Comment évalue-t-on le risque de cavités, de formations karstiques ou de trous sur le tracé d'un microtunnel ?

Le risque de cavités, formations karstiques ou creux L'évaluation du tracé d'un microtunnel s'appuie sur une combinaison de données géologiques régionales, de sondages, de carottages, d'essais géotechniques, d'études hydrogéologiques, d'analyses historiques et, lorsque le contexte le justifie, de méthodes géophysiques. L'objectif est d'anticiper les vides, les zones de dissolution, les remblais, les fractures ouvertes ou les glissements de terrain susceptibles d'affecter la stabilité du front de taille, l'alignement, les tassements et la sécurité du forage.

Dans les projets de le fonçage de tuyaux, le microtunnelage dans les applications terrestres et souterraines o Traversées d'infrastructures, cette analyse revêt une importance particulière lorsque le tracé traverse des calcaires, des gypse, des sols solubles, des remblais d'origine anthropique, d'anciennes exploitations, des zones minières, des lits de cours d'eau ou des zones ayant déjà connu des affaissements.

Quels sont les signes indiquant un risque de cavités ou de karst ?

Avant de définir la méthode de construction, il convient de vérifier s'il existe :

• Sols carbonatés, gypseux ou solubles.
• Dolines, affaissements ou effondrements répertoriés.
• Remblais d'origine humaine, anciennes galeries ou excavations.
• Fuites d'eau dans les forages ou les essais.
• Fractures ouvertes ou zones fortement altérées.
• Changements brusques de résistance en fonction de la profondeur.
• Cavités détectées lors de forages d'essai ou d'études géophysiques.
• Niveau phréatique variable ou circulation souterraine de l'eau.
• Chantiers à venir présentant des problèmes géotechniques similaires.

Ces signes ne signifient pas automatiquement que le microtunnel soit irréalisable, mais ils imposent d'intensifier les travaux de recherche et de contrôle.

Méthodes d'évaluation des risques

1. Étude géologique et historique
On passe en revue la géologie régionale, la cartographie géologique, les antécédents de karstification, l'exploitation minière, les fouilles antérieures, les anciens lits de cours d'eau, les remblais, les dolines, les affaissements et la documentation relative aux chantiers voisins. Cette phase permet d'identifier les zones où le risque peut être concentré.

2. Forages et carottages
Les sondages permettent d'examiner directement le sol le long du tracé et dans les zones de forage. Sur les terrains présentant un risque de cavités, il est important de relever les pertes de fluide, les tronçons sans récupération, les fractures ouvertes, les remblais meubles, les cavités, la roche altérée ou les changements brusques de lithologie.

3. Essais géotechniques et hydrogéologiques
Les essais SPT/CPT, les pressomètres, les mesures de perméabilité, les essais de pompage ou les mesures piézométriques peuvent aider à détecter des zones de faible résistance, de forte perméabilité, de circulation d'eau ou de comportement anormal du sol.

4. Méthodes géophysiques complémentaires
Lorsque la géologie ou les sondages laissent entrevoir un risque, il est possible de recourir au géoradar, à la tomographie électrique, à la sismique, à la microgravimétrie ou à d’autres méthodes indirectes pour identifier des anomalies. Le choix dépend de la profondeur, du type de terrain, de l’humidité, des interférences urbaines et de la taille prévue des cavités.

5. Prélèvements, inspections ou relevés ponctuels
Dans les zones peu profondes ou où l'on soupçonne la présence de remblais, d'anciennes installations, de galeries ou de structures enfouies, il est possible de réaliser des sondages ou des inspections ponctuelles afin de confirmer ces informations avant de procéder à l'enfoncement.

Comment fonctionne la solution « sans tranchée » ?

Le risque de caries influe sur la choix du tunnelier, le système de contrôle du front de taille, la pression de travail, le plan de surveillance et la stratégie d'urgence. Dans les galeries où un contrôle de la pression est nécessaire, on peut envisager des solutions telles que EPB TBM o hydro-shield pour les terrains gorgés d'eau, en fonction de la stabilité, de la perméabilité et du niveau de la nappe phréatique.

Il peut également être nécessaire d'ajuster le tracé, d'étendre la couverture ou de modifier l'emplacement de puits d'entraînement vertical et microtunnelier, effectuer des traitements préalables du terrain, définir des seuils d'alerte ou renforcer la surveillance en surface.

Risques en cas d'évaluation incorrecte

Le fait de ne pas repérer les cavités, les formations karstiques ou les creux peut entraîner :

• Perte de stabilité du front.
• Sur-excavation ou perte de terrain.
• Tassements ou affaissements en surface.
• Entrée soudaine d'eau ou entraînement de fines.
• Écarts d'alignement ou de cote.
• Augmentation inattendue des forces de poussée ou du couple de cisaillement.
• Blocage, enfoncement partiel ou arrêt du tunnelier.
• Dommages causés aux services existants ou aux infrastructures voisines.
• Allongement des délais, augmentation des coûts et mesures correctives.

Mesures d'atténuation courantes

Lorsqu'un risque de cavités est confirmé ou suspecté, des mesures peuvent être mises en œuvre, telles que l'extension de la campagne géotechnique, la densification des forages, la combinaison de la géophysique et des forages, l'ajustement du tracé, injecter ou traiter les zones critiques, modifier la foreuse, contrôler la pression au front de taille, limiter les vitesses d'avancement, renforcer la surveillance et préparer des procédures d'intervention en cas de perte de terrain ou d'infiltrations d'eau.

Liste de contrôle minimale pour l'évaluation des cavités ou des formations karstiques : cartographie géologique, antécédents de dolines ou d'affaissements, forages avec carottage, prélèvement d'échantillons, fuites d'eau, fracturation, niveau phréatique, perméabilité, géophysique le cas échéant, sondages localisés, profil longitudinal, couverture, diamètre, réseaux concernés, infrastructures à proximité, méthode d'excavation, plan de surveillance et de gestion des imprévus.

Demander un analyse technique des risques liés aux cavités, au karst ou aux vides dans le domaine du microtunnelage avant de fermer le tracé ou de choisir le tunnelier.