29/04/2009

PRISE EN COMPTE DES CONDITIONS GEOTECHNIQUES DANS LES PROJETS

D’après les données de Gérard DEFER

Ingénieur Conseil, Agence Néoprism

Source Néoprism

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Présentation générale de la géotechnique

• Ensemble des disciplines appliquées à la connaissance du sol

– Géologie– Mécanique des sols et des roches– Hydrogéologie– Eléments de génie civil et travaux publics– Techniques de construction– Techniques environnementales

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Objectifs et buts de la géotechnique

• Inventaire des contraintes et des risques géotechniques

• Réponses et adaptations aux contraintes du site

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Contraintes géotechniques et risques associés

Contraintes

• Pentes• Cavités artificielles ou naturelles• Nappes et eaux souterraines• Nature du sol • Propriétés particulières du sol• Agents anthropiques

Risques associés

• Glissements de terrain • Affaissements – Effondrements• Infiltrations - inondations• Tassement - fissurations• Gonflement – retrait• Pollution sol/nappe

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Attitude face au risque du sol

• Supprimer ou diminuer la cause du problème

• Accepter certains risques

• Adapter le projet

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Pentes Risques Glissements et instabilités 1

Source Néoprism

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Pentes Risques Glissements et instabilités 2

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Pentes Risques Glissements et instabilités 3

Source Néoprism

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Travaux souterrains Risques Affaissements –Effondrements 1a

LIGNE METEOR - PARIS

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Travaux souterrains Risques Affaissements – Effondrements 1b

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Dissolution Risques Effondrements sous chaussée 2a

30 cm

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Dissolution Risques Effondrements sous chaussée 2b

Hauteur 8 mètresLongueur 12 mètres

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Carrières souterraines Risques Effondrements

• Juin 1961 Effondrement d’une ancienne exploitation de craie à Clamart

• 21 morts

• 23 immeubles détruits

• 6 rues détruites

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Carrières souterraines Risques effondrements

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Nature du sol Risques fissuration

Source Néoprism

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Nature du sol Risques fissuration

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Rivières Eaux souterraines Risques Inondation – infiltration 1a

CRUE 1910 QUARTIER DE LA GARE DE LYON

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Rivières Eaux souterraines Risques Inondation – infiltration 1b

CRUE 2005 QUARTIER DE CHIANG MAI

Source Néoprism

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Rivières Eaux souterraines Risques Inondation – infiltration 1c

CRUE 1910 QUAI DE GRENELLE – RUE SAINT CHARLES

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Prévention des risques naturels

• Les documents réglementant l'occupation du sol (plan locaux d'urbanisme - P.L.U.,

schéma de cohérence territoriale, …) doivent prendre en compte les risques

naturels (article L 121-10 du code de l'urbanisme). Ainsi, le PPR doit être annexé au

P.L.U. de la commune.

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Plan de Prévention des Risques Inondation

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Prise en compte des conditions géotechniques

• Localisation sur carte, calage du projet

• Contexte géomorphologique et géologique

• Pendage des couches

• Présence de cavités, de karsts, de carrières, de mines, de décharges…

• Présence d’une nappe et variations probables

Source Néoprism

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Acquisition et traitement des données

• Données générales (directement accessibles par consultation des bases de

données).

• Données observées ou acquises in situ (missions normalisées)

Source Néoprism

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Sources d’informations générales

• Institut Géographique National

– Cartothèques

– Photothèques

• Inspection Générale des Carrières

– Carrières abandonnées

– Risques spéciaux

• Préfectures, mairies

– PLU/SRU

– Plans de Préventions des Risques Naturels

• Bureau de Recherche Géologiques et Minières

– Cartes géologiques

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Inventaire des contraintes géotechniques

Acquisition de données Localisation Carte topographique

Projet

Source Néoprism

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Inventaire des contraintes géotechniques

Acquisition de données Localisation Carte topographique

Projet

Source Néoprism

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Inventaire des contraintes géotechniques

Traitement de données Notion de profil topographique 1

Projet

Projet

Source Néoprism

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Inventaire des contraintes géotechniques

Acquisition de données Localisation Photo aérienne 1

Projet

Source Néoprism

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Inventaire des contraintes géotechniques

Acquisition de données Localisation Photo aérienne 2

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Outils Vocabulaire géologie

• Géologie - hydrogéologie1. Nature des sols

1. Argiles2. Sables3. Marnes4. Roches

2. Hydrogéologie1. Nappe phréatique – aquifère2. Perméabilité – conductivité hydraulique

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Outil Log géologique du Bassin Parisien

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Inventaire des contraintes géotechniques

Acquisition de données Localisation Carte géologique

Les différentes formations géologiques apparaissent sous une couleur différente

Un fond topographique au 1/50 000 ème

Argile Verte du sannoisien

Calcaire de Brie

Sable de Fontainebleau

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Inventaire des contraintes géotechniques

