En 1998, un site de stockage de déchets ultimes, Stocamine, est inauguré dans le bassin potassique alsacien, au Nord-Ouest de Mulhouse. Le site est situé à 550m de profondeur, dans une couche de sel de 20m d'épaisseur. Peu de temps après le creusement des galeries, le fluage du sel est constaté. Le suivi des galeries souterraines devient alors nécessaire afin de s'assurer de leur stabilité sur le long-terme.

Au cours des dernières décennies, l'application du lidar, pour «LIght Detection And Ranging», s'est étendue à de nombreux domaines des géosciences. Lors d'une acquisition, le lidar génère un nuage de points, représentant en 3D l'objet ou la zone d'étude. En réalisant des acquisitions régulières, des déplacements, de l'ordre du millimètre, sont détectables à partir de l'analyse des nuages de points.

Dans cette étude, d'Avril 2017 à Avril 2019, des campagnes d'acquisitions lidar statiques ont été menées tous les deux à trois mois dans deux galeries souterraines pour suivre leurs déformations et caractériser le comportement mécanique du sel. Les galeries 11 et 12, larges de 4m, hautes de 2.2 à 3m, longues de 100 et 80m, sont orientées N008°O et N040°E, respectivement. Par ailleurs, les deux galeries sont connectées par une extrémité et rattachées au site de stockage par l'autre. Afin d'étudier uniquement le fluage du sel, des réflecteurs spécifiques sont installés sur les parements et le toit, tous les 10m dans la galerie 11 et tous les 8m pour la galerie 12.

Après deux ans de suivi, la déformation horizontale s'établit entre 0.10 et 0.30% ± 0.08% dans la galerie 11 contre 0.30 à 0.70% ± 0.08% dans la galerie 12. Nos résultats sont validés par la comparaison aux mesures réalisées dans le site de stockage proche. En outre, nos résultats révèlent la présence d'un gradient de déformation horizontale le long de la galerie 12. Dans la galerie 12, la déformation horizontale est forte, environ 0.70%, aux abords du site stockage alors qu'à l'autre extrémité, elle est similaire à celle observée dans la galerie 11, environ 0.30%. Deux hypothèses sont considérées pour expliquer cette observation : l'impact d'un stot résiduel 20m au-dessus du site de stockage, relique de l'exploitation de la potasse, et le champ de contraintes régional.

D'après des essais en laboratoire, la loi de comportement mécanique du sel du bassin potassique alsacien est une loi de Norton. Dans des travaux de modélisation du site de stockage entrepris par l'INERIS et Itasca, ces paramètres avaient été adaptés, notamment pour retrouver les déformations relevées à travers le site. À partir d'un modèle géomécanique et des résultats de la galerie 11, les paramètres de la loi de comportement mécanique du sel sont estimés. Nos estimations sont conformes aux paramètres obtenus expérimentalement.

A travers ces travaux, l'application du lidar au suivi de galeries souterraines et à la caractérisation mécanique de l'encaissant est illustrée. Nos résultats sont à chaque fois validés par des données externes. Le lidar se révèle être ainsi un instrument fiable et polyvalent.