Exploitation du monitoring sismique du sous-sol en milieu ferroviaire

Sujet : Exploitation du monitoring sismique du sous-sol en milieu ferroviaire

Résumé : SNCF Réseau a pour mission de contrôler l’intégrité de la plateforme ferroviaire et du sol support afin d’assurer la sécurité et la régularité des circulations. Les aléas naturels peuvent générer des désordres et affecter la stabilité de la plateforme. L’un des plus redouté en contexte ferroviaire, car particulièrement difficilement prévisible, est l’altération de cavités engendrant des effondrements en surface (fontis). Des méthodes géophysiques et géotechniques d’investigation du sous-sol existent et sont aujourd’hui utilisées pour caractériser les zones affectées par des fontis. Ces techniques ne fournissent cependant qu’un aperçu ponctuel dans le temps, de l’état du sous-sol. Ce projet de thèse vise à répondre à cette problématique en proposant la caractérisation et le monitoring (surveillance en continu) des fontis par des méthodes sismiques passives. L’originalité et le caractère innovant de l’approche choisie est qu’elle repose sur l’utilisation des ondes de surface produites par les passages des trains. Déjà mise en place et testée sur des sites SNCF, cette méthode a montré des résultats encourageants pour la détection de fontis. Afin de passer de la preuve de concept à l’exploitation systématique de l’approche, il sera question d'en maîtriser des différents listés ci-après. Il s’agira de fournir des moyens de modélisation des dispositifs de monitoring, afin de proposer un dimensionnement adapté permettant de bonnes résolutions spatiales et temporelles. L’un des objectifs est également le développement des outils de contrôle de la qualité et de la pertinence des données obtenues. Le projet mettra par ailleurs en place des méthodes d’interprétation avancée combinant différents types d’observations (contextes géologiques et hydrogéologiques, les propriétés géotechniques, historique). Au-delà de l’identification de la formation de fontis, il s’agira enfin d’établir des seuils d’alertes à partir desquels des opérations de maintenance s’avéreront nécessaires.

Mots-clés : monitoring, sismique, sous-sol, ferroviaire, cavité, fontis, ondes de surface

Thèse CIFRE en partenariat avec SNCF Réseau, Mines ParisTech et Sorbonne Université