c. Surveillance des· glissements de terrain

par B. PINCENT

Les méthodes classiques de calcul à la rupture fon­dées sur les résultats de reconnaissances en place et enlaboratoire permettent à l'Ingénieur de déterminer avecune précision généralement suffisante l'état de stabilitéd'un ouvrage en terre et de dimensionner le cas échéantles systèmes correctifs nécessaires pour assurer ou

. accroître cette stabilité.

Il est par contre très démuni face au calcul ou à laprécision de la chronologie et de la cinématique desmouvements. Chacun ressent bien la nécessité de pou­voir déterminer, chaque fois qu'il y a risque de ruptured'un ouvrage ou d'un site naturel, une frontiè,re critiquedans l'espace des paramètres définissant l'équilibre desmasses potentiellement instables. Le franchissement decette frontière serait considéré comme critère d'alerteet déclencherait les opérations de sécurité prévues enconséquence.

La définition précise d'une telle frontière, seuild'alerte, est encore du domaine du futur. Cela n'em­pêche pas de tenter de l'approcher empiriquement endéveloppant des méthodes de surveillance dans le triplebut de :

- mettre au point des technologies fiables;- acquérir des observations expérimentales pour le

développement des théories de calcul de défor­mations;

- assurer la surveillance des sites critiques même sil'on n'est pas en mesure de définir a priori laconduite à tenir face au phénomène surveillé.

Parmi les paramètres liés directement au compor­tement de l'ouvrage, déplacements, pressions intersti­tielles, contraintes par exemple, seuls les déplacementssont directement mesurables.

Les contraintes ou les pressions sont en effet desgrandeurs purement théoriques qui ne peuvent' êtremesurées que par l'introduction d'un appareil qui peutperturber sensiblement la grandeur qu'il est senséappréhender.

Enfin, ce sont les déplacements de la masse de terreou de roche qui créent le risque.

_ Dans cet esprit, les méthodes de surveillance portentessentiellement sur la mesure des déplacements, ensurface et en profondeur.

On indique ici les procédés classiquement utiliséspar les laboratoires des Ponts et Chaussées, en déve­loppant certains modes d'exploitation rationnels desmesures, notamment pour l'inclinomètre.· On mentionneaussi quelques types de mesures plus sophistiquéesdont l'utilisation semble devoir se développer à l'avenir.

A. LES DEPLACEMENTS DES TERRAINS INSTABLES

déplacement

Fig. 1. - Evolution du déplacement d'un point d'un siteinstable.

cl

",.--

temps

a

Âh(b)

L'évolution des différentes composantes du dépla­cement de points d'un site instable est très variabledans le temps. On peut cependant remarquer, sans quecela soit une règle absolue, qu'un remblai ou un déblaiou encore une pente naturelle se déforment au coursdu temps en suivant trois phases d'évolution (fig. 1):a) une période de déformation . lente où la vitesse des

déplacements est pratiquement constante;b) une période transitoire où les mouvements s'accé­

lèrent ";c) la rupture proprement dite où la vitesse du point

est grande donnant à la courbe déplacement-tempsune allure asymptotique;

d) on peut parfois assister à une stabilisation tempo­raire ou définitive consécutive à un changementdans les causes initiatrices du mouvement, c'est parexemple le cas des pentes naturelles instables dontl'évolution est conditionnée par les cycles météoro-logiques. .

Si l'allure du phénomène est semblable d'un site àl'autre, par contre l'amplitude des déplacements et ladurée des différentes périodes peuvent varier dansdes proportions considérables ainsi que l'indique letableau 1 relatif à des ouvrages anciens qui présententdes désordres plus de cinquante ans après leur mise enœuvre.

93

La répétition de ces mesures au cours du tempsdonne l'évolution des déplacements horizontaux dansle sol (fig. 8).

Cependant, si le principe est simple, l'exploitation desmesures est parfois délicate.

