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Tableau 3
Résumé des campagnes de sismique « puits à puits ».
Summary of “well-to-well” seismic surveys.
| Référence (par ordre chronologique) | Problématique | Principales caractéristiques du dispositif | Principales caractéristiques de l’interprétation | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Résultats - Points forts | Points faibles | ||||
| Damaj (2006) ; Damaj et al. (2007) | Imagerie de la zone endommagée d’une galerie souterraine Creusement d’une saignée dans le mur, perpendiculairement à la galerie et reconfinement par vérins hydrauliques : étude la réponse de la roche par tomographie |
Site du Mont-Terri Tomographie entre deux forages verticaux (L ∼ 2,0 m ; ϕ = 66 mm) distants de 0,7 m réalisés depuis une nouvelle galerie Utilisation de deux sondes : une sonde réceptrice (8 sources distantes de 10 cm) et une sonde émettrice (12 géophones) Déplacement des deux sondes suivant 9 configurations pour couvrir une zone profonde de 2 m environ |
Inversion des temps de trajet de chaque rai sismique par la méthode des moindres carrées avec facteur d’amortissement (logiciel TOMSIS) | Mise évidence d’une zone de faibles vitesses des ondes P profonde de 50 cm derrière le mur de la galerie (entre 2 500 et 3 100 m.s−1), associée à la zone endommagée La méthode est sensible à l’effet du reconfinement de la roche (augmentation de la vitesse) et montrerait un endommagement localisé à la base de la saignée, accru par le chargement |
Hypothèse de rais sismiques strictement droits a été privilégiée Les effets de l’endommagement des forages et de l’anisotropie de la roche sont peu discutés |
| Nicollin et al. (2008) | Imagerie de la zone endommagée d’une galerie souterraine | Site du Mont-Terri Tomographie entre deux forages verticaux distants de 1,2 m (L = 3,4 m) réalisés depuis une galerie du laboratoire Combinaison de 22 positions de source et 48 positions de récepteur Source Ricker 40 kHz |
Inversion bayesienne des temps de trajet et des amplitudes des premières arrivées (ondes P) | Les zones d’atténuation des ondes P coïncident avec des zones de fractures d’origine tectonique et/ou à des discontinuités lithologiques Mise en évidence d’une anisotropie des vitesses d’onde P associée à la stratification La tomographie ne met pas en évidence de zone endommagée La vitesse Vp montre une valeur minimum de 2 490 ± 45 m.s−1 dans la direction perpendiculaire à la stratification et une valeur maximum de 3 330 ± 90 m.s−1 dans la direction parallèle à la stratification |
La zone endommagée associée au creusement de la galerie n’est pas mise en évidence L’effet de l’endommagement des forages est peu discuté |
| Balland et al. (2009) | Expérience REP d’évaluation de l’endommagement consécutif au creusement du puits principal −6 m de diamètre | Site du laboratoire de Meuse/Haute-Marne Trois forages parallèles entre eux (L = 22–24 m), inclinés par rapport à l’axe vertical du puits et réalisés depuis une niche intermédiaire 21 capteurs placés dans les 5 derniers mètres des 3 forages et localisés à 0,30–2,57 m du mur du puits principal Source 65 kHz |
Pas d’inversion Quantification des vitesses d’ondes P entre forages (analyse de vitesses) |
Quantification des variations de vitesses moyennes d’ondes P pendant le creusement du puits principal Prise en compte de l’anisotropie de la roche qui induit une variation de Vp de l’ordre de 14 % La variabilité naturelle de Vp due à la l’hétérogénéité de la roche (en fonction de la profondeur) estimée à 12 % La variation relative maximale de Vp due à l’excavation estimée à 2 % |
L’effet de l’endommagement des forages est peu discuté |
| Le Gonidec et al. (2012) | Suivi de la zone endommagée du front de la galerie existante (Ga04) durant l’excavation d’une nouvelle galerie (Ga08), qui rejoindra le front de la galerie Ga04 | Site du Mont-Terri 9 forages réalisés depuis le front de la galerie Ga04 1 forage-source (L = 12,16 m ; ϕ = 116 m) possédant des sources spécifiquement conçues 21, 25, 31 et 38 kHz 4 forages récepteurs (L = 8 m ; ϕ = 56 mm) « champs proche » (près du forage source) possédant 16 géophones chacun, distants de 20 cm et localisés entre 4,4 et 7,2 m du front de la galerie Ga04 4 forages récepteurs (L = 8 m ; ϕ = 76 mm) « champs lointain » (loin du forage source) possédant 4 géophones chacun, distants de 1 m |
