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La présence de vides dans le proche sous-sol cause des risques d'effondrement lié à l'altération des terrains sus-jacents. La détection de cavités souterraines est donc un enjeu majeur de la géophysique appliquée à la proche surface. Il est dès lors nécessaire de diversifier les techniques d'auscultation. L'état de l'art dans ce domaine donne une vision globale des moyens actuels, notamment des savoirs existants au Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM) et au Laboratoire central des Ponts et chaussées (LCPC) en matière d'auscultation par ondes sismiques de surface afin d'élaborer des méthodes de reconnaissance de cavités souterraines non maçonnées. Est ici privilégiée l'obtention de profils d'ondes sismiques par l'utilisation des ondes de Raleigh. Il est cependant nécessaire de multiplier les expérimentations pour valider cette méthode dans différents contextes. L'objectif est de mieux définir les limites de détectabilité en fonction de la taille et de la profondeur de la cavité à partir de tests sur le terrain et de modélisations numériques. Une campagne de mesures conjointe a été réalisée : basées sur le même principe physique de distribution fréquentielle des ondes de Raleigh avec la profondeur, la méthode du LCPC porte sur des tirs symétriques à la cavité et analysés dans le domaine fréquentiel, la méthode du BRGM permet de générer un profil par des traitements à la fois dans le domaine temporel et le domaine fréquentiel. Après une première partie consacrée à la description du site expérimental et des paramètres mécaniques, sont abordées les études paramétriques réalisées par les deux approches numériques pour différentes profondeurs de cavités. Dans un troisième temps, les résultats expérimentaux sont détaillés. Au final, on peut noter que les résultats expérimentaux traités selon les protocoles mis au point au BRGM sont cohérents avec les prévisions numériques. La méthode de traitement est donc robuste aux mesures bruitées du terrain et offre un outil de détection dans la limite des configurations de faisabilité qui peut être identifiée qualitativement par méthode numérique. Toutefois, l'estimation de la profondeur reste problématique à cause de l'étroitesse de la gamme de fréquences émise par le type de source impulsionnelle utilisée : lorsque toutes les fréquences sont atténuées, on ne peut pas évaluer les limites du filtrage.
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