TEMPS Tl

MESURES DES ANGLES

TEMPS T2

3.1. Dim,inution de l'erreur S

L'erreur S est la somme de l'erreur aléatoire sa etde l'erreur systématique SI'

La valeur réelle de l'angle s'exprime par :X réel == x mesuré - Sa - Ss

On peut supprimer l'erreur systématique, due leplus souvent à la dérive des appareils, en effectuantpour chaque direction principale du tube incIinomé·trique deux mesures « à 180° » (fig. 10).

DÉFORMÉE Tl

SOMMATION

DÉFORMÉE T2 .JTête de tube inclinométrique .

pente 6 ffi ffi ffi~WWE?WE~WE'QVW

mesure CD @

Inclinaison NS Inclinaison WE

DÉPLACEMENT ENTRE

Tl ET T2

Fig. 8. - Reconstitution de la déformée et des déplace­ments à partir de la nlesure des angles.

Un calcul élémentaire montre que si la 'mesure desangles x, à l'instant t, est entachée d'une erreur S (t),constante au cours de la mesure, le déplacen1ent calculéau point m entre les instants t l et t2 , est entaché del'erreur m (s (t l ) + S (t2)).

Prenons, par exemple, le cas d'un tube placé parfai­tement vertical au temps t l et le restant jusqu'autemps i2•

Les mesures à tl et t2 donneraient une valeur d'anglesituée dans une bande d'erreur de largeur ± S (t)tandis que les déformées obtenues après sommationdes mesures se trouveront quelque part dans le triangleABC de base AB == 2 m S (t), le point C étant supposéfixe (fig. 9).

Fig. 10. - Le relevé des faces 1-3 et 4-2 permet de suppri­mer l'erreur systématique par le calcul.

L'angle réel change alors de signe, l'erreur systé­matique reste identique. On a les deux égalités

x, réel à 0° == x mesuré (0°) - sa (0°) - Ss (1)x réel 180° == - x réel 0° ==

= xmesuré (180°) - sa (180°) - Ss (2)

En supposant que Sa (0°) == Sa (180°) == Sa et queSs est constant pendant la mesure, la somme et ladifférence de (1) et (2) donnent :

2 (ss + sa)' == x mesuré (0°) + x mesuré (180°)2 (x réel + sa) == x mesuré (0°) - x mesuré (180°)

On obtient donc par cette méthode :'a) la- valeur de l'erreur systématique entachée de

l'erreur aléatoire seule. Un calcul statistique sur laquantité (ss + sa) pour un relevé (0° et 180°)fournit la moyenne de Ss et l'écart type cr de lapopulation ;

b) la valeur de l'angle ex entachée de l'erreur aléatoireseule.

Fig. 9. - Valeur vraie etvaleur mesurée pour lesangles rJ. et, pour la dé­formée, dans un tube ver­tical.

profondeur

m

3

2m:'

_~ 0 if. angleOl

A

valeurs mesurées

-.M-~:-"'I-- erreu r

cas d'un décalage du

zéro de t'appareil

(erreur aléatoire nulle)

odéformée

+m~

B

Les déplacements horizontaux, différence entre deuxdéformées de ce type, se placeront dans un trianglede base 2 m (s (t1) + S (t2)).

Le décalage de zéro de l'appareil (effet de ladérive par exemple) est très courant et donne lieu àce type d'erreur. Il fait croire alors à une déformationd'ensemble du terrain qui en fait n'a pas lieu (fig. 9).

96

Cette méthode, mise au point au laboratoire régionalde Toulouse et testée sur des cas réels à l'aide d'uninclinomètre Soils Instruments, se concrétise par lamise au point d'un programme de dépouillementdonnant pour la mesure des angles ex :

- la valeur de l'angle ex au point de mesure;- l'erreur systématique prise égale à la moyenne des

quantités Sa + Ss ;

Fig. 11. - Interprétation des mesures inclinométriquesavec introduction de l'erreur de mesure: la position dela surface de rupture est plus explicite sur la courbedes a que sur la déformée.