Acquisition de données Localisation Carte géologique

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Inventaire des contraintes géotechniques

Acquisition de données Calage Coupe prévisionnelle

Calage du projet

Coupe géologique de Paris

Niveaux exploités

Gypse

Calcaire grossier

Craie

Projet

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Outils Notion de pendage 1

• Le degré de pendage est l'inclinaison maximale ou la plus grande pente d'une couche mesurée en degré par rapport à l'horizontale. Il est toujours mesuré perpendiculairement à la direction (flèche jaune). Pour ce, on utilise la règle dite de la main droite, où le pendage se trouve toujours à droite de la direction (flèche bleue). Pour éviter toute confusion avec la direction, le pendage est exprimé à l'aide de deux nombres entre 0° et 90° (ex: 09°) et toujours énoncé après celle-ci (ex: 045°/20° sont la direction et le degré de pendage). Sur la carte géologique, la direction de la structure et le pendage sont représentés ainsi

20 °

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Inventaire des contraintes géotechniques

Acquisition de données Localisation Carte géologique

Projet

Source Néoprism

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Inventaire des contraintes géotechniques

Traitement de données Calage Coupe géologique

Projet

Source Néoprism

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Inventaire des contraintes géotechniques

Traitement de données Calage Coupe géologique

Projet

Source Néoprism

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Inventaire des risques

Acquisition de données Localisation Risques Carrières souterraines

Projet

Source Néoprism

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Inventaire des risques

Acquisition de données Localisation Risques Inondation

Exemple d’un PPR Inondation

Projet

Source Néoprism

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Inventaire des risques

Acquisition de données Localisation RisquesArgiles

Projet

Source Néoprism

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Inventaire des risques

Acquisition de données Localisation Carte de carrières

ProjetProjet

Source Néoprism

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Inventaire des risques

Acquisition de données Localisation Risques Carrières

Projet

Source Néoprism

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Outils Objectifs de la caractérisation des sols

• En fonction du calage et des données collectées

• Etablir un programme d’acquisition de données complémentaires

– Prévoir le comportement et la réponse du sol sur le projet initial

• Contraintes limites et contraintes admissibles (charges de service)

• Tassements

– Modifier ou adapter le projet

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Missions géotechniques

• Norme NFP 94 500 décembre 2006

• Recommandations professionnelles

• DTU 11 – Travaux de sondages

• DTU 12 - Dallages

• DTU 13 – Fondations

• DTU 14 - Cuvelage

• Fascicules 62

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Outils Essais in situ pour acquisition des données géomécaniques

• Pressiomètre (pression limite et « raideur »à partir de la relation pression volume d’une sonde)

• Pénétromètre (rupture du sol sous l’effet d’une pointe battue)

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Inventaire des contraintes et risques géotechniques

Acquisition de données ObservationsPendage

Source Néoprism

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Inventaire des contraintes et risques géotechniques

Traitement de données Traitement d’image

Source Néoprism

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Inventaire des contraintes et risques géotechniques

Acquisition de données Observations Carrières souterraines

Carrière de Calcaire Grossier (Saint Ouen l’Aumône 95)

Carrière de Calcaire Grossier (Saint Ouen l’Aumône 95)

Source Néoprism

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Inventaire des contraintes et risques géotechniques

Acquisition de données Observations Carrières souterraines

La méthode qui était utilisée par les carriers est dite par hagues et bourrages. On exploite le banc de pierre et au fur et à mesure de l’avancée du front de taille, on dresse des piliers à bras (des pierres superposées pour tenir le ciel de carrière)

Source Néoprism

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Inventaire des contraintes et risques géotechniques

Acquisition de données Observations Carrières souterraines

Une fois le secteur épuisé, on remblaye la carrière avec du stérile d’exploitation et on monte des murs de pierres sèches appelées hagues pour tenir ce remblai.

Source Néoprism

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Inventaire des contraintes et risques géotechniques

Acquisition de données Observations Carrières souterraines

Source Néoprism

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Inventaire des contraintes et risques géotechniques

Acquisition de données Observations Karst (cavité liée à la dissolution)

Source Néoprism

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Inventaire des contraintes et risques géotechniques

Acquisition de données Observations Fontis (Cavité en surface)

Source Néoprism

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Inventaire des contraintes et risques géotechniques

Acquisition de données Investigations Méthodes indirectes

Profil électrique

Source Néoprism

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Inventaire des contraintes et risques géotechniques

Acquisition de données Investigations Méthodes par sondages

Sondages destructifs Sondages carottés

Source Néoprism

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Inventaire des contraintes et risques géotechniques

Traitement de données Investigations méthodes directes

Marnes Bleues

d’Argenteuil

Source Néoprism

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Réponses et adaptations aux contraintes du site

