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MASW / VS30 à Dijon : vitesse des ondes de cisaillement et classification sismique

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Le sous-sol dijonnais, taillé dans les calcaires du Jurassique qui affleurent sur les coteaux de la Côte-d'Or avant de plonger sous les alluvions de l'Ouche, réserve bien des contrastes. La ville compte 158 000 habitants et le bassin de Dijon Métropole concentre un parc immobilier ancien en pleine mutation, avec des opérations de réhabilitation lourde sur des terrains karstiques parfois instables. Dans ce contexte, la mesure de la vitesse des ondes de cisaillement Vs30 par la méthode MASW devient un préalable incontournable pour toute étude de sol sérieuse à Dijon. Le zonage sismique réglementaire, bien que modéré (zone 2), impose une classification de site rigoureuse selon l'Eurocode 8, surtout quand on construit sur les formations de comblement de la vallée. Un ingénieur local sait que les contrastes d'impédance entre les graves calcaires et les limons de débordement peuvent piéger les ondes sismiques. Avant d'engager la campagne géophysique, on recoupe souvent les indices avec une granulométrie pour vérifier la nature des matériaux de surface, ou un essai de plaque de charge quand le projet prévoit des dallages industriels sur les zones d'extension à l'est de la ville.

La signature MASW des calcaires karstifiés de la Côte-d'Or diffère radicalement de celle des alluvions de l'Ouche — un contraste que seul un profil Vs30 peut quantifier correctement.

Nos domaines de service

Comment nous travaillons

À Dijon, quand on installe un dispositif MASW sur le glacis ou dans la plaine alluviale, on remarque immédiatement la signature très particulière des remplissages quaternaires. La dispersion des ondes de Rayleigh trahit souvent la présence de poches argileuses molles intercalées dans les éboulis calcaires, un héritage des périodes de gélifraction qui ont affecté le relief de la Côte. L'acquisition se fait avec un sismographe multicanaux et des géophones basse fréquence, en déployant une ligne d'écoute de 46 ou 69 mètres selon la profondeur d'investigation visée. Le traitement du signal, par transformation en domaine fréquence-nombre d'onde, permet d'extraire la courbe de dispersion apparente puis de l'inverser pour obtenir un profil de Vs en fonction de la profondeur. Ce profil est ensuite intégré jusqu'à 30 mètres pour calculer le Vs30, paramètre clé de la classification de site. Sur les coteaux nord de Dijon, où le substratum rocheux affleure à faible profondeur, on peut coupler la méthode avec un essai CPT pour caler la transition sol-roche avec une précision centimétrique. Le rapport final, conforme à la norme NF EN 1998-1, inclut la courbe de dispersion mesurée, le modèle de vitesse inversé, la valeur du Vs30 et la classe de sol au sens de l'Eurocode 8, prêt à être transmis au bureau de contrôle.
MASW / VS30 à Dijon : vitesse des ondes de cisaillement et classification sismique
Image technique — Dijon

Contexte géotechnique local

Le contraste est saisissant entre le quartier de la Toison d'Or, bâti sur des alluvions récentes de l'Ouche avec des vitesses Vs30 souvent inférieures à 250 m/s (classe C ou D), et les hauteurs de Talant, où le calcaire bajocien affleurant donne des Vs30 supérieurs à 800 m/s (classe A). Cette variabilité spatiale, typique du piémont bourguignon, signifie qu'un projet de bâtiment R+4 peut nécessiter un dimensionnement parasismique radicalement différent selon la parcelle. Le risque principal à Dijon n'est pas tant l'aléa sismique régional — modéré — que l'amplification locale des ondes dans les remplissages sédimentaires meubles, un phénomène connu sous le nom d'effet de site. Une classification de sol erronée, basée sur une simple description géologique sans profil Vs30, peut conduire à sous-estimer l'accélération spectrale de calcul et à dimensionner des fondations insuffisamment armées. La méthode MASW, non intrusive et rapide, lève cette incertitude en fournissant une grandeur physique objective, opposable au contrôleur technique dans le cadre du permis de construire.

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Cadre normatif

NF EN 1998-1:2004 + A1:2013 — Eurocode 8 : Calcul des structures pour leur résistance aux séismes, NF EN 1997-1:2005 — Eurocode 7 : Calcul géotechnique, NF P94-500 — Missions géotechniques — classification et spécifications, Décret n° 2010-1255 du 22 octobre 2010 portant délimitation des zones de sismicité du territoire français, Guide technique du CSTB « Application de l'Eurocode 8 — Classification des sites et spectres de réponse »

Données techniques

ParamètreValeur typique
Paramètre mesuréVs (vitesse des ondes de cisaillement) en fonction de la profondeur
Valeur calculéeVs30 (moyenne harmonique sur 30 mètres)
Norme de classificationNF EN 1998-1 (Eurocode 8) – Tableau 3.1
Géométrie d'acquisitionDispositif linéaire de 46 à 69 m, 24 ou 48 géophones basse fréquence (4,5 Hz)
Source sismiqueMasse battante de 8 à 12 kg ou marteau instrumenté, coups espacés de 2 m
Profondeur d'investigationJusqu'à 30-35 m en configuration standard, 50 m avec dispositif allongé
Résultat livréProfil Vs(z), Vs30, classe de sol (A, B, C, D, E), courbe de dispersion, spectre de réponse élastique
Durée d'intervention terrainUne demi-journée par ligne de mesure, incluant l'installation et le repli

Questions et réponses

Combien coûte une campagne MASW pour déterminer le Vs30 à Dijon ?

Le budget pour une mission MASW complète à Dijon se situe généralement entre 1 600 € et 3 260 €. Cette fourchette couvre la mobilisation d'un sismographe 24 canaux avec géophones basse fréquence, l'acquisition sur une ligne de 46 à 69 mètres (source active, avec option passive si nécessaire), le traitement du signal, l'inversion de la courbe de dispersion et la rédaction du rapport avec classification Eurocode 8. Le tarif final dépend du nombre de lignes, de l'accessibilité du site et de la complexité du traitement (sol karstique, fort bruit urbain).

Quelle est la différence entre une mesure MASW et un profil de réfraction sismique pour la classification de site ?

La réfraction sismique mesure la vitesse des ondes de compression (Vp) et identifie les interfaces par variation de vitesse ; elle est excellente pour cartographier le toit rocheux mais ne donne pas directement le module de cisaillement du sol. La méthode MASW, elle, mesure spécifiquement la vitesse des ondes de cisaillement (Vs) en utilisant la dispersion des ondes de surface de Rayleigh. C'est cette Vs qui est exigée par l'Eurocode 8 pour le calcul du Vs30 et la classification de site (classes A à E). Les deux méthodes sont complémentaires et souvent réalisées conjointement sur les sites complexes de la région dijonnaise.

Le MASW peut-il être réalisé en zone urbaine dense comme le centre-ville de Dijon ?

Oui, c'est tout à fait possible, même dans le centre sauvegardé de Dijon. La méthode passive (ReMi ou FK) utilise le bruit ambiant — circulation, piétons, vibrations industrielles — comme source sismique, ce qui évite les nuisances sonores d'une masse battante. L'acquisition se fait avec des géophones disposés en cercle ou en ligne courte de quelques dizaines de mètres, compatible avec les contraintes d'espace des cours intérieures ou des rues étroites. Le traitement extrait la courbe de dispersion à partir du bruit de fond, et l'inversion fournit un profil Vs30 fiable jusqu'à 30-40 mètres de profondeur.

Emplacement et zone de service

Nous intervenons à Dijon et ses environs.

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