- l'erreur aléatoire égale en module à 2 cr, cr étantl'écart type de la population' Ea + Es (2 cr ~ 0.016°pour un tube de 34 m de long). Ce dernier est unexcellent « indice de qualité» de la mesure et del'appareillage.

De ce calcul appliqué à différents relevés dans letemps, on déduit :

le déplacement angulaire à un instant t par rapportà un relevé origine et son erreur ;

- le déplacement horizontal différence entre la défor­mée à l'instant t de la déformée origine, et sonerreur.

3.2. Intérêt de l'interprétation de la courbedes angles a

.La définition de la courbe a fonction de la profon­deur est plus précise que celle de la déformée.

Exploiter la courbe a (profondeur) plutôt que ladéformée présente un autre avantage : la déterminationprécise des profondeurs de rupture.

En effet, des ruptures idéales, telles que celles repré­sentées figure 11 donnent une courbe des angles aqui présente' des pics dont les sommets correspondentaux lignes de rupture tandis que la déformée indiquemoins clairement la position exacte de la ligne derupture.

Dans le cas de mesures réelles où les courbes sontentachées de «bruit», la distinction est encore plusévidente (fig. 12).

poids. Dans ce cas, l'évolution des courbes présenteun caractère « désordonné» qui permet de les dis­tinguer des pics qui représentent une rupture réelle.

Il. Déplacements de la surface du sol

Les mouvements de la surface du sol sont les plusaisément accessibles. L'expérience montre cependantque la précision obtenue dans ces mesures est loin decelle attendue par simple déduction des performancesde l'appareil de mesure (théodolite, chambres de photo­grammétrie, capteurs de déplacement, etc.). La pertede précision se fait au niveau de chaque maillon de lachaîne de mesure et particulièrement à l'amont de lamesure elle-même (conception, mise en place desrepères, des bases de référence ...) et non au niveau desappareils .

1. Mesures directes

Les mesures manuelles directes de distance entre desrepères rapprochés sont simples, économiques et pré­cises : une règle graduée ou un pied à coulisse assurentune erreur relative de l'ordre de 10-3• Les distancesmesurées sont des distances relatives~ limitées à quel­ques dizaines de centimètres et à des sites aisémentaccessibles.

Pour la mesure précise du déplacement de deuxpoints éloignés d'une centaine de mètres et lorsque laconfiguration du terrain. s'y prête, on peut envisagerd'utiliser un fil ou ruban tendu suivant la figure 13.

2. Mesure de distance par voie optique

La topométrie de site instable consiste à suivre ledéplacement dans le temps de points matérialiséspar des rep~res. Pour cela, on dispose de différentesméthodes :

topographie traditionnelle à l'aide d'un théodolite;- photogrammétrie ;

mesure de distances avec un distancemètre électro­optique.

La mesure des angles à l'aide d'un théodolite(fig. 14) permet de déceler des mouvements de 0,16 mmà 100 m (10-4 grade).

Les expériences de topographie menées par les labo­ratoires sur des ouvrages (remblais, déblais, pentesnaturelles instables) n'ont jamais permis d'obtenir uneerreur inférieure à ± 5 mm sur des déplacements à unecinquantaine de mètres (déblai de Bosse Calin, remblaiexpérimental de Cubzac-les-Ponts). Elles étaient faites,il faut le préciser, à partir de deux stations seulement,sans dispositif de centrage forcé, chaque station visantsimultanément un point matérialisé par un clou sur unpiquet de bois. L'erreur est dans la majorité des cascourants de l'ordre de ± 2 cm.

.Les causes d'erreur sont diverses et diffuses. Elles nemettent en cause ni le principe, ni les appareils utilisés,mais plutôt 1'« implantation» de la topographie ensite instable qui pose des problèmes spécifiques. Onpeut citer comme cause d'erreurs pouvant limiter laqualité des mesures: .

