera exposée à travers l’acquisition de mesures de géoradar et les résultats obtenus. Ensuite, à partir des archives sur les carrières de Montrouge et d’une campagne de sismique réflexion, nous errons si cette méthode est pertinente pour la recherche de cavités non répertoriées et non accessibles sur le Puis dans la région de Lille, nous verrons comment rapparition d’un incident le long de voies est gérée, de la définition des reconnaissances à leur analyse et aux préconisations apportées.

Enfin, à travers l’exemple d’une campagne de sondages* dans la région de Reims, nous verrons un aspect des reconnaissances postérieur aux investigations géophysiques. En effet, toute reconnaissance géophysique doit être complétée par des sondages permettant de vérifier les anomalies. On trouvera en fin de volume des annexes techniques sur chaque méthode géophysique ren s 8 techniques sur chaque méthode géophysique rencontrée, ainsi qu’un glossaire. Tous les mots pourvus d’une astérisque * y renvoient.

La géophysique au sein de la SNCF (IG LG-OT) présentation de la SNCF La Société Nationale des Chemins de Fer Français (SNCF) exploite actuellement 32 000 km de lignes dont 1 893 km de Lignes à Grandes Vitesse (LGV). 1. 1 . 1 Historique 1937: Parution du décret de création de la SNCF pour 45 ans. 1982 : Création de l’Établissement Public Industriel et Commercial EPIC) SNCF. 1991 : Adoption de la Directive européenne 91/440 relative au développement des chemins de fer communautaires. 997 : Création de l’EPIC Réseau Ferré de France (RFF) par la loi no 97-135 avec effet rétroactif au 1er janvier 1997. RFF a pour ob’et l’aménagement, le développement, la cohére 6 8 l’Ingénierie, dont Yeffectif total est d’environ 3500 personnes. Créée en 1998, celle-ci assure des missions dans les domaines d’intervention et d’expertise suivant : études d’aménagement et de faisabilité, spécifications techniques, ingénierie de la voie, assistance à la maîtrise ‘ouvrage, conseils et expertises, développement de produits et systèmes, direction de projets.

Pour exemple, la direction de projets implique des études préliminaires (études de faisabilité, d’exploitation, économiques), des études de tracé (recherche de tracé, topographie), le génie civil (ouvrages d’art*, tunnels, terrassements, insertion urbaine, géotechnique, hydraulique), le génie ferroviaire (assemblage du système, ingénierie de la voie), le génie électrique (installations fixes de traction électrique, mesures et essais, signalisation, télécommunications), des études liées ? ‘environnement (insertion des lignes dans le paysage, réduction des nuisances, végétalisation, traitement des déchets) IG-LG est le département de l’Ingénierie qui s’occupe des études de lignes (LG).

Ce département compte actuellement un effectif de 124 salariés. Il est organisé en six divisions, dont la Division Ouvrages en Terre (OT) au sein de laquelle j’ai effectué mon stage. Pour toutes les divisions du département IG-LG, on se référera ? la figure 2. Les ouvrages en terre désignent Fensemble des structures résultant des terrassements réalisés pour ‘installation des voies ferrées, c’est-à-dire les remblais* et les déblais*. Ils peuvent être meubles ou rocheux et sont parfois appelés tranchées. Les parties latérales de ces ouvrages sont appelées talus ou parois quand elles sont rocheuses et approchent la verticale. ouvrages sont appelées talus ou parois quand elles sont rocheuses et approchent la La stabilité des ouvrages en terre dépend non seulement de la qualité et des caractéristiques des matériaux, mais aussi de l’état et du fonctionnement des dispositifs associés ou intégrés comme les systèmes de rainage, les dispositifs de protection et de confortement, et enfin les structures d’assises. La Division Ouvrages en Terre a notamment pour missions les études techniques, les expertises et la rédaction des référentiels techniques (relatifs aux domaines du Génie Civil de l’infrastructure, hors ouvrages d’art et tunnels). Figure 2: Organisation du département Etudes de ligne IG-LG (SNCF). 3 1. 2. L’utilisation de la géophysique 1. 2. 1. Au sein d’IG-LG-OT La géophysique est utilisée au sein du service Ouvrages en Terre afin de: Détecter la présence d’anomalies avant l’apparition d’un désordre. 48 alus. type de désordre le plus fréquemment rencontré lors de mon stage est l’apparition de fontis : il s’agit de l’effondrement du toit d’une cavité ou d’une galerie souterraine et qui débouche en surface, avec affaissement local du sol, de forme conique ou cylindrique (remontée de voûte). Caffaissement peut être d’origine naturelle (dû à une cavité karstique en environnement calcaire ou gypseux, à un substrat rocheux faillé, à des circulations d’eaux souterraines… ) ou anthropique (vieillissement d’ouvrages militaires enterrés, de carrières souterraines, de marnières, présence de vestiges rchéologiques, de réseaux enterrés… ). s processus d’effondrement comportent la décompression naturelle du toit facilitant l’infiltration d’eau, le vieillissement des piliers sous la pression des terres dans le cas des carrières, la rupture ou le tassement du bouchon du puits d’une marnière (accrus par le ruissellement), la présence d’une poche de dissolution, ou encore un réseau faillé ou karstique. Cependant, il existe des facteurs aggravants, voire déclencheurs, tels que le climat (précipitations trop importantes, ou au contraire des fissures de retrait en cas de sécheresse, gel,… , la présence d’une nappe peu profonde stagnante ou circulante etc. Les photos 1 et 2 illustrent deux fontis apparus sur des ouvrages en terre. On comprend mieux pourquoi la détection de cavités souterraines, entre autres, représente un enjeu important au sein de la Division IG-LGOT. 4 comblé soit par remblaiement en ballast*, soit par Injection en béton liquide ou en grave* ciment.

Si cela davère nécessaire, des mesures de sécurité pour les trains sont prises, comme Parrêt total des circulations ou la mise en place d’une vitesse limitée sur la portion de ligne concernée etc. Du côté de l’ingénierie, l’ensemble des données disponibles est analysé, comme notamment les archives (anciennes campagnes de reconnaissance, rapports, SIG… ) et les cartes géologiques du site. En fonction de l’étude de l’ensemble de ces données et selon la nature des terrains, la profondeur d’investigation voulue, et l’objectif recherché, une campagne de géophysique peut être engagée. Elle doit permettre d’obtenir des éléments de réponse quant à l’état des terrains (autour du fontis . ones décomprimées, présence de poches remplies d’un matériau différent de l’encaissant, réseau de racturation… ) le périmètre des anomalies etc. Une campagne géotechnique (sondages, analyse d’échantillons, essais in situ) est également réalisée. A Pissue de l’ensemble de ces investigations, des projets de confortement, de comblement…. sont mis en œuvre. Cautre axe d’étude d’IG-LG-OT est le développement de projets de recherche. Ces projets sont menés afin de tester les méthodes à mettre en œuvre dans le cadre de missions de reconnaissance et de surveillance. Photo 1: Exemple de fontis sous une voie (SNCF). Photo 2: Présence d’un fontis entre deux votes (SNCF). 0 8