Les Classeurs du CERIU


Fiche descriptive AGP-01 - Techniques d'auscultation, méthodes géophysiques

Étude de la corrosivité des sols

 

 

L'étude de la corrosivité des sols permet d'obtenir l'indice de résistivité d'un sol à l'aide de méthodes géophysiques. La résistivité du sol environnant est un des indicateurs du risque de corrosion externe des conduites métalliques enfouies.

 

Principe de fonctionnement

Dans la norme AWWA C-105, la valeur de la résistivité du sol est utilisée en conjonction avec d'autres paramètres (pH, potentiel redox, présence de sulfures et qualité du drainage) pour évaluer le taux d'agressivité des sols et ainsi déterminer les mesures de protection à prendre.

Deux approches géophysiques peuvent être utilisées pour étudier la corrosivité des sols encaissant les infrastructures enfouies, soit les méthodes électromagnétiques et les méthodes électriques.

Les méthodes électromagnétiques sont basées sur la transmission et la réception d'ondes électromagnétiques. L'instrument de mesure est doté d'un émetteur et d'un récepteur. Le champ magnétique primaire, créé par l'instrument, induit dans le sol un courant de faible intensité qui à son tour génère un champ électromagnétique secondaire. Grâce au capteur, l'instrument mesure les champs primaire et secondaire et calcule la profondeur effective des mesures en fonction de la distance séparant l'émetteur et le récepteur.

Les méthodes électriques, quant à elles, impliquent l'utilisation de deux électrodes afin d'introduire un courant direct dans le sol et deux autres à proximité du courant induit afin de mesurer la différence de potentiel. Avec la mesure de potentiel et la valeur du courant induit, il est possible de calculer la résistivité du sol. En général, la profondeur des mesures augmente avec la distance qui sépare les électrodes.

 

Outils d'auscultation

Les instruments utilisés pour les relevés électromagnétiques peuvent prendre la forme de longs tubes aux extrémités desquels sont placés l'émetteur et le récepteur.

L'équipement utilisé pour la méthode électrique est principalement composé de quatre tiges métalliques servant d'électrodes, d'un générateur de courant, d'un appareil de petite dimension servant à la lecture de potentiel et du câblage nécessaire.

 

Type de conduites ou d'ouvrages

Les essais peuvent être réalisés dans tous les types de sols. Ils sont souvent utilisés pour évaluer le degré de corrosivité du sol pouvant affecter les conduites métalliques qui y sont enfouies. Les conduites pouvant être affectées sont principalement: conduites d'eau potable, pipelines, conduites d'amenée diverses et gazoducs.

 

Travaux préliminaires et complémentaires

Aucun travail préliminaire, outre l'identification des points de relevé, n'est nécessaire sur le terrain lorsque la méthode électromagnétique est utilisée.

La méthode électrique nécessite le forage de la surface de roulement lorsque réalisée sur une artère routière. De plus, une légère excavation permettant de prélever un échantillon de sol à proximité de la conduite est requise.

 

Conditions et limites d'application

Lorsque les mesures sont prises au milieu ou en bordure d'une artère routière ou à proximité de secteurs habités, il faut prévoir un contrôle de la circulation routière et une signalisation pour les riverains. Les mesures doivent être prises hors de la période de gel.

La résistivité des sols étant fonction de la teneur en eau, il est préférable de prendre les mesures lorsque l'humidité dans le sol est à son maximum; on obtient ainsi des valeurs maximales.

Lorsque ces méthodes sont appliquées dans un secteur où l'on retrouve un réseau important de télécommunication (ex.: un aéroport), il est impératif d'obtenir une autorisation préalable pour éviter de créer du brouillage ou du parasitisme électromagnétique.

L'acier d'armature contenu dans les dalles ou massifs de câbles en béton armé peut créer des erreurs de lecture.

La présence de masses métalliques enfouies à proximité des points de relevé peut fausser les lectures et les résultats obtenus. L'utilisation de cette technique dans un milieu congestionné est donc limitée.

 

Temps d'exécution et personnel requis

Méthodes électromagnétiques : de 200 à 500 points de lecture peuvent être réalisés par jour. Le rendement dépend de la distance entre les points de relevé, de la logistique nécessaire et des encombrements/circulation présents en surface. L'opération nécessite la présence d'une ou deux personnes, dont un spécialiste en géophysique.

Méthodes électriques : environ 50 points de lecture peuvent être réalisés par jour. Le rendement dépend de la distance entre les points de relevé et de la distance entre les électrodes. L'opération nécessite une équipe de deux personnes, dont un spécialiste en géophysique.

 

Résultats

Le rapport contient une description de la méthode géophysique utilisée ainsi que des détails spécifiques au projet tels la méthode de prise de données, la distance entre les points, la profondeur des mesures, etc.

Une présentation des résultats sous forme graphique et/ou identification des zones critiques suivie d'une discussion des résultats (précision, fiabilité, identification des sources possibles d'erreurs) concluent le rapport.

Pour un volume de sol donné, la méthode électromagnétique mesure la conductivité apparente du sol tandis que la méthode électrique mesure la résistivité apparente du sol. Les volumes/étalons varient selon l'instrument et la méthode utilisés.

La mesure n'est donc pas associée à un endroit spécifique dans le sol et ne peut être aussi précise qu'une lecture ponctuelle de la résistivité (ou conductivité) effectuée à l'aide d'une sonde dans le sol. Toutefois, même si les valeurs absolues de résistivité sont parfois imprécises, l'analyse d'un profil de relevés permet d'identifier les zones critiques.

Idéalement, les mesures devraient être accompagnées de quelques mesures ponctuelles réalisées in situ, ou à l'aide d'échantillons de sols prélevés à proximité, afin de confirmer les valeurs les plus critiques observées.

Certaines erreurs de lecture peuvent aussi être attribuées à la présence non-connue d'objets métalliques enfouis et aux branchements de service.

La présence d'une conduite métallique affecte les lectures, mais lorsqu'elle est localisée avec précision, l'influence peut être minimisée en positionnant l'instrument de façon appropriée.

Les deux méthodes sont utilisées depuis plusieurs décennies en exploration minière. Toutefois, leur utilisation dans le domaine des infrastructures urbaines est beaucoup plus récente.

Afin d'augmenter le niveau de confiance à l'égard de ces méthodes, des analyses statistiques entre les lectures manuelles et les méthodes géophysiques devraient être effectuées. Il serait aussi souhaitable de réaliser des essais visant à déterminer un positionnement optimal des appareils de prise de données en tenant compte de la localisation des branchements de service et autres objets pouvant influencer les résultats.

 

Mise en garde

Les données contenues dans cette fiche sont fournies à titre de référence et ne dégagent pas l'utilisateur de sa responsabilité d'en vérifier la justesse auprès des entrepreneurs et fournisseurs.

Toute information doit être utilisée en tant que soutien à une démarche globale d'analyse, de planification et de gestion des infrastructures urbaines. Cela implique donc la tenue d'activités connexes comme le diagnostic des causes de dégradation, la localisation des infrastructures adjacentes, etc.

 


Le CERIU n'assume aucune responsabilité quant à l'application des techniques et des procédés présentés dans les fiches descriptives.


Pour obtenir la collection complète "Les Classeurs du CERIU" nous vous invitons à joindre madame Céline Forest au (514) 848-9885 poste 272 au Centre d'expertise et de recherche en infrastructures urbaines (CERIU).

www.ceriu.qc.ca



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