Transmission radio de données géotechniques depuis le fond d'un forage

par Zouhir El Rhomri

Thèse de doctorat en Techniques et Economie de l'Exploitation du Sous-sol

Sous la direction de Jacques Fine.

Soutenue en 1997

à l'ENSMP .


  • Résumé

    Pendant le creusement d'un tunnel dans des terrains de résistance médiocre, il serait très intéressant de surveiller le mouvement des terrains derrière les parois d'avancement des travaux. La mesure d'expansion interne des terrains pendant cette phase de creusement permettra d'une part, de valider les modèles théoriques relatifs au comportement des structures souterraines et d'autre part, de prévoir un éventuel effondrement du front d'abattage. La mesure des déplacements des terrains peut être assurée par des extensomètres placés dans différents forages dans le massif, mais ces systèmes nécessitent une liaison par câble entre le point de mesure à l'intérieur du massif et le point de lecture situé à quelques mètres du front de creusement. Cette liaison est un inconvénient majeur dans le cas où l'on veut surveiller un front qui avance, pusique le câble serait détruit par les engins effectuant le creusement. L'objectif de cette étude est de réaliser un système d'acquisition et de transmission radio des mesures extensiométriques depuis le fond d'un forage. Ce système sera exploité pendant la phase de creusement de tunnel par des machines d'abattage à attaque ponctuelle. Il permettra l'émission des mesures d'expansion depuis le fond du forage, jusqu'au point de lecture situé dans la partie creusée du tunnel. Cette technique permettra alors la surveillance de l'expansion interne des terrains au fur et à mesure que le front de creusement avance. Pour la réalisation de ce système, nous avons étudié différentes techniques de mesures in situ dans les travaux souterrains et nous avons présenté différents éléments disponibles actuellement, pouvant être intégrés à notre système de transmission. Ensuite, nous avons effectué une étude théorique.


  • Résumé

    In geothechnics, it is very important to control continously the stability of underground works during and after excavating operations with high degree of precision. For example, during tunneling, it is necessary to know the exact structure of the rock mass to be excavated in the near few days. Such a knowledge would allow a better decision regarding a possible temporary roof support near the tunneling face and, if such a support is necessary, would allow better definition and sizing of the support. The estimation of the rock mass behaviour is carried out by different in-situ acquisition systems (extensometer, strain gauge, etc. . . ), which are placed in few meters deep boreholes. The use of classical extensometer, placed in twenty-meter borehole, could provide a valuable information, but the hardware cable connecting the measurement device and the reception point in the stope is generally destroyed in the drilling and boring processes. The objective of this project is thus to conceive and developp a radio (wireless) acquisition and transmission system, which will be devoid of any hardware cable connection and allow an emission from the borehole within the rock mass and a reception (and possible treatment) in the stope outside the rock mass. We carried out a theoretical study of all the steps of the wave propagation, from the borehole within the rocks mass. We carried out a theoretical study of all steps of the wave propagation, from the borehole within the rock mass, to the reception point, 100 meters away from the tunneling face. We have therefore proposed a method to carry out the radio transmission in these particular conditions. In-situ experiments allowed the validation of the proposed solution. The survey of the industrial state-of-art on the use of telemetry systems in underground works has shown that some modules could be integrated in our system. In addition, we developed a prototype which is composed of an emission board using a classical borehole extensometer and an acquisition station which provides the recording and displaying of the measurements. The in-situ tests have shown that the developped prototype has the transmission range fixed by the project objectives.

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  • Détails : 1 vol. (135 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. [123-124], 28 réf.

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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : EMP 147.876 CCL.TH.951

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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 96 ENMP 0938
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