Le géo-radar (GPR) est une technique non destructive de prospection géophysique utilisant des ondes électromagnétiques pour détecter des cibles souterraines et caractériser les matériaux en profondeur. Il trouve des applications dans divers domaines, tels que le génie civil, l'archéologie, et la dépollution, en offrant des informations précises et continues sur la composition du sous-sol. Bien que ses avantages soient nombreux, il présente également des limitations, notamment des coûts élevés et des performances variables en fonction des conditions du terrain.

1. GROUND PENETRATING RADAR
LE GÉO-RADAR
Réalisé par:
- HECHIM Roufaida
Master 1 restauration et conservation architecturale
L’année universitaire: 2017/2018
Université Badji Mokhtar -Annaba -
Faculté des Sciences de la Terre
Département d’Architecture
Sous l'égide
de:
- Mr. ATTOUI

2. PLAN DE TRAVAIL
-QU'EST CE QUE Géo-radar ?
- LES PRINCIPES DE LA DÉTECTION PAR GPR
- CONDITIONS D’UTILISATION:
- COMPOSANTS DE GPR
- LES DOMAINES D’APPLICATION.
- DES EXEMPLES SUR L’APPLICATION DE GPR
- LES AVANTAGES
- LES INCONVÉNIENTS
- CONCLUSION
- BIBLIOGRAPHIE

3. QU'EST CE QU’UN GÉORADAR ?
Le géo-radar (en anglais GPR Ground Penetrating
Radar) est une technique de prospection
géophysique non destructive fondée sur l’analyse des
phénomènes de propagation (réfraction, réflexion et
diffraction) des ondes électromagnétiques hautes
fréquences (10 MHz à 2 GHz) dans le sous-sol.
Le géo-radar, initialement de nature impulsionnelle,
est fondé sur l’excitation du sous-sol, à partir d’une
antenne d’émission, par un train d’impulsions de
durée courte (1 à 50 ns) afin de détecter, à l’aide
d’une antenne de réception, les échos successifs
associés aux contrastes de permittivités ou de
conductivités rencontrés par les ondes
électromagnétiques au cours de leur propagation.
Ces contrastes témoignent de la présence de cibles
enfouies ou de stratifications du sous-sol. L’utilisation
du géo-radar fréquentiel est bien plus récente en
raison des contraintes instrumentales qui lui sont
associées, et il fait l’objet d’un nombre important de

4. - Une antenne émettrice et réceptrice
envoie une onde radar qui se propage
dans le sous-sol.
- Une partie se réfléchit aux interfaces
des matériaux.
- On enregistre le temps de trajet de
l’onde ainsi que l’amplitude de réflexion.
-Si le chantier est sur le domaine public, a fortiori sur la chaussée, un arrêté de
circulation est préférable (sécurité)
-Il faut étalonner le radar à chaque changement de milieu.
-L’interprétation est délicate lors de variations des natures de sols.
-L’utilisation nécessite une bonne formation et de l’expérience.
-On se déplace perpendiculairement à la direction supposée du réseau (coupes
transversales).
LES PRINCIPES DE LA
DÉTECTION PAR RADAR
GÉOLOGIQUE:
CONDITIONS D’UTILISATION:

5. Les géo-radars sont en général composés des éléments suivants :
• une unité de commande et de stockage des données (micro-ordinateur)
• une unité de contrôle, chargée de synchroniser et de servir d'interface entre les différents
éléments
• une électronique d'émission, chargée de générer le courant qui est appliqué à l’antenne
d'émission
• une électronique de réception, chargée d'amplifier et de numériser le signal mesuré Par
l'antenne réceptrice.
• une antenne émettrice.
• une antenne réceptrice.
LES COMPOSANTS DE GPR

6. LES DOMAINES D’APPLICATION
GÉNIE CIVIL : RECHERCHE DE RÉSEAUX ENTERRÉS ET DE
CAVITÉS, CARACTÉRISATION DES TERRAINS SUPERFICIELS, AUSCULTATION
D’OUVRAGES.
DÉPOLLUTION : RECHERCHE DE CUVES ENTERRÉES, DE FÛTS
MÉTALLIQUES, D’ENGINS EXPLOSIFS.
CONTRÔLE NON DESTRUCTIF : COUCHES DE CHAUSSÉES, FER À BÉTON,
TUNNELS.
ARCHÉOLOGIE : RECHERCHE DE VESTIGES.
HYDROGÉOLOGIE : PRÉSENCE D’EAU.