- l'instabilité du terrain où sont placées les stations;- l'influence des mouvements du sol superficiel (va-

riation d'humidité, de température) sur unè borneinsuffisamment ancrée en profondeur (fig. 15);

- le retrait du béton d'une borne utilisée trop tôt;- le positionnement inexact du théodolite sur la

station : un dispositif de centrage forcé installé àdemeure sur les piliers de base évite les erreurs deposition à chaque remise en station;

11

J1

11

1

, erreur,,!

11

oo

S1

3.3. Evolution d'es courbes .en a avec le temps

Les courbes de déplacement angulaire a - a o (oùa est l'angle mesuré à l'instant t et ao l'angle mesuréà l'instant initial) représentées figure 12 sont tirées desmesures effectuées sur un inclinomètre placé en têted'un remblai de 40 m de haut, depuis longtemps lesiège de mouvements plus ou moins importants. Ellesmettent en évidence une rupture à 23 m de profon­deur, dans une couche d'argile, et d'autres phénomènesqui font apparaître des pics sur les courbes a- aoet qui sont provoqués par :

- une lecture erronée ou une mauvaise position dela sonde dans le tube : ils sont décelables par lavaleur anormale de l'erreur Ea + Es calculée en cepoint;

- la mise en place progressive du tube dans le forageou par le flambement du tube sous son propre

97

INCLINOMETRE

/v'<~1\ 1

.... ( 1

....... ,~.

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'\ X'\ .

/1 il

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1

1 1

1

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! 1 1

Déformée relative (cm)54321 0 123456

cr (degrés)o 0.1

I\~ 1

I·~~~,:--f-.-~RUPTURE ! 1 \ .-1-'--·'i~).~~.__.-

/j:..J// .~::"..-

1

Courbe0.2 0.1

._1. 1341-------- 1 7 76........... 281076__ 8277

1

6

-------~

DIAGRAMME GAMMARadio activité croissante~Ê NATURE

~- DU1---~ SOL

0Remblai

1 Graves

2

3

4

5

6

7

8 Remblai

9calcaire

la

11

12

13

14

15

16

17

18

19Argile

20graveleuse

21

22

23Argile

plus humide24

25

26

27Argile

28graveleuse

29

30

31

32

33

34

35Calcaire

Fig. 12. - Dépouillement de mesures inclinomé­triques. On peut noter la position de la rupturemise en évidence par les courbes Cf. == Cf. dansune couche très argileuse (pic de r~~onne­ment y).

~ispositit decentrage forcépour le th~odolite

pilier_

tube

Fig. 15. - Schéma d'un pilierde station insensible aux mou­vements superficiels du terrain.

Fig. 14. - Topographie à l'aide d'unthéodolite (principe).

Fig. 13. - Mesure précise dudéplacement de deux points.L'appareil situé à l'extrémitégauche du ruban permetd'appliquer une tension cons­tante au ruban et de mesu­rer son déplacement.

-'1t)

~)

- un nombre de stations insuffisant: deux sont indis­pensables, trois ou quatre permettent de contrôlerla qualité de la mesure;

- la non-simultanéité des mesures des angles d'unpoint se déplaçant entre la mesure du premier angleet celle du dernier;

- la qualité des cibles placées sur les repères: leurdessin doit éviter toute ambiguïté de pointe mêmeà longue distance;

- le changement d'équipe ou de matériel ou, pire, deméthode entre deux relevés.

3. La photogràmmétrieLa photogrammétrie est l'ensemble des techniques

qui permettent de définir la forme, les dimensions etla position d'un objet à partir de perspectives de cetobjet enregistrées photographiquement.

L'exploitation des clichés s'appelle restit:ution pho­togrammétrique. Elle n'est possible que si la positionspatiale d'un canevas de base constitué d'au moinstrois points du cliché est connue sur le terrain (fig. 16et 17) .

Il existe deux types de restitution :

a) La restitution analogique.Elle se fait sur un restituteur permettant le pointé

stéréoscopique et qui donne directement la positionspatiale du point. Cette stéréophotogrammétrie im­pose des conditions restrictives à la prise de vues:des échelles sensiblement égales pour les deux

glissement de terrain affectant un talus de déblai del'autoroute A 51 Aix-en-Provence - Marseille.

