Spectral analysis of surface waves for the characterization of the EDZ in circular galleries

Lors du creusement de galeries profondes ou de tunnels, les propriétés hydromécaniques de la roche encaissante autour de l'ouvrage sont altérées sur une certaine distance qui dépend de la nature de la roche et du type d'excavation. Une telle zone est appelée Excavation Damaged Zone (EDZ). Cette altération de l'encaissant se caractérise par une densification de la fracturation intrinsèque de la roche. La connaissance des caractéristiques mécaniques de l'EDZ ainsi que son extension est actuellement un axe majeur de recherche notamment pour la conception de centres de stockage souterrains des déchets nucléaires. En effet, l'EDZ, par son réseau de fractures, est considéré comme un chemin potentiel pour les radionucléides et donc comme un facteur de possible contamination du milieu. Les méthodes géophysiques initialement utilisées à des échelles kilométriques pour analyser les événements géologiques, sont dorénavant transposées à des échelles métriques voire centimétriques et appliquées en génie civil ou dans tout autre domaine de l'ingénierie. L'intérêt de telles méthodes est leur caractère non destructif qui les rend faciles d'utilisation et généralement moins coûteuses que d'autres méthodes destructives. Elles permettent aussi un suivi dans le temps de l'évolution des propriétés des matériaux auscultés. La MASW (Multiple Acquisition of Surface Wave) est une méthode géophysique utilisant le principe de dispersion des ondes de surface (Park et al, 1999). Cette méthode a été transposée dans ce contexte afin d'obtenir un profil 1D des vitesses des ondes de cisaillement (S) autour d'un ouvrage souterrain et ainsi de déterminer l'extension et les caractéristiques en terme de vitesse des ondes S de l'EDZ. L'intérêt de cette méthode est sa facilité de mise en oeuvre et la possibilité de l'utiliser sans restriction majeure.