Post on 20-Feb-2019
SOCIETE NATIONALE DES CHEMINS DE FER FRANÇAIS
REGION DE DIJON
23, Rue des Perrières 21000 DIJON - Tél. (80) 32.50.60
ETUDE DE LA COUPE GEOLOGIQUE DU TUNNEL
FERROVIAIRE DE BLAISY-BAS (21)
par
Ch. GLINTZBOECKEL
avec la collaboration de R. ROIGNOT
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BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES
SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL
B.P. 6009 - 45018 O R L É A N S CEDEX - Tél. (38) 66.06.60
Service géologique régional J U R A - A L P E S
B. P. 6083 . 60604 VILLEURBANNE / Crolx-Luizet - Tél. (78) 52.26.67
74 SGN O47 JAL Lyon, Février 1974
R E S U M E
L'étude de la coupe géologique du tunnel de Blaisy-Bas (21) a été
réalisée à la demande de la Direction Régionale de la S.N.C.F. à DIJON.
La restitution spatiale des résultats de forage a permis de situer
les couches les unes par rapport aux autres, (annexe N° ] au présent rapport).
L'étude géologique de surface, l'examen des carottes des sondages
réalisés en voûte, pied-droit et plate-forme ainsi que la visite du tunnel ont
permis d'établir :
- la coupe détaillée du tunnel (à l'échelle 1/1000 - 1/200)
- la carte structurale de la montagne de Blaisy dans laquelle le sou-
terrain avait été creusé (à l'échelle 1/5.000 - 1/1.000).
La montagne de Blaisy est constituée de calcaires bajociens (plateau)
surmontant le Lias marneux (pente) dans lequel le tunnel a été creusé. A 500 tn de
la sortie Sud du tunnel, la pente est constituée de Lias inférieur et de Trias.
L'ensemble est affecté par de petites failles à faible rejet (quel-
ques mètres) qui affaissent la série vers le Sud en délimitant des compartiments
abaissés. La discontinuité la plus importante (faille ou glissement) se situe dans
la zone triasique, vers la sortie sud du tunnel (à 3880 m de l'entrée nord) mais
elle n'affecte pas la bonne tenue des terrains.
Responsable de l'étude CF. Gavec la collaboration de R. ROIGNOT
Dessinateur • JF. RIEUX
Secrétaire F. RATZET
- 1 -
TABLE DES MATIERES
INTRODUCTION . 3
TRAVAUX ANTERIEURS 3
CADRE GEOLOGIQUE . . 4
METHODES DE TRAVAIL A
NOTE EXPLICATIVE SOMMAIRE DE LA COUPE FONDAMENTALE 5
- Formations supérieures au tunnel 7
- Formations traversées par le tunnel 7
DONNEES STRUCTURALES ' 8
DONNEES LITHOLOGIQUES 8
CONCLUSIONS 9
SUGGESTIONS 9
BIBLIOGRAPHIE 10
- 2 -
TABLE DES PLANCHES
PL 1 - Coupe géologique interprétée du tunnel de Rlaisy-Bas
PK 289,0 à PK 292,500 - Echelle 1/1000 - 1/200.
PL 2 - Coupe structurale de la montagne de Blaisy-Ras suivant
le tracé du tunnel ferroviaire - Echelle 1/5000 - Î/IOOO.
TABLE DES ANNEXES
I - Fiches résumées des renseignements lithologiques spatiaux recueillis par
carottage aux stations de foration, (hors texte)
(Vu son importance, l'annexe I a été remise au client et archivée pour consul-tation au S.G.R. Jura-Alpes à Lyon).
II - Quelques références pour constituer une collection type sommaire des carottes
représentatives des terrains traversés par le tunnel, (dans le texte).
(Document remis en un exemplaire au client, vu son importance il est consultableau S.G.R. Jura-Alpes à Lyon).
- 3 -
1 - INTRODUCTION
L'étude de la coupe du tunnel de Blaisy-Bas a été réalisée à la demande de
la Direction régionale de la S.N.C.F. à Dijon (lettre du 20/7/1973).
L'étude du site et l'examen des échantillons de sondages devaient permettre
d'établir, d'une part une coupe détaillée des formations traversées par le sou-
terrain et, d'autre part de dresser la coupe géologique de la montagne de Blaisy-
Bas dans laquelle le tunnel avait été creusé.
La présente note a pour but de commenter les principaux résultats obtenus et
d'apporter quelques précisions.
2 - TRAVAUX_ANTERIEy|S
Lors de la construction du tunnel (1847-1850) et du creusement des 20 puits
ouverts depuis la surface, une coupe géologique a été établie à Dijon par les ingé-
nieurs des Ponts et Chaussées et du Chemin de Fer de Paris à Lyon (très bon travail
des anciens ! ) .
Depuis cette étude géologique de nombreux travaux ont été réalisés en particu-
lier dans la zone sud où des désordres (affaissements) avaient été observés dès
1847. Les observations géologiques faites depuis restent trop imprécises pour
apporter des éléments complémentaires notables.
A partir de 1971, l'environnement du tunnel (voûte, plate-forme, pied droit),
a fait l'objet d'une reconnaissance importante par sondages; ceux-ci généralement
très courts (2 à 4 m, exceptionnellement 7 m) avaient comme objet de déterminer
le degré d'altération de la maçonnerie de la roche et surtout d'estimer l'impor-
tance de la zone des désordres (PK 291.779 - 292.150).
L'interprétation de ces résultats a permis d'établir une coupe détaillée pré-
cise du tunnel.
• • • / • • •
- 4 -
3 - ÇADRE^GEOLOGIQUE
Le tunnel, long de 4,100 km, (ligne Paris-Marseille) traverse, à partir de
l'entrée nord, la montagne de Blaisy, dont le point culminant s'élève à environ
200 m au dessus de l'ouvrage.