Différentes expériences y ont été menées, tant entopographie qu'en photogrammétrie, avec restitutionanalogique classique et en fausse stéréoscopie (exploi­tation des clichés pris d'une même base à des instantsdifférents) .

Les différents résultats, obtenus principalement aucours de séances où les cibles ont été déplacées dequantités connues entre deux relevés effectués dans lamême journée, indiquent des dispersions importantes,sans que les causes aient été clairement mises enévidence jusqu'ici.

5. Distancemètre électro-optique

On peut mesurer la distance séparant deux pointsmatériels en émettant du point de base un rayonlumineux modulé (visible ou invisible), réfléchi versl'émetteur par un miroir (triple prisme) placé au pointvisé. La distance parcourue par le rayon lumineux est·déduite de la différence de phase existant entre lalumière modulée émise et celle du rayon réfléchi.

Des mesures effectuées dans le cadre d'une démons­tration dans une configuration « surveillance de talus»d'un appareil très performant de ce type (MekometerI(ern, portée maxin1ale 3 km, erreur sur la distance± (0.3 mm + 2 . 10-6 D), durée d'une mesure ~ 3 mn)indiquent qu'il est possible d'obtenir la valeur dudéplacement d'un point situé à 260 mètres avec uneerreur meilleure que ± 0.5 mm. Ceci dans des condi­tions d'expériences non idéales (appareil sur trépied,en un point soumis au mouvements de la circulation,temps pluvieux).

Fig. 16. - Photogrammétrie ter­restre. Schéma de prise de vueset canevas d'appui.

Fig. 17. - Schéma général d'un canevas deprises de vues photogrammétriques.

photos et des axes optiques des chambres de prisesde vue à peu près parallèles (divergence ou conver­gence < 10°) et impose donc l'utilisation de basesfixes.

b) La restitution analytique.On mesure les coordonnées planes sur les clichés

(ION 0 erreur 3 ~). La restitution de la PQsitiondes points est réalisée par le calcul sur ordinateurà partir du canevas de base pris sur les clichés. Ons'affranchit par cette méthode des sujétions de posi­tionnement des chambres, ce qui autorise l'utilisationde 'perspectives intéressantes qui, associées à lapui~sance des programmes de calcul, donne de meil­leurs résultats par cette méthode que par la pré­cédente.

4. Expérimentations de méthodes topographiques etphotogrammétriques sur un talus instable.Une expérimentation de ces mêthodes a été réalisée

par le laboratoire du CETE d'Aix-en-Provence, sur un

99

o

o

Limite zone témoin

Triangulation locale

Point d'appui photo

Repères témoin

Prise de vue

~.

Fig. 18 a. - Le distancemètre utilisé à Asbestos. Fig. 18 b. - Les réflecteurs.

Fig. 19. - Principe du détecteur de profondeur de rup­ture. Il permet de connaître la profondeur de zones derupture.

qui ne donnent que la profondeur d'une rupturelorsqu'elle se produit;à la surface : c'est le cas des nivelles qui mesurentla rotation d'un point de la surface du terrainet, de ce fait, peuvent doùner une indication surl'accélération des mouvements lorsqu'elle seproduit.

1. Le détecteur de profondeur de rupture

Cet appareil (fig. 19) très simple dans son principedonne la profondeur d'un mouvement par rupture d'unfil conducteur sur lequel sont fixées, à différentes pro­fondeurs, des résistances électriques. Deux câbles incas­sables assurent les liaisons électriques en profondeur.

L'ensemble est placé dans un sondage de petit dia­mètre et. tenu en place par un coulis isolant et cassant.La mesure de la résistance entre les fils en tête desondage donne directement ou par calcul la profondeurdes ruptures (Brevet Terrametrics USA).