Synthèse des données géotechniques – simulation des projets

Source Néoprism

29/04/2009

Réponses et adaptations aux contraintes du site

Synthèse des données géotechniques – Simulation des projets

A A

Source Néoprism

29/04/2009

Réponses et adaptations aux contraintes du site

Synthèse des données géotechniques – simulation des projets

Source Néoprism

29/04/2009

Réponses et adaptations aux contraintes du site

Synthèse des données géotechniques – simulation des projets

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Réponses et adaptations aux contraintes du site

Synthèse des données

• Terrassements– Présence de bancs rocheux, de vestiges…– Présence de carrières

• solution de confortation (injection, consolidations…)– Présence de nappe

• solution de rabattement (puits, pointes filtrantes…)– Présence de polluants

• type (organiques, métalliques…)• vecteur (sol/nappe/air…)• solution de dépollution (traitement,puits, pointes filtrantes…)

• Soutènements– Mode (tranchées blindées, voiles par passes, béton projeté, berlinoise, paroi

moulée…)– Dispositifs d’appuis provisoires ou définitifs (butons, tirants, contreforts…)

• Fondations du batiment– Type (semelles Tranchées blindées, voiles par passes, béton projeté, berlinoise, paroi

moulée…)– Contraintes admissibles et évaluations des tassements)

Source Néoprism

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Réponses et adaptations aux contraintes du site

Problème particulier Glissements et instabilités

• Ouvrage sur une pente initialement instable

– Pentes naturelles – grands glissements– Circulations souterraines

• Ouvrage sur une pente rendue instable

– Suppression de la butée de pied– Modification des écoulements souterrains

Source Néoprism

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Réponses et adaptations aux contraintes du site

Problème particulier Glissements et instabilités

Source Néoprism

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Réponses et adaptations aux contraintes du site

Problème particulier Glissements et instabilités

Pentes naturelles Pentes artificielles

Source Néoprism

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Réponses et adaptations aux contraintes du site

Problème particulier Glissements et instabilités

Facteurs d’instabilité

Discontinuités

Hétérogénéité

Effets de l’eauSurface de rupture

Contraintes initiales

Fissures de traction

Formations molles

Source Néoprism

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Réponses et adaptations aux contraintes du site

Problème particulier Glissements et instabilités

Source Néoprism

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Réponses et adaptations aux contraintes du siteProblème particulier Glissements et instabilités

Adaptation à la pente Exemple de solution – murs cloutés

Source Urbatec

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Réponses et adaptations aux contraintes du site

Problème particulier Glissements et instabilitésAdaptation à la pente Exemple de solution – murs cloutés

Source Néoprism

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Réponses et adaptations aux contraintes du site

Problème particulier Glissements et instabilitésAdaptation à la pente Exemple de solution – murs cloutés

Source Néoprism

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Réponses et adaptations aux contraintes du site

Problème particulier Glissements et instabilitésTraitement des talus Exemple de solution – murs gabions

Source Atelier Bruel Delmar

29/04/2009

Réponses et adaptations aux contraintes du site – Sol industrielInstabilité due à un héritage d’un sol hétérogène du à l’histoire post industrielle du site

Remplacement de fondations par un mur poidsSoutènement en gabions

® Bruel-Delmar

29/04/2009

® Bruel-Delmar

Réponses et adaptations aux contraintes du site – Sol industrielInstabilité due à un héritage d’un sol hétérogène du à l’histoire post industrielle du site

Remplacement de fondations par un mur poidsSoutènement en gabions

29/04/2009

® Bruel-Delmar

Réponses et adaptations aux contraintes du site – Sol industrielInstabilité due à un héritage d’un sol hétérogène du à l’histoire post industrielle du site

Remplacement de fondations par un mur poidsSoutènement en gabions

29/04/2009

Réponses et adaptations aux contraintes du site – Sol industrielInstabilité due à un héritage d’un sol hétérogène du à l’histoire post industrielle du site

Remplacement de fondations par un mur poidsSoutènement en gabions

® Bruel-Delmar

29/04/2009

Réponses et adaptations aux contraintes du site – Sol industrielInstabilité due à un héritage d’un sol hétérogène du à l’histoire post industrielle du site

Remplacement de fondations par un mur poidsSoutènement en gabions

® Bruel-Delmar

29/04/2009

Réponses et adaptations aux contraintes du site Sol Pentu + sous sol avec argile à meulières

Instabilité due à la qualité du sous-sol

Remplacement de fondations par un mur poidsSoutènement en gabions – Maille souple

® Bruel-Delmar

29/04/2009

Réponses et adaptations aux contraintes du site

Problème particulier Glissements et instabilitésAdaptation à la pente Exemple de solution – murs gabions

29/04/2009

Réponses et adaptations aux contraintes du site

Problème particulier Glissements et instabilitésAdaptation à la pente Exemple de solution – murs gabions