Les études géophysiques

La géophysique est l’étude des caractéristiques physiques de la Terre, en utilisant des techniques de mesures indirectes, afin de déterminer les propriétés physiques du sous‑sol, d’en révéler sa structure, sa composition et la présence d’hétérogénéités. Elle repose sur des méthodes non destructives permettant d’obtenir une vision continue et étendue du terrain, là où les investigations ponctuelles (forages, sondages) ne donnent qu’une information localisée. Dans le cadre de projets d’infrastructures, la géophysique constitue un outil essentiel pour anticiper le comportement du sol et les risques liés à sa variabilité, préalablement à la conception et à la construction d’ouvrages.

Comprendre les études géophysiques : termes clés et définitions

La géophysique s’appuie sur plusieurs types de méthodes, chacune sensible à une propriété physique du sol. Dans le cadre des études terrain, les méthodes envisagées sont les suivantes : 

Méthodes sismiques

Elles analysent la propagation des ondes sismiques dans le sol pour en déterminer sa stratigraphie, le type de couches géologiques, leurs propriétés mécaniques et le niveau de sensibilité du site aux séismes.

Méthodes électromagnétiques

Elles mesurent, entre autres, la résistivité ou la conductivité du terrain, elles sont utiles pour détecter les variations lithologiques, les zones saturées en eau, les discontinuités géologiques ou les cavités. 

Méthode géoradar (GPR)

Elle permet de générer une imagerie verticale des premiers mètres du sol, idéale pour localiser les interfaces et discontinuités géologiques et les infrastructures enfouies. 

Pourquoi réaliser des études géophysiques?

Dans le cadre d’un projet d’infrastructure de cette ampleur, la connaissance du sous-sol est un enjeu majeur pour garantir la stabilité, la durabilité et la sécurité des ouvrages. La géophysique permet de :

• Identifier la topographie des interfaces géologiques et les propriétés mécaniques des différents horizons;

• Identifier les zones à risque (cavités, sols compressibles, discontinuités, etc.);

• Réduire les incertitudes géotechniques et les coûts associés;

• Améliorer la compréhension globale du tracé avant la phase de conception.

Elle constitue ainsi un complément indispensable aux analyses classiques, en apportant une vision continue et intégrée du terrain.

Paysage forestier avec de la brume
Paysage forestier avec de la brume

En quoi consistent les études géophysiques?

Une campagne géophysique se déroule en plusieurs étapes. Elle commence par la définition des objectifs et le choix des méthodes les plus adaptées au contexte géologique et aux contraintes du projet. Les travaux au terrain consistent généralement à déployer sur le sol ou dans l’eau, le long d’axes rectilignes, des dispositifs sur plusieurs dizaines de mètres. Ceux-ci sont composés de capteurs plantés dans le sol (géophones, électrodes) espacés à intervalles réguliers. Le sol est analysé par l’entremise d’une source sismique ou électromagnétique, utilisée à différents endroits du dispositif, selon un protocole précis. 

Une caractérisation est ensuite réalisée sur le terrain afin de colliger les informations pertinentes sur les communautés végétales présentes et les habitats qui les composent. Cette étape comprend notamment la délimitation des communautés, l’identification des espèces dans les différentes strates de végétation, ainsi que la description des sols et des conditions hydrologiques du site. Des relevés à l’aide de drones peuvent également être réalisés afin de documenter certaines caractéristiques du milieu et de compléter les observations effectuées sur le terrain.