RAB_R.. Rupture CD- rll

RAc-..R.. Rupture CD- n2

RAC --B.- n

6. Un exemple d'utilisation de distancemètre :

Surveillance de la mine à ciel ouvert d'Asbestos(Canada)

La mine d'amiante d'Asbestos (profondeur 250 ln,diamètre en tête d'environ 1 000 m) dispose d'unsystème de surveillance du mouvement des talus pardistancemètre-laser. Celui-ci est associé à un théodolitepointant les' cibles eh 'utilisant le rayon laser réfléchi.Le nombre de réflecteurs installés est .d'environ soi­xante. Ils sont placés en moyenne à 700 m de l'émet­teur et ont été observés vingt-quatre heures sur vingt­quatre durant certaines périodes critiques à raison decinquante pointés en trois heures. Le distancemètreplacé sur un pilier dans un local climatisé, en crêtede talus, a donné des mesures avec une erreur expé­rimentale de ± 6 mm sur points fixes par tempsnormal et de ± 15 mm par temps de brume (fig 18 aet b).

La mesure continue était assurée par un roulementde trois appareils, annulant ainsi les effets des panneset des temps de réparation!

En conclusion, il est possible de mesurer des dépla­cements par voie· optique à l'aide d'appareils divers,très récents comme les téléJJ;lètres électro-optiques, oubeaucoup plus courants tel le théodolite.

Chacun de ces moyens utilise la lumière commetransport de l'information.. Il est donc soumis à cer­taines contraintes de propagation de la lumière(météorologie, nuit).

Enfin, ces moyens possèdent des caractéristiques,qualités et défauts (fiabilité, temps de mesure, tempsd'exploitation, contraintes particulières) qui nécessitentune adaptation réfléchie au problème posé.

III. Les détecteurs de mouvements

Les détecteurs de mouvements ne donnent qu'uneinformation partielle. Ils peuvent indiquer l'existenced'un mouvement :

- à l'intérieur du sol : c'est le cas du détecteur deprofondeur de rupture et de l'inclinomètre à piges

2. L'inclinomètre à piges.

La profondeur d'une surface de glissement est détec­tée en faisant passer dans un tube inclinométriquelisse des torpilles de diamètre croissant. Une déforma­tion de tube provoquée par un mouvement du solcoince une des piges et indique la zone de rupture.

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100

(~,

Fig. 20. - Nivelle sur son support (doc. MRN, Québec).

La grande simplicité de cet appareil est compenséepar le peu d'informations qu'il fournit et les difficultésde mise en place du tube dans le sondage qui doitêtre droit au départ.

L'expérience indique que les mouvements ne sontdétectables que lorsque leur amplitude est « suffisam­ment grande » pour « bien déformer » le tube. Dansce cas, la torpille se coince au premier coude du tube,masquant ainsi les rupture plus profondes. Une solu­tion à ce problème adoptée par le service géotechniquedu Ministère des Richesses Naturelles du Québec,consiste à laisser une pige au fond du forage afin dedétecter la surface de rupture la plus profonde, quiest générale~ent la plus intéressante.

3. Les nivellesCes appareils sÇ>nt des niveaux à bulle de grande

sensibilité placés, sur un support lié au sol (fig. 20et 21).

Fig. 21. - Nivelle et support dans leur boîtier de pro­tection.

Ils détectent les mouvements du terrain par lamesure de la rotation du point et son évolution aucours du telnps.

Le ~ déplacement de la bulle peut être régulièrementreleve par un personnel non spécialisé; si l'amplitudedes mouvements fait craindre un « débullage » (bullecoincée à une extrémité du niveau), l'appareil estrelevé puis remis à zéro à l'aide d'un système à vis.

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Fig. 22. - Relevé desnivelles et localisationde la rupture par in­clinomètre ,dans ungrand remblai.

J M M J 5 N J

Il est in1possible de th ~r la cinématique du mou­vement d'ensemble à partir de ces mesures. Ellesindiquent localement l'existence d'un mouvement etson évolution (vitesse, accélération). La surface de lazone en mouvement peut être décrite par le suivi d'unquadrillage' de ces nivelles, dont certaines sont placéesen des points réputés fixes afin de servir de témoinvis-à-vis des conditions atmosphériques sur lesappareils.

