Cavités souterraines

Les méthodes de terrain indirectes

La détection de cavités par méthode indirecte comprend principalement la réalisation d’investigations au moyen d’une ou plusieurs méthodes géophysiques. La ou les méthodes appropriées dépendent des caractéristiques de la cavité (taille, profondeur, remplissage…) et de son environnement (géologie, zone urbaine, présence de matériaux conducteurs…). En zone très urbanisée, ces méthodes demandent des mises en œuvre particulières, et la plupart des méthodes géophysiques ne fonctionnent pas.

Les mesures géophysiques fournissent une image des couches géologiques du sous-sol, l’interprétation de cette image conduit à la détection d’anomalies géophysiques pouvant être dues à la présence de cavités souterraines. Ces anomalies devront ensuite faire l’objet d’investigations par forage pour confirmer l’interprétation.

La microgravimétrie

La microgravimétrie consiste à mesurer localement les variations du champ de pesanteur, et à en déduire les anomalies de masse dans le sous-sol, dont les anomalies dues aux vides. Elle ne peut toutefois les détecter que si l’anomalie résultante est suffisamment importante, c’est-à-dire si le pas de mesure est adaptée à la taille et à la profondeur de la cavité.

Les méthodes sismiques

Les méthodes de reconnaissance sismique en surface sont basées sur l’étude de la propagation des ondes dans le sol. La propagation de ces ondes peut être perturbée par la présence d’une cavité.
La méthode est limitée par l’énergie nécessaire pour permettre la propagation des ondes dans les terrains les plus profonds. On se limite donc généralement à des profondeurs d’investigations de 20 à 30 mètres.

Les méthodes électriques courant continu

Les méthodes de prospection électrique par courant continu consistent à déterminer les propriétés des sols par la mesure de leur résistivité. Les valeurs des résistivités dépendent notamment de la nature du matériau.
Ces méthodes s’appliquent aux cavités remplies d’eau ou de matériaux fins. Pour qu’une telle cavité soit directement détectée par ces méthodes, il faut qu’elle soit de très grande taille et peu profonde. Il est aussi possible de détecter des variations des conductivités des terrains autour de la cavité, liées à la modification du régime hydrique due à la présence de la cavité.

Les méthodes électromagnétiques

La prospection géophysique par méthodes électromagnétiques (EM) consiste à étudier les propriétés des ondes électromagnétiques et leur interaction avec le terrain. Les paramètres physiques investigués par les méthodes EM sont la conductivité électrique (inverse de la résistivité) et la permittivité diélectrique du matériau.
La signature d’une cavité est un contraste d’amplitude, plus ou moins prononcé. Ce contraste est très élevé pour une cavité ennoyée, fort pour une cavité vide, mais faible pour une cavité remplie de matériaux conducteurs, à savoir les matériaux argileux.