Merging geophysical and geotechnical data acquired on a test bed for levee diagnosis application
Fusion d'informations géophysiques et géotechniques acquises sur banc d'essai pour application au diagnostic de digues
Résumé
Fluvial levees are assets of major importance for protecting human lives and material goods [1]. It is an important matter to prevent their rupture, associated with phenomena of internal and external erosion or instability, in bringing a better diagnosis. The characterization of the constitutive materials, as well as the detection of possible interfaces and anomalies, are crucial [2]. During investigation campaigns, complementary geophysical and geotechnical methods are used. These two sets of methods allow the data acquisition with different spatial scales and orders of magnitude of incompleteness, uncertainty and inaccuracy. In this work, we focus on the use of two specific methods. We set up a parallelepiped test bed (plaster + saturated sands) and acquire geophysical and geotechnical data on it, in order to validate an information fusion approach based on the evidence theory [3] - [4] and the use of belief functions. The objective is to characterize as well as possible the investigated model. We position a mini-electrical resistivity tomography device on the model surface to acquire spatialized physical information and we use a laboratory penetration cone to characterize the depth of penetration of each material. The developed data fusion algorithm makes it possible to highlight the presence of interfaces between materials, the existing variation of thickness, as well as to characterize and distinguish the different set up materials. The merging results, for a real investigation campaign on-site, would allow the optimization of the boreholes positioning, their number and their spacing according to the quality of the acquired geophysical information, to improve the knowledge of the structure at lower costs.
Les digues de protection fluviales représentent des enjeux majeurs en matière de sécurité des personnes et des biens matériels [1]. Il s'agit de prévenir leur rupture, associée à des phénomènes d'érosion interne, externe ou d'instabilité, en apportant un meilleur diagnostic. La caractérisation des matériaux, ainsi que la détection d'interfaces et d'anomalies éventuelles sont déterminantes [2]. Lors de campagnes de reconnaissance, des méthodes complémentaires, géophysiques et géotechniques, sont utilisées. Les informations acquises par ces deux ensembles de méthodes s'expriment à des échelles spatiales différentes, avec différents niveaux d'incomplétudes et avec des ordres de grandeur d'incertitudes et d'imprécisions. Nous nous concentrons dans ce travail sur l'emploi de deux méthodes spécifiques. Il s'agit d'acquérir des données sur un banc d'essai parallélépipédique (plâtre + sable saturé) mis en place, afin de valider une approche de fusion d'informations basée sur la théorie de l'évidence [3] - [4] et sur l'utilisation des fonctions de croyance afin de caractériser au mieux le modèle investigué. Un mini-dispositif de tomographie de résistivité électrique est placé en surface de modèle afin d'acquérir une information physique spatialisée et un cône de pénétration de laboratoire est utilisé afin de caractériser la profondeur d'enfoncement de chaque matériau. L'algorithme de fusion d'informations développé permet de mettre en évidence la présence d'interfaces entre matériaux, la variation d'épaisseur au coeur du modèle, ainsi que de caractériser et distinguer les différents matériaux mis en place. Les résultats issus de la fusion permettraient lors d'une véritable campagne, d'optimiser le placement des sondages et leur nombre en fonction de la qualité de l'information géophysique obtenue, afin d'améliorer la connaissance de l'ouvrage à moindre coût.
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