7. toutes les subtilités de la géologie de sub-surface (0 à 15 m) peuvent être
détectées à l'aide de cette méthode.
Elle permet ainsi de disposer d'une information précise et surtout continue, de
manière non intrusive et économique.
Le GPR permet d'identifier :
- les caractéristiques des matériaux : lithologie, granulométrie...
- les variations verticales et horizontales de faciès
- la facturation et les mouvements des matériaux (glissements)
- le sommet des nappes phréatiques
GÉOLOGIE ET GRANDES STRUCTURES
Localisation d'accidents géologiques : fissuration, failles,

8. Les fuites ou les épanchements de fluides dans les sols perturbent les
caractéristiques diélectriques des matériaux, permettant ainsi de localiser les zones
imbibées par ces liquides : eau, hydrocarbures, huiles...Ces détections permettent
de localiser et de caractériser les volumes impactés par des liquides en forte
concentration, et cela si possible, avant même qu'ils ne génèrent des désordres
(effondrement, glissement...) ou des pollutions visibles.
LES FUITES, POLLUTION DES SOLS
Zone contaminée par des hydrocarbures

9. Au fur et à mesure des travaux de rénovation et de reconstruction, le sous-sol des
édifices accumule de plus en plus de structures massives et de vides pouvant
présenter des risques pour la stabilité des constructions, pour les travaux ou pour
l'environnement.
Le GPR permet de localiser et d'identifier ces structures enfouies et d'en déterminer
les dimensions et l'organisation. Des interventions curatives ponctuelles ou des
modifications du projet peuvent alors être anticipées pour tenir compte de ces aléas
historiques et structurels.
CAVES, GALERIES, FONDATIONS, SOUTÈNEMENTS...
Matériaux présents derrière un mur de
soutènement
Cavités sur un site industriel

10. Les investigations GPR ne remplacent pas les fouilles archéologiques, celles-ci ayant
un caractère réglementaire. Toutefois, réalisés préalablement aux opérations de
terrain, des profils GPR permettent d'estimer l'importance (en quantité) des vestiges
présents sur une emprise et d'en définir l'étendue horizontale et verticale. Ces
données couplées aux informations bibliographiques disponibles fournissent les
bases d'une approche objective de la contrainte archéologique sur le chantier
concerné. Les impacts financiers et calendaires de cette contrainte peuvent alors être
mieux anticipés et programmés.
VESTIGES ARCHÉOLOGIQUES
Investigation GPR 3D et résultat des fouilles archéologiques

11. Le géo-radar et l'une des méthodes non
intrusives permettant d'obtenir le plus
d'informations sur la composition d'une structure
bâtie.
Elle permet de discerner la composition et
l'organisation des matériaux en
fournissant des informations géométriques en
2D, et maintenant en 3D.
Cette méthode donne rapidement et de manière
non destructive, la possibilité d'orienter des
reconnaissances ou des travaux ultérieurs
éventuellement nécessaires : prélèvement
d'échantillons, analyses, démontage...
SONDAGE DE CONSTRUCTIONS
Expertise d'un plafond ancien présentant une
fissure active (flèche bleu foncé) Le profil
GPR montre que deux barres métalliques
(flèches bleu clair) ont été ajoutées sous le
plancher : elles sont probablement à l'origine
de la fissure visible

12. La présence de béton armé n'est pas un obstacle aux reconnaissances par
GPR.
Mais en utilisant des antennes haute fréquence, il est possible d'obtenir
des
informations très précises sur la composition même de ces structures :
- épaisseur et hétérogénéité des bétons, y compris les fissures.
- densité, dimension et discontinuité des nappes de ferraillage ou des
armatures.
- qualité de la pose du ferraillage.
- présence de câbles, de réseaux, de vides ou de zones d'altération.
BÉTONS ARMÉS