Pas d’inversion Quantification des vitesses d’ondes P entre forages (analyse de vitesses) |
Premières mesures de vitesse d’ondes S in situ Mise en évidence d’hétérogénéités structurales décimétriques associées à la stratification et à la fracturation tectonique de la roche Mesures d’émissions acoustiques associées à l’excavation de la nouvelle galerie et la réactivation probable d’une faille tectonique |
L’extension de la zone endommagée associée au creusement de la nouvelle galerie et l’effet de l’endommagement des forages sont peu discutés |
| Manukyan et al. (2012) | Suivi sismique d’opérations menées dans une maquette d’alvéole remplie de sable (injection d’eau pour saturer l’alvéole et légère mise en compression mécanique) | Site du Mont-Terri Réalisation d’un microtunnel (ϕ = 1 m) simulant une alvéole de stockage Tomographie entre deux forages inclinés et forés perpendiculairement au microtunnel : un forage émetteur (L = 25 m) disposant d’une source Sparker (fréquence non précisée) et un forage récepteur (L = 29 m). équipé d’une flûte de 24 hydrophones Mis en place de 8 géophones disposés sur la paroi du microtunnel |
Inversion non linéaire et anisotrope des temps de trajet des ondes P et SV (algorithme de Zhou et Greenhalgh, 2008) | Contrairement aux tomographies sismiques, l’analyse des enregistrements des 8 géophones disposés dans le microtunnel ont permis de discriminer les opérations menées dans le même microtunnel La tomographie en onde SV a permis d’imager la zone endommagée de la galerie à partir de laquelle ont été forés les 2 forages sismiques (variation de vitesses de 800 à 1 400 m.s−1) La variation relative de vitesses induite par la zone endommagée du microtunnel estimée dans la gamme (5–25 %) |
Les difficultés de mise en œuvre du dispositif (couplage hydrophones–paroi du forage difficile) et d’acquisition (bruits hautes fréquences) n’ont pas permis d’affiner l’inversion tomographique (i.e., améliorer la résolution des images) |
| Balland et al. (2013) | Imagerie de la zone endommagée derrière un soutènement en béton | Site du laboratoire de Meuse/Haute-Marne : galeries excavées dans la direction de la contrainte principale majeure Tomographie entre 3 forages horizontaux (L = 3 m) équipés de 12 sources/géophones en onde P et 12 sources/géophones en ondes S (6 polarisés verticalement et 6 horizontalement) Tomographie entre 2 forages verticaux (L = 3 m) équipés de 8 sources/géophones en onde P |
Inversion anisotrope des temps de trajet des ondes P et S (algorithme non précisé) | Représentation quasi 3D de la zone endommagée derrière le soutènement (variation de vitesses dans le rocher de 2 000 à 3 500 m.s−1) (Fig. 8) | Cette représentation quasi 3D devrait être comparée aux caractéristiques géométriques de la fracturation 3D observée sur ce site (e.g., Armand et al., 2014) |
| La Vaissière et al. (2014) | Suivi tomographique de la zone endommagée soumise à une compression mécanique | Site du laboratoire de Meuse/Haute-Marne : galeries excavées dans la direction de la contrainte principale majeure Tomographie entre 3 forages situés dans le même plan horizontal comprenant l’axe central du chargement mécanique (les caractéristiques techniques des capteurs et leur nombre ne sont pas spécifiés) |
Inversion des temps de trajet et des amplitudes des ondes P (algorithme de Abraham et al., 1998) | Chute des vitesses des ondes P associée probablement au chargement mécanique associée à une fermeture de fractures de la zone endommagée (fermeture attestée par des mesures de conductivité hydraulique) Les zones de valeurs de Vp inférieures à 2 500 m.s−1 correspondent à la présence de fractures en extension de la zone endommagée |
Les vitesses des ondes P sont sensibles à des variations de propriétés mécaniques mais également à des variations de teneur en eau ou de saturation (mesures au voisinage, mesures de perméabilité au gaz) qui ne sont pas discutées |
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