Résistivité électrique de l’argile de Louiseville

La résistivité électrique du dépôt d’argile à Louiseville a été mesurée lors de tomographies de résistivité électrique ainsi que lors d’essais de pénétration au piézocône. Une comparaison des mesures de résistivité électrique à l’aide de ces deux méthodes est présentée à la Figure 5.1. Afin de réaliser cette comparaison, des profils de résistivité électrique ont été extraits des modèles de résistivité électrique (Figures 4.1 et 4.2) obtenus de l’inversion des données des tomographies de résistivité électrique ERT-A et ERT-B au droit des essais de pénétration au cône CR30063, CR30064, CR30065, CR30066, CR30067 et CR30068 (Figure 3.1). Les profils obtenus de la tomographie de résistivité électrique ERT-A et les essais au piézocône CR30063 à CR30066 se comparent bien. Cependant, une différence importante est observée à partir de la surface jusqu’à une profondeur d’environ 11 m où la résistivité électrique mesurée lors de la tomographie de résistivité électrique est supérieure à celle mesurée lors des essais de pénétration au piézocône avec un écart qui peut atteindre jusqu’à 17 Ω-m dans la partie bruité de l’essai CR30063. Une différence de près de 13 Ω-m est également observée entre la tomographie ERT-A et les essais CR30064 et CR30065 à une même profondeur de 2.5 m où des pics de faible résistivité électrique ont été mesurés. Le profil de résistivité électrique de l’essai CR30066 ne comporte pas de pic mais une différence de presque 8 Ω-m est observée à 3 m de profondeur. De plus, les deux méthodes démontrent des profils de résistivité électrique qui évoluent de façon différente avec la profondeur dans cet horizon. La résistivité électrique mesurée lors des essais de pénétration au piézocône diminue très rapidement en surface à de faibles valeurs de résistivité électrique alors que la résistivité électrique mesurée lors de la tomographie de résistivité électrique diminue beaucoup plus lentement. À plus de 11 m de profondeur, les deux profils se rejoignent et il y alors une excellente

correspondance de moins de 1 Ω-m entre les résultats jusqu’à la profondeur maximale atteinte lors des essais de pénétration au piézocône.

Des résultats très différents ont été obtenus dans la coulée du côté est de la zone des travaux. Les résistivités électriques mesurées lors de l’essai CR30067 semblent de bonne qualité jusqu’à une profondeur de 22 m, mais par la suite le module de résistivité électrique du pénétromètre a commencé à mal fonctionner. Il s’agit du premier essai qui a été réalisé lors de la campagne d’investigation géotechnique avec le pénétromètre de l’Université Laval, il est donc possible que la défectuosité du module de la résistivité électrique soit survenue seulement par la suite. Les résultats de l’essai CR30067 seraient donc de bonne qualité dans le cas où cette hypothèse est bonne. Notamment, le profil de résistivité électrique de cet essai ne diminue pas de façon abrupte tel qu’observé dans les résultats des essais CR30063 à CR30066. Toutefois, ce profil ne se compare pas bien avec celui de la tomographie de résistivité électrique ERT-B puisque les données de résistivité électrique de cette tomographie sont bruitées. Pour l’essai CR30068, celui-ci a été réalisé à une distance d’environ 70 m de la tomographie ERT-A. Il s’agit du deuxième essai au piézocône à avoir été réalisé sur le terrain. Malgré quelques pics de faible résistivité, la résistivité électrique de ce profil ne diminue pas de façon abrupte et la correspondance est excellente de la surface jusqu’à 9 m de profondeur entre les deux profils obtenus de la tomographie de résistivité électrique ERT-A et de l’essai de pénétration au piézocône CR30068. À plus de 9 m de profondeur, le profil de résistivité électrique de la tomographie diminue beaucoup plus rapidement que celui de l’essai CR30068. Cette différence s’explique par l’effet de bord dans le modèle de résistivité électrique qui peut présenter des artéfacts sans lien avec les propriétés électriques réelles du dépôt d’argile. L’essai CR30068 a été réalisé à seulement 40 m de l’extrémité est du levé ERT-A ce qui fait qu’à cet endroit, la limite du modèle est éventuellement atteinte en profondeur.