13. Comment peut-on évaluer la probabilité de corrosion des armatures
par GPR ?
La probabilité de corrosion des armatures est généralement forte là où le béton est
contaminé par les ions chlorures, et elle est faible ailleurs. Cette contamination du béton
par les ions chlorures engendre une atténuation très significative des ondes Géo-radar
lors de leur propagation dans les dalles (Fig. 2a). L’évaluation de la probabilité de
corrosion des armatures par Géo-radar consiste donc tout simplement à déterminer les
endroits où l’atténuation des ondes Géo-radar est forte au sein d’une dalle (endroits où
le béton est corrosif (fig. 2b)), et à associer ces endroits aux endroits où la probabilité de
corrosion des armatures est forte.
Figure 1 : Réflexions des ondes – cas d’une
dalle de tablier de pont
Figure 2 : Principe de l’évaluation de la
probabilité de corrosion par Géoradar

14. COMPARAISON ENTRE LES RÉSULTATS DE RELEVÉS
GÉORADAR ET DE POTENTIEL DE CORROSION SUR DES
STRUCTURES EN SERVICE:

15. D’ÉNORMES COÛTS DE DÉMOLITION ET DE RECONSTRUCTION
ONT ÉTÉ ÉLIMINÉS:
Conditions de chantier :
Il s’agit dans cette exemple de la rénovation complète d’un bâtiment âgé d’environ 50 à 60
ans où les dalles sont supportées par des poutres maitresses et des poutrelles de béton
espacées de 36 po. c/c.
Seule la structure de ce bâtiment est conservée.
240 nouvelles salles de bains doivent être aménagées sur les trois étages de ce bâtiment.
Problème :
Due au grand nombre de poutrelles, l’entrepreneur doit, presque pour chaque salle de bain,
défaire et recommencer les partitions puisque les trous des toilettes et des lavabos
adonnaient sur des poutrelles.
Notre solution :
Confronté aux coûts exorbitants de construire les divisions, des démolir, et des reconstruire,
l’entrepreneur a donc fait appels à nos services.
A l’aide d’un géo-radar les poutrelles ont été localisées, et ont donc toutes été marquées sur
le sol.
En connaissant la position de chaque poutrelle, l’entrepreneur et l’architecte ont pu convenir
de la position finale des partitions à être montées en pouvant tenir compte des poutrelles sous
la dalle.

16. COÛTS DE CONCASSAGE ET DE RÉPARATION DE BÉTON ONT
ÉTÉ ÉLIMINÉS:
Conditions de chantier :
Il s’agit dans cet exemple de l’aménagement d’un local dans un édifice à bureaux existant en béton.
Des monuments de plancher de 10 po. x 10 po. x 6 po. prof. doivent être encastrés dans la dalle de
béton de 10 po. d’épaisseur.
Ne voulant pas que des barres d’armature soit coupée, l’ingénieur en structure demande qu’aucun
outils de coupe aux diamants soit utilisé.
Problème :
L’entrepreneur doit donc utiliser un concasseur à béton pour faire les 10 trous de 10 po x 10 po. x 6
po de prof. Et lorsque des barres d’armatures sont rencontrées l’ouverture doit être déplacée ou
agrandie.
L’entrepreneur se rend vite compte que ceci demandera trop de temps et qu’il serait difficile
d’ancrer convenablement ces monuments dans trous beaucoup trop grands et difformes.
Notre solution :
Avec un géo-radar, les barres d’armature qui étaient à moins de 6 po. de profondeur ont été
identifiées et marquées en jaune sur la dalle. Les barres qui étaient à plus de 6 po. de prof. ont été
marquées d’un autre couleur.
L’entrepreneur et l’architecte ont donc été en mesure de choisir des endroits où les ouvertures
pouvaient être sciées aux diamants en évitant de couper l’armature.
Aussi, en évitant de couper l’armature, des trous de 2 po. de diamètre ont pu être forés au diamant

