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Tomographie temporaire de la densité par la Mesure des Muons - T2DM2.

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L'objectif de ce projet est de développer un nouvel outil d'analyse de la stabilité des roches afin de prévenir les risques de glissements de terrain. Cette recherche utilise la mesure des flux de muons pour évaluer la densité de la roche, les variations de la saturation en eau, de la porosité, des fracturations internes et des propriétés mécaniques du milieu géologique observé.

Résultats et Valorisation prévus

Le projet T2DM2 devrait contribuer à renforcer la capacité de prévention des risques associés à l'instabilité des massifs rocheux, incluant les tunnels et les espaces souterrains, ainsi qu'à l'endommagement et à l'instabilité des falaises et versants montagneux. Il utilise pour ce faire un développement technologique et méthodologique innovant qui devrait conduire à un outil de caractérisation et de surveillance du sous sol, complément pour l'exploration géophysique et la surveillance de l'environnement. 
On peut citer quelques exemples d'application :

  • surveillance de la stabilité des tunnels, des caves et des espaces souterrains,
  • surveillance des instabilités de versants, falaises et glissements de terrain,
  • surveillance des réserves en eau, aquifères karstiques,
  • surveillance des volcans notamment la déformation du dôme.

Résumé du projet

Ce projet de développer et de diffuser un nouvel outil de prévention des risques géologiques par la mesure directe de la densité de la roche et de son évolution dans le temps en utilisant les propriétés du flux de muons.(le muon est une particule élémentairee de charge négative. Il a les mêmes proprétés physiques que l'électron, avec une masse 207 fois plus grande). 
La capacité à pouvoir surveiller l'évolution temporelle et spatiale de la densité des roches est extrêmement importante, car c'est un paramétre physique représentatif de la saturation en eau, de l'évolution de la porosité totale du massif et de l'état mécanique lié à la fracturation interne et à l'endommagement du massif rocheux.
Le LSBB (Laboratoire Souterrain à Bas Bruit) propose d'intégrer dans une approche pluridisciplinaire, l'instrumentation, les mesures, la modélisation et l'imagerie densitométrique. Les objectifs étant d'établir des cartes de densité de massif rocheux, avec une extension kilométrique et jusqu'au des profondeurs de plusieurs centaines de métres, et ainsi de permettre le suivi des variations temporelles et spatiales de la saturation en eau et de la variation des propriétés mécaniques des roches. 
Un réseau de 80 téléscopes (un prototype de téléscope a été mis au point en collaboration avec le CERN) permettant la mesure du flux de muons sera implanté sous le site du LSBB au plateau d'Albion à Rustrel dans le Vaucluse. Profitant de la topographie des galeries sous la surface et de leurs positions au coeur de la zone non saturée, sera implantée une méthodologie comportant l'instrumentation, les mesures et leur protocole, la modélisation directe et l'inversion tomographique.
Cette nouvelle technologie d'auscultation tomographiquee proposée dans ce projet dans ce projet présente plusieurs intérêts :

  • elle utilise une source naturelle - le flux de muons ne demande que le déploiement de détecteurs en écoute passive bien adapté au suivi à long terme,
  • elle autorise une complète adaptation de la résolution spatiale suivant les cibles visées permettant l'imagerie globale d'une falaise,
  • elle est facilement maîtrisable en termes de problème inverse car les trajectoires des muons dans les rochers sont rectilignes.

Equipe de recherche

Responsable du projet : Dr Stéphane GAFFET, Directeur du LSBB, HDR, Chercheur CNRS à GEOAZUR UMR 6256

Partenaires associés

GEOAZUR UMR 6256 - Université de Nice et LSBB

Début et durée de la recherche

2012 sur une durée de 36 mois

Documents à disposition

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