Développement de l’imagerie de résistivité électrique pour la reconnaissance et la surveillance des ouvrages hydrauliques en terre

En France, EDF gère un important parc d’ouvrages hydrauliques en terre dédié à la production hydroélectrique, avec des enjeux économiques et sécuritaires conséquents. D’autres ouvrages à charge permanente sont présents sur le territoire, par exemple le grand linéaire de voies navigables (transport, tourisme). Du côté des digues "sèches" (digues de protection contre les inondations), 7500 km de digues protégeant plus de 15000 km2 de zones inondables où vivent 2 millions d’habitants sont recensés. Pour ces ouvrages particuliers, il n’y a pratiquement pas d’année sans rupture et plus de 70 incidents ont été recensés en 25 ans par le Comité Français des Grands Barrages. L’érosion interne et la surverse sont les principales causes de ruptures et d’incidents de levées, digues et barrages en France et dans le Monde. L’Imagerie de Résistivité Électrique (IRE) est une méthode d’imagerie très sensible aux paramètres d’état d’un sol : la nature du sol et son contenu argileux, sa teneur en eau et la salinité de l’eau, son état de compacité et sa température. Elle fait donc partie des méthodes pertinentes pour la reconnaissance et la surveillance des ouvrages hydrauliques en terre. Ainsi, elle est complémentaire de méthodes de reconnaissance à grand rendement (ex : Profilage par méthodes électromagnétique à basses fréquences) en offrant localement des images du corps de digue et de sa fondation. En surveillance, alors que les méthodes basées sur les Potentiels Spontanés ou les mesures de température par Fibre Optique sont particulièrement sensibles aux écoulements d’eau (donc aux fuites à travers le corps de digue), l’IRE peut contribuer à imager les variations des propriétés d’état dans le temps de la structure interne de l’ouvrage (phénomène évolutif d’infiltration combiné ou non à de l’érosion interne). Cependant, dans l’utilisation conventionnelle de l’IRE, le manque d’information provenant des mesures, ainsi que la mauvaise prise en charge de ces mesures et de l’information a priori, entraînent la formation d’artéfacts dans les résultats d’imagerie. Dans ce sens, de nouvelles démarches d’acquisition et d’inversion sont développées, intermédiaires entre les techniques plus classiques 2D et 3D. Ces nouvelles approches, dont le but est de tirer le meilleur compromis entre coût d’acquisition et robustesse (fiabilité) du modèle final sont le fruit du développement d’un problème direct par éléments finis et d’un algorithme d’inversion 3D de type Gauss-Newton. Enfin, des campagnes d’auscultations sur ouvrage semi-contrôlé et sur ouvrage réel ont été réalisées afin de confronter ces développements à la complexité de cas réelles. Ces études révèlent que la qualité de la reconstruction et la capacité d’interprétation peuvent être considérablement améliorées par l’utilisation des approches développées