17. TRAVAUX DE SCIAGE DE DALLE SUR SOL ET D'EXCAVATION:
Conditions de chantier :
Dans un centre d’achat connu, un entrepreneur doit scier la dalle et excaver pour faire des
tranchées dans le but d’installer des drains de plancher, des toilettes, lavabos, etc…
Problème :
Des conduits électriques (haute et basse tension) et de communications sont présents autant
dans le béton que dans le sol.
La position exacte du tuyau d’égout n’est pas connue avec certitude.
L’entrepreneur a donc fait appel à nos services.
Notre solution :
Le tuyau d’égout a été localisé avec précision avec nos instruments de localisation et tracé sur
la dalle.
Une fois la position du tuyau d’égout connue, l’entrepreneur a donc pu planifier et tracer les
tranchées en fonction des plans de plomberie et en fonction de la position du tuyau d’égout sur
lequel seront raccordés les drains de plancher, futures lavabos et toilettes.
Les conduits électriques dans le béton et le sol, en conflit avec les tranchées à scier, ont été
détectés avec un géo-radar et un localisateur électromagnétique puis marqués sur le sol.
Les conduits impossibles à éviter ont été identifiés et dans certains cas remplacés avant même
de scier la dalle. Ce qui a évité des pannes électriques et de téléphone prolongées aux autres
commerces du centre d’achats

18. AVANTAGES DU GPR
- Enregistrement à grande vitesse
(8 km / h)
- Capable de détecter les vides et
les tranchées
- Capable de déterminer les
profondeurs et les longueurs des
cibles
- Les couleurs améliorent
également la qualité des données
- Réel l'unité d'affichage de l'heure
représente un profil en coupe
transversale
- Utilisé dans beaucoup
d'applications
INCONVÉNIENTS DU GPR
- Les fréquences plus élevées ne
pénètrent pas autant que les fréquences
plus basses (la pénétration est limitée)
- Ne fonctionne pas bien en argile
- Le terrain doit être plat et même
- L'interprétation des radars est
généralement complexe
- Téléphones cellulaires, radios
bidirectionnelles , la télévision et les
émetteurs de radio et de micro-ondes
peuvent causer du bruit sur
l'enregistrement GPR
- Méthode d'enquête très coûteuse

19. CONCLUSION:
- Le GPR a été développé en une technique sophistiquée qui peut fournir des
images détaillées de la surface proche.
-Le GPR est une technique géophysique dépendant du temps qui peut fournir une
pseudo image 3-D de la sous-surface, y compris la quatrième dimension de la
couleur.
- Il peut également fournir des informations précises d'estimation de profondeur
pour de nombreux objets de sous-surface communs.
- Dans le domaine de la science de la terre, il a utilisé l'étude des sommets, des
sols, des eaux souterraines et de la profondeur de la glace.
- Le GPR est un excellent outil pour cartographier la surface souterraine de la terre
dans des études géologiques et géophysiques récentes.

20. BIBLIOGRAPHIE:
1/ Les applications du GPR pour la construction, HUB. Environnement.
2/ le bulletin d’AusculTECH n04 « évaluation de la probabilité de corrosion des
armatures par géo-radar » octobre 2013.
3/ La Détection Géo-référencée des réseaux enterrés ou Géo-détection Loriane
ROUSSEL, Toposcan.
4/ UTILISATION D'UN GÉORADAR AFIN DE CARACTÉRISER LA
STRATIGRAPHIE DE LA TOURBE ET ESTIMER LE CARBONE ORGANIQUE
ACCUMULÉ DANS UNE TOURBIÈRE BORÉALE, RÉGION D'EASTMAIN, BAIE
JAMES, QUÉBEC; PIERRE-LUC DALLAIRE, UNIVERSITÉ DU QUÉBEC À
MONTRÉAL.
5/ https://www.georadar.ca/fr/etudes-de-cas/auscultation-dalle-structurale