Les nivelles sont des appareils fiables, efficaces etpeu coûteux.

Placées en crête d'un remblai de 40 m de haut (fig.22) dont les mouvements sont suivis d'autre part parinclinométrie, elles ont indiqué la présence de mouve­ments ensuite confirmés et précisés par les mesuresinclinométriques dépouillées suivant la méthode décriteci-dessus.

c. LES DISPOSITIFS D'ALERTE

Définitions

- Alerte: signal qui prévient d'un danger.- Alarme : cri, appel aux armes ou frayeur subite,

trouble.(Définition du Larousse).

Les appareils de mesure dont les informations sontutilisées pour prévenir d'un danger sont donc desdispositifs. d'alerte.

Tous les appareils donnant l'évolution d'une quantité(déplacement ou rotation) liée à des mouvements duterrain peuvent servir de dispositif d'alerte.

Lorsque le phénomène à surveiller se développe trèsrapidement, relativement aux' possibilités de scrutationdes mesures, seuls les dispositifs par tout ou rienpeuvent convenir et donner l'alerte.

Zone instable

Câble en acier .-..

Zone stable

stable sur lequel est monté un jeu de poulies derenvoi et un contacteur. Un câble ® relie ce point fixeà la zone instable (fig. 23 et 24).

L'alarme qui peut être électrique ou pneumatique(corne de brume) est déclenchée par un certain dépla­cement du câble (définition d'un seuil de quelquesmillimètres à quelques centimètres).

Le poteau de contrôle est également muni d'uneréglette graduée sur laquelle glisse un ou deux indexliés au câble.

Fig. 23. - Schéma de principe du dispositif d'alerte àcâble et détail du contacteur.

C'est le cas des avertisseurs à fils de rupture utiliséspar la SNCF sur la ligne Culoz-Modane pour détecterla chute de blocs sur la voie, ou du dispositif àmoulinet de Pontamafrey dont la mise en rotation parune coulée boueuse déclenche une trompe et des feuxd'interdiction de passage sur la voie ferrée Paris-Turin.

1. Un exemple de dispositif d'alerte utilisant la mesuredu déplacement de points de surface

Ce dispositif, développé par le laboratoire de Stras­bourg, comprend un poteau CD placé dans une zone

102

Fig. 24. - Dispositif d'alerte à câble installé sur untalus en Alsace.

\;: '. 1Jzone instable

,':: \',. , repères de",'\.' ,

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Fig. 25. - Dispositif d'alerte par niveau à bulles.

Cet appareil très rustique, à seuil réglable, a effec­tivement déclenché une alarme au moment du glis­sement d"une partie d'un talus en Alsace (seuil dedéplacement ± 1 cm).

Il permet de suivre le déplacement du point grâceà une réglette graduée. Les phénomènes de dilatation

. thermique et de fluage du fil peuvent cependantintervenir et rendre difficile la mesure ou provoquerla mise en route intempestive d'un signal d'alarmeenlevant toute crédibilité en l'appareil. C.e point estactuellement à l'étude.

2. Un exemple de dispositif utilisant la mesure de larotation des points de la surface du terrainCet appareil canadien appelé « détecteur de glis­

sement de terrain » a été étudié à l'Ecole Polytechniquede Montréal pour le compte du Service de Géotech­nique du Ministère des Riche~ses Naturelles du Québec(MRN) (fig. 25 et 26).

Les éléments de bases de cet appareil automatiquesont trois niveaux à bulle placés à 120° .dans uncoffret. Le déplacement de la bulle d'air est détectéélectroniquement pal' un émetteur-récepteur infrarouge

Fig. 26. - Dispositif mis en place.

dont le faisceau est plus ou moins occulté par labulle.

