équipement de laboratoire d'essai des matériaux

Normes ASTM D4428-D4428M-00
Sismique de perforation entrecroisée

Les essais CS (Crosshole Seismic) sont réalisés pour fournir des informations sur les propriétés dynamiques de sols et de roches, sur la conception et l'analyse de structures contre les tremblements de terre, sur des études de potentiels de liquéfaction, sur le décollement d'assises et de conceptions de ciments soumis à des charges dynamiques. Les essais et les recherches déterminent les profils de vitesse, les ondes de compression et la cisaille par rapport à la profondeur.
D'autres paramètres, comme les quotients et les modules de Poisson, peuvent être facilement déterminés à partir des mesures de vitesse d'ondes de compression et de coupe (cisaille). En outre, il est possible de déterminer l'amortissement du matériau à partir des essais CS. En plus des essais CS, il est possible de réaliser des essais Downhole Seismic (DS), qui exigent un seul sondage.
La méthode Crosshole Seismic est une méthode d'essai qui permet de déterminer les propriétés de sols et de roches. Une source capable de générer des ondes de compression et de coupe est descendue par l'une des perforations, puis un couple de récepteurs géophones à 3 composants égaux (géophones triaxiaux) est descendu à la même profondeur, dans 2 perforations supplémentaires réalisées à des augmentations égales de séparation (normalement à 3 et 7 mètres depuis la perforation d'origine) en ligne, comme indiqué sur les Figures 1 et 2. Les récepteurs sont fixés sur le côté des parois de la perforation pour permettre la détection du passage des ondes de compression et de coupe.

Accès et conditions requises
Les essais CS exigent la réalisation de deux ou plus (normalement, trois) carottages / perforations. Les perforations sont, en règle générale, de 3-4 pouces de diamètre, revêtues de PVC et enduites de chaux pour garantir une bonne transmission de l'énergie de l'onde. Les tests sont simplifiés si on emploie un inclinomètre avec boîtier au lieu d'un tube de PVC. Les distances habituelles entre deux perforations adjacentes sont de l'ordre de 3 mètres, cette distance pouvant être conditionnée par le type de matériau.
Les perforations / carottages pour le récepteur sont réalisés à la profondeur totale à sonder. Pour des essais employant une cuillère de séparation (par ex., prise d'échantillons) comme émetteur, le carottage avance à mesure que sont définis les intervalles de mesure requis (intervalles égaux de 60-150 centimètres) et ceux-ci sont alors testés. Si on emploie une source avec un percuteur accouplable à la paroi de la perforation, alors la perforation de l'émetteur peut être perforée à la profondeur totale à sonder, avant l'essai.

Collecte de données
Lors d'un essai CS, l'émetteur descend à la profondeur de mesure dans le carottage, celui-ci doit avancer à mesure qu'avance le carottage, pour des essais ultérieurs, et simultanément descendent un ou deux récepteurs (géophones triaxiaux) à la même profondeur par les autres perforations. Des barres d'orientation sont accouplées à l'émetteur et au récepteur, à moins que des inclinomètres à chemise ne soient utilisés. La source est activée en surface pour générer les ondes de coupe et de compression. Dans certains cas, quand un échantillonneur est utilisé comme source, la partie supérieure des barres de l'émetteur est frappée avec un marteau instrumenté (ou l'émetteur de l'intérieur de la perforation est déclenché) pour générer des ondes de coupe et/ou de compression avec une énergie suffisante. La composante verticale du récepteur est utilisée pour capturer les ondes de coupe polarisées verticalement (SV). L'énergie polarisée est générée dans les deux sens, ainsi il y une duplicité de données qui nous permet de mesurer l'arrivée de la coupe de manière efficace. La composante radiale détecte les ondes de compression en se propageant (P) et la composante tangentielle détecte les ondes de coupe en se propageant horizontalement (SH). La valeur d'entrée du marteau et/ou la source PS-V, et la sortie du récepteur sont enregistrées dans le Freedom NDT. Le carottage se poursuit jusqu'à la profondeur de mesure suivante et l'émetteur est placé (ou l'émetteur est descendu jusqu'à la profondeur suivante de mesure) et le processus continue jusqu'à ce que soient réalisées toutes les mesures souhaitées.
Lors d'un sondage DS, la source typique est un marteau qui frappe un panneau sur la surface et exige uniquement un sondage. Les géophones triaxiaux, séparés d'environ trois mètres, sont descendus ensemble dans le carottage (downhole). La source (marteau) génère des ondes de coupe et de compression qui sont enregistrées par le / les géophone(s). La composante verticale du récepteur est employée pour capturer des ondes de compression qui se propagent verticalement (P) et la composante radiale les ondes de coupe polarisées horizontalement (SH).

Comparé aux méthodes de surface, l'essai CS est la méthode la plus précise pour déterminer les propriétés de lieux avec sol et roche. Avec cette méthode, il est possible de détecter des strates minces à basse vitesse qui se trouvent entre des strates à grande vitesse, ce qui n'est pas possible avec des méthodes de surface comme l'Analyse Spectrale d'Ondes de Surface (SASW) ou avec des Tests d'Étude de Diffraction. De plus, la précision et la résolution de la méthode CS sont constantes à n'importe quelle profondeur d'essai, alors que celles des méthodes de surface diminuent avec la profondeur. Dans les cas où la realisation de 2 ou 3 sondages est coûteux ou si des essais de Downhole ne peuvent pas être réalisés. Quand on travaille avec des roches, il n'est pas nécessaire que les sondages soient sous tubes.

H0482/D Équipement pour essai de Downhole
H0482/U Équipement pour essai d'Uphole
H0482/C Équipement pour essai de Cross-hole