Figure 5.1: Comparaison entre les profils de résistivité électrique mesurés par tomographie de résistivité électrique et les profils de résistivité électrique mesurés au RCPTU.

Une comparaison graphique des mesures de résistivité électrique dans l’argile de Louiseville est présentée à la Figure 5.2. En fonction de la discrétisation des deux modèles de résistivité électrique ERT-A et ERT-B, le nombre de points des profils de résistivité électrique définis de ces modèles est beaucoup plus faible que ceux des profils mesurés lors des essais de pénétration au piézocône (Figure 5.1). Par conséquent, aux profondeurs des points des profils de résistivité électrique obtenus de ces modèles, les valeurs de résistivité électrique mesurées lors des essais de pénétration au piézocône ont été extraites pour produire le graphique de la Figure 5.2. Bien que la dispersion du nuage de points de résistivité électrique mesurée par les deux méthodes soit importante (Figure 5.2), une bonne correspondance a été obtenue par la tomographie ERT-A avec les essais au piézocône CR30063 à CR30066 lorsque la résistivité électrique est inférieure à 5 Ω-m. Pour une résistivité électrique supérieure à 5 Ω-m, la résistivité électrique mesurée lors des essais de pénétration au piézocône est largement inférieure à celle mesurée par la tomographie de résistivité électrique ERT-A. L’inverse est obtenu en comparant l’essai CR30068 et la tomographie ERT-A. En effet, une différence plus grande est obtenue lorsque la résistivité électrique est inférieure à 5 Ω-m alors qu’une très bonne correspondance est obtenue lorsque la résistivité électrique est plus élevée. Une divergence importante est généralement observée en comparant la résistivité électrique mesurée lors l’essai de pénétration au piézocône CR30067 et celle mesurée lors de la tomographie de résistivité électrique ERT-B. Selon Shälin et Tornborg (2009), il est normal d’obtenir une différence de résistivité électrique de l’ordre de 2 à 3 Ω-m entre les résultats obtenus par les deux méthodes mais les variations de résistivité électrique en fonction de la profondeur devraient être semblables pour les deux méthodes. Cette différence est liée au volume de sol impliqué dans les mesures. Lors d’un essai de pénétration au piézocône, un diamètre de quelques dizaines de centimètres autour du pénétromètre dans le sol pénétré est impliqué lors de la mesure de résistivité électrique alors que jusqu’à plus d’une centaine de mètres cubes peuvent intervenir dans une mesure par tomographie de résistivité électrique selon l’espacement entre les dipôles de courant et de potentiel. Les différences

observées ici peuvent aussi être expliquées par des problèmes rencontrés avec les appareils. Tel que discuté précédemment, il semble que le module de résistivité électrique du pénétromètre ait fait défaut à certains moments lors des essais de pénétration au piézocône.

Figure 5.2: Comparaison graphique de la résistivité électrique mesurée par tomographie de résistivité électrique et de celle mesurée lors des essais de pénétration au piézocône avec mesure de la résistivité électrique.

Selon Long et coll. (2017), le module de résistivité électrique d’un pénétromètre doit être étalonné régulièrement. Cela pourrait expliquer les différences obtenues entre les deux méthodes puisque l’appareil n’a pas été étalonné avant les travaux. Une expérience a été réalisée en laboratoire plusieurs mois après la réalisation des essais sur le terrain (Annexe 4). Cette expérience a permis de démontrer le mauvais fonctionnement de la sonde lorsque la résistivité électrique de l’eau saline

du bassin d’étalonnage diminue sous 7 Ω-m. Il est aussi possible que les manipulations et la température lors des travaux aient eu un impact sur la sonde durant la campagne d’investigation géotechnique. La tomographie de résistivité électrique ERT-A est également affectée par du bruit en raison des câbles défectueux utilisés dans le secteur est de la ligne de levé AA’. Le modèle de résistivité électrique ERT-B est jugé moins bon en raison de la présence élevée de bruit dans les données recueillies. De plus, ces essais n’ont pas été réalisés durant la même saison ce qui peut affecter les mesures de résistivité électrique. La tomographie de résistivité électrique ERT-A a été réalisée en été, les essais de pénétration au piézocône avec mesure de la résistivité électrique ont été réalisés en hiver et la tomographie de résistivité électrique ERT-B a été faite en automne.