Le développement de l'exploitation du sol et du sous-sol par les industries extractives, les stockages souterrains ou les ouvrages de génie civil (mines, carrières, stockages d’hydrocarbures, stockages de déchets, tunnels profonds, ouvrages d'art enterrés, falaises et fronts rocheux…) soulève des incertitudes sur les risques d'instabilité associés et ceci tout au long de la vie du projet.
La prise en compte et le suivi de ces instabilités est aujourd’hui incontournable pour tout projet d’exploitation du sol et du sous-sol. Cette surveillance est également essentielle quant à la problématique des risques naturels comme les écroulements de fonts rocheux.
 

Expertise/conseil

A la demande d’entreprises publiques ou privés, la Direction des Risques du Sol et du Sous-sol (DRS) développe et met en œuvre de méthodes de diagnostic, d'auscultation et de surveillance des ouvrages souterrains ou à ciel ouvert et plus généralement des géostructures (voir Figure 4).
Cette activité est très orientée vers l'instrumentation et la mesure sur le terrain (développement de matériels et de logiciels spécifiques, mise en place concrète des réseaux de capteurs, acquisition de mesures, développement de méthodes d'interprétation et d'analyses de données,…). Dans ce domaine, la DRS a développé plusieurs produits, il s’agit par exemple de :

• SYTMIS : SYstème de Télésurveillance MicroSismique. Matériels et logiciels appliqués à la télésurveillance microsismique d’ouvrages ou structures soumis à des contraintes (piliers ou galeries d’exploitation souterraine inaccessibles en particulier) ;
• TOMSIS : TOMographie SISmique. Matériels et logiciels basés sur la technique de tomographie sismique qui permet de réaliser une image de synthèse bidimensionnelle du champ de vitesse des ondes traversant une structure rocheuse. Les résultats peuvent être exploités en terme d'identification de zones perturbées, endommagées ou surcontraintes (voir figure1) ;
• Ou encore : SYDEM (SYstème de Détection des Emmurés) et ROSAS (ROck Stress Analysis Sytem).
   

Figure 1 : instrumentations (centrale d’acquisition de données de Valabres (06) à gauche et piliers instrumentés de la mine souterraine de Tressange (57) en vue d’une tomographie sismique)

Compétences

Pour mener à bien ces travaux, la DRS s’appuie sur :

• ses équipes pluridisciplinaires (géotechniciens, géophysiciens, spécialistes de cartographie/SIG, informaticiens, modélisateurs, électroniciens, techniciens supérieurs…) ;
• sa forte culture de l’expérimentation in-situ et de la surveillance opérationnelle de zones à risques de mouvements de terrain :
  - une quarantaine de réseaux de surveillance dans le bassin ferrifère lorrain et le bassin houiller de Provence ;
  - l’ennoyage de la mine de fer de Tressange ;
  - le suivi de l’effondrement de la cavité saline de Cerville-Buissoncourt ;
  - le suivi du front rocheux de Valabres (vallée de la Tinée).
• ses nombreux partenariats avec :
  - des universités renommées en France (Ecoles des Mines, Ecole de Géologie de Nancy, Institut National des Sciences Appliqués de Lyon, Institut Polytechnique de Grenoble, Institut de Physique du Globe de Paris et de Strasbourg…) ;
  - des établissements publics de recherche et d'expertise (Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC), Centre d'Études Techniques de l'Équipement (CETE), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM), Agence Nationale pour la gestion des Déchets Radioactifs (ANDRA), Institut de Radioprotection et de Sureté Nucléaire (IRSN), Institut Français du Pétrole (IFP)…).
   

Les atouts de la DRS

1. La maintenance des systèmes de surveillance installés et le suivi et la gestion permanente des mesures.
2. Une activité de recherche dans le cadre de programmes pluriannuels avec le Ministère de l'Ecologie, de l'Energie, du Développement Durable et le Ministère de la Recherche cela permet d’améliorer la détection et l’interprétation de signes précurseurs au déclenchement d’instabilités géologiques.
3. Une équipe expérimentée et opérationnelle pour la surveillance et l’alerte répondant aux besoins concrets des services de l’Etat, des collectivités territoriales, des exploitants et des gestionnaires d’ouvrages (capacité d’intervention 24h/24h) dans le cadre du CENARIS (Centre National de surveillance des Risques du Sol et du Sous-sol), voir Figure 5.
    

Figure 5 : « QG » du CENARIS à Nancy