Mapping of explansive clay soils from image combined with in situ and laboratory data sets
Cartographie des argiles gonflantes à partir de données hyperspectrales aéroportées couplées à des mesures in situ et des essais en laboratoire.
Résumé
Les cartes géologiques établies et publiées par le BRGM à l’échelle du 1/50 000 ont été utilisées comme données d’entrées pour établir la cartographie départementale de l’aléa retrait-gonflement des argiles conduit par le BRGM de 1997 à fin 2010. Leur analyse permet d’identifier les formations argileuses (au sens large), affleurantes ou sub-affleurantes, et d’en établir une cartographique numérique, homogène à l’échelle départementale.
En pratique, cette échelle départementale s’avère parfois insuffisante et les données géologiques sur lesquelles la cartographie a été bâtie est par endroit peu précise spatialement. En effet, les sinistres liés au retrait-gonflement des argiles se produisent principalement sur des constructions individuelles, la résolution de la carte n’est pas adaptée à l’utilisation à une échelle communale, par exemple pour la réalisation de zonages réglementaires.
Il existe donc une forte demande pour une cartographie plus fine de ce phénomène. Le BRGM, à travers différents projets de recherche, travaille actuellement sur la mise en place d’une méthodologie d’exploitation des images hyperspectrales couplées à des connaissances locales en vue d’affiner la cartographie de l’aléa retrait-gonflement des argiles. Pour cela, l’approche proposée demande l’exploitation d’ensembles de données de différentes natures (bases de données géotechniques, mesures de spectroscopie infrarouge terrain et imagerie hyperspectrale) pour les intégrer dans une méthode opérationnelle de localisation et de quantification des zones riches en argiles de type gonflant en apportant une information homogène et continue aux différentes échelles pouvant intéresser les décideurs locaux.
L'analyse spectrale de la lumière solaire réfléchie par la surface terrestre, ou spectroscopie de réflectance, constitue l'une des plus importantes sources d'information en ce qui concerne les caractéristiques chimiques et minéralogiques des matériaux constitutifs de la surface terrestre. Les spectres de réflectance dans l’infrarouge proche et moyen (de 1100 à 2500 nm) des roches présentent des bandes d’absorption caractéristiques qui permettent l’identification des minéraux constitutifs, par l’analyse de leur position en longueur d’onde, leur forme et leur intensité. Cette technique d’analyse spectrale à deux niveaux – proximal (laboratoire, in situ) et distal (télédétection) – est un outil de caractérisation des minéraux encore largement inexploité pour l’étude des sols gonflants.
L’objectif des différents projets menés par le BRGM dans ce domaine est d’apporter à moyen terme aux différentes parties prenantes une cartographie fine permettant une meilleure connaissance du sujet mais également de nouvelles méthodes d’analyse des argiles, plus rapides et moins onéreuses que les techniques actuelles utilisées telles que la DRX ou les sondages géotechniques.