Géostatistique et géotechnique : application à la reconnaissance des sols
Institution:
Clermont-Ferrand 2Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
In situ geotechnical parameters show spatial dispersions leading to uncertainties on their representative values. If the measures are deterministic, because they represent a unique value at a point, the average value on the volume of soil bearing a foundation is unknown and it is necessary to use statistical methods for its estimation. For this reason, this work is dealing with geostatistics, a typical estimation method, and more precisely, its potentialities and limits in geotechnical applications. Geostatistics is rather unknown in soil mechanics and the aim of our presentation is to show the connecxions between these two scientific fields, on the side of the geotechnician we are trying to stay. This bibliographic part shows the possibilities of the linear geostatistical tools and the applications which have emerged in geotechnics for the last few years. The main conclusions of this study are that the spatial variability of mechanical or physical parameters is structured at different scales, while an important anisotropy exists between horizontal and vertical directions. These structures may be connected with the geomorphology of the geological deposits. It can be found, through the bibliography, that the horizontal variability is often on a decametric scale and the vertical one on a metric scale. Geostatistical estimations provide a quantification of sampling uncertainties and we tried to apply it in soil investigation. A large penetrometric investigation on a site, with nearly 4,000 ppoints of measure, has been made. On this site, the spatial dispersion has shown similar scales of variability. We developed several applications of geostatistics to find optimal configurations for soil investigation. These applications can be used as good bases for decision making.
Abstract FR:
Les valeurs des paramètres géotechniques mesurés in situ présentent une dispersion dans l'espace qui est à l'origine d'incertitudes sur les grandeurs représentatives de ces paramètres. Si la mesure, expression d'une vérité unique en un point, est bien déterministe, la valeur moyenne de ce paramètre sur le volume intéressé par une fondation est inconnue et un recours aux méthodes statistiques de l'estimation semble nécessaire. C'est principalement parce que la géostatistique est avant tout dédiée à l'estimation qu'il nous a semblé opportun d'en étudier les potentialités et les limites pour d'éventuelles applications en géotechniques. La géostatistique est peu connue en mécanique des sols et la présentation que nous avons choisi d'en faire tente d'établir les liens potentiels ou existants entre les deux disciplines, avec l'œil du géotechnicien que nous avons essayé de rester. Cette partie bibliographique fait le tour des possibilités de l'outil lui-même (dans le cadre de la géostatistique linéaire) et recense, de la manière la plus complète possible, les applications ayant vu le jour dans notre domaine. Les principaux enseignements tirés de cette étude sont que la variabilité spatiale des caractéristiques mécaniques ou physiques du sol est structurée à différentes échelles et qu'il existe une anisotropie importante entre les directions horizontales et la direction verticale. Ces structures sont très certainement liées aux modes de dépôts et l'on perçoit à travers les études menées jusqu'à présent une constance des ordres de grandeurs des échelles de variabilité qui sont métriques en direction verticale et décamétriques en direction horizontale. Par ailleurs, la géostatistique permet de quantifier l'incertitude d'échantillonnage. Son application dans le domaine de la reconnaissance nous a semblé évidente. A partir de campagnes pénétrométriques très fournies (près de 4000 points de mesure), nous avons cherché à caractériser la variabilité spatiale d'un site et confirmons l'ordre de grandeur des échelles de variabilité. Nous développons par la suite quelques applications de la géostatistique pour la recherche de configurations optimales de reconnaissances dont les résultats permettent de les proposer comme base à la construction d'outils d'aide à la décision en la matière.