Lorsqu'il y a mouvement du sol (rotation de 1.35°± 0.1°), la bulle d'un ou plusieurs des trois niveauxsort du faisceau infrarouge et provoque l'émission d'unsignal électrique.

Les dispositifs sont reliés à des boîtes centrales quiémettent une alarme sonore lorsque deux détecteursdifférents indiquent un mouvement.

De plus, chaque détecteur est muni d'une tempo­risation annulant les éventuelles alertes transitoires(effet de vibrations, ou de chocs sur le détecteur).

Ces appareils ont été testés longuement dans desconditions difficiles de froid, de neige et de pluie qué­becoises. Ce sont des dispositifs à seuil non réglable;le choix du seuil est imposé à la construction.

Un détecteur semblable à celui-ci, utilisant desniveaux à contact de mercure ne nécessitant pasd'électronique, est étudié au laboratoire régional' deStrasbourg.

D. TRANSMISSION DE L'INFORMATION, EXPLOITATION DES MESURES

)

La .quantité mesurée par le capteur est le plussouvent relevée à l'endroit même du point de mesure.

, Si l'accès en est facile, les relevés pourront être nom­breux et peu coûteux. Dans le cas contraire, ou bienon accepte un espacement dans le temps avec le risquede voir le mouvement s'accélérer et devenir dangereuxentre deux mesures, ou bien on fait un effort financierde façon à augmenter le nombre de relevés.

L'importance de ce dernier point pourrait s'atténuerdu fait du 'développement de deux techniques :

- l'utilisation de dispositifs d'alerte à faible seuilindiquant le moment où il faut faire une mesurecomplète (par exemple l'utilisation d'une nivelle

103

automatique à très faible seuil à côté d'un tubeinclinométrique) ;

- l'utilisation de la transmission à longue distancedes mesures ou télémesure.

1. La télémesure

La télémesure par lignes téléphoniques est celle quipermettrait le mieux d'automatiser la- lecture decapteurs pl~cés sur un site.

Une étude de l'Ecole Polytechnique de Montréal surce sujet indique qu'on peut envisager :

- dans' le cas de un à deux capteurs, la transmis-

sion à l'aide d'une onde dont la fréquence varieavec l'amplitude du signal mesuré (FM) et décodéeà l'aide d'un fréquencemètre; .

- dans le cas de plus de deux capteurs, l'utilisationd'un système de- type « acquisition de données »transmettant les données sous forme numérique.

L'élément de sortie peut varier de l'imprimante aumini-ordinateur faisant tout le traitement des données.

La télémesure permet donc de surveiller tous lessites où le téléphone peut accéder, de façon permanenteet sans se déplacer.

Des systèmes comparables ont été développés pourla surveillance du niveau de fleuves ou de lapluviométrie mais peu, ou pas, pour la surveillancede sites instables.

CONCLUSION

La panoplie des moyens mis à la disposition del'ingénieur pour la surveillance en déplacement desglissements est large. Les appareils de mesure telsque extensomètres, inclinomètres, capteurs de déplace­ment, les techniques telles que topographie et photo­grammétrie peuvent lui fournir des résultats de grandequalité pour un bonne surveillance.

Quel que soit le type de surveillance adopté, sonchoix est lié à l'importance relative de critères telsque:

- possibilités de mise en œuvre de l'appareillage;- fiabilité (nécessité de doubler certains appareils);- accessibilité du site pour les relevés;

- précision de la mesure ;- rapidité d'exploitation et qualité de la méthode

de dépouillement;- validité des seuils des dispositifs d'alerte;- coût.

Les dispositifs d'alerte (<< tout ou rien », à seuilréglable ou non) ne donnent aucun renseignement surl'évolution du phénomène avant l'alerte et devraientse présenter plutôt comme des moyens complémentairesdes appareils de mesures.

Quel que soit le système adopté, il faut avoir présentà l'esprit qu'une mesure ne vaut que ce que vaut leplus mauvais maillon de la chaîne qui a servi àl'obtenir.

REFERENCES

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