La carte géologique de Dijon à 1/80.000 (N° 126), situe l'ouvrage dans son
contexte géologique.
Le secteur de Blaisy-Bas se trouve dans la partie occidentale du Jura et fait
partie d'un ensemble monoclinal pris entre deux failles de direction sensiblement.
NE-SW. La première rejoint, au NE de Blaisy (dans le Bois de Fontenis), la faille
de Malain de direction N-S, ces failles délimitent un compartiment effondré et
mettent en contact, au Nord le Bajocien inférieur avec le Bathonien et au Sud le
Sinémurien avec le Trias et le socle de Malain.
Le tunnel traverse donc ce compartiment effondré qui constitue un monoclinal
à pendage faible de l'ordre de 5° Nord.
Le plateau de la montagne de Blaisy forme un édifice rigide de calcaires à
entroques du Bajocien inférieur - Aalenien et les pentes sont constituées par du
Lias principalement marneux; la série subtabulaire se complète, régulièrement vers
le Sud où le tunnel traverse le Trias qui repose en discordance sur le socle hercy-
nien à Malain; les formations gypseuses du Trias ont fait l'objet d'exploitation
souterraines intérieures à proximité du tunnel ferroviaire.
Aucune faille importante n'affecte d'après la carte géologique le site monta-
gneux du tunnel. Les affleurements sont sporadiques et surtout observables dans les
échancrures des vallons; la morphologie permet par contre de bien préciser la suc-
cession des terrains en surface.
METHODE DE TRAVAIL
L'étude de la coupe géologique s'est effectuée en plusieurs phases
- exploitation de la documentation
- reconnaissance des terrains de surface
I / • • •- 5 -
- étude des carottes SPIE (87 stations de foration soit environ 150 pointscarottés - soit environ 500 m de carottes)
- visite du tunnel.
- interprétation des résultats et établissement des coupes.
Exploitation des résultats
La reconnaissance du tunnel par sondage nfa fourni que des informations
très ponctuelles et dispersées dans des directions très variables.
Nous n'avons tenu compte sur les fiches d'exploitation que les rensei-
gnements lithologique, laissant volontairement en blanc (à l'échelle de
1/100) l'espace réel compris entre le terrain en place et l'ouvrage.
Le pendage et l'orientation favorable des couches permet de reconstituer
la coupe et de faire la synthèse des résultats en procédant par plusieurs
étapes.
Les sondages ont été effectués à partir des (stations de forage et
réalisés selon des angles différents (voûte, plateforme, pied-droit). Les
sondages les plus avantageux en renseignements sont les sondages verticaux
(voûtes ou plateformes) tandis que les carottages obliques en piedsdroits,
n'ont reconnu qu'une faible fraction de terrain, restant parfois dans la
même couche.
Pour chaque station de foration, nous avons établi une fiche (1) sur
laquelle les coucV100 carottées ont été replacées dans l'espace les unes par
rapport aux autres(2), La superposition des différentes données lithologi-
ques permet de reconstituer la série en la visualisant sur un profil du tun-
nel (échelle : longueur 1/1000 - hauteur 1/200)(P.L 1); la coupe a enfin
été dressée en établissant les corrélations entre les différents niveaux
(P.L 2).
L'examen des échantillons a permis de bien connaitre les faciès des dif-
férents ensembles lithologiques et l'interprétation des résultats de bien
définir la géométrie du site.
NOTE EXPLICATIVE SOMMAIRE DE LA COUPE FONDAMENTALE
(l)Fiches résumées les renseignements lithologiques spatiaux recueillis par
carottage aux stations de foration. (annexe N° 1).
(2) Voir figure 1. .../...
- 6 -
- 7 -
Formation supérieure au tunnel
Le plateau de Blaisy est constitué par un calcaire clair à entro-
ques et polypiers qui forme une corniche au dessus des pentes marneuses
du Lias; au dessus du tunnel son épaisseur maximum est environ de 50 m.
Le pendage est régulier mais la série est affectée de petites
failles ou décrochements de faibles importance (2 - 5 m de rejet) mais qui
ne permettent pas d'assurer dans le détail, la stricte continuité des bancs
constituant la masse calcaire. La carte géologique à 1/80.000 de Dijon ne
traduit pas ces petits accidents reconnus lors du creusement des puits
d'aération. La série calcaire du Bajocien inférieur-Aalénien repose jusqu'au
banc de calcaire à gryphées du Sinémurien, sur un ensemble essentiellement
marneux d'environ 150 m d'épaisseur.
Dans le détail l'on trouve suscessivement sous le calcaire à
entroques :
- des marnes sableuses psammitiques (5m)
- des marnes finement sableuses (5m)
- des marnes noires (30m)
- des calcaires argileux rubannés ou noduleux et ferrugineux, schistes bitu-mineux (30m)
- des schistes cartons (5m)
- un banc calcaire à grandes gryphées, à surface perforée et ferruginisée(10 cm)
- marnes grises compactes et micacées (50 m ) .
Les formations traversées par le tunnel
La description (détaillée) s'effectue à partir de l'entrée nord
du tunnel (Blaisy-Bas) et concernera donc des terrains de plus en plus
anciens :
.-. point 0 à 1000 m : marne grise compacte et micacée; joints m/m ferrugineux
- point 1000 à 2150 : marne grise, peu ou pas micacée; compacte ou molle,quelques intercalations centimètriques de marne grise tendre; joints deplus en plus souvent altérés.
- point 2150 à 2550 : calcaire gris compact à inclusions d'argiles noires( calcaire à gryphées) au sommet d'un niveau minéralisé (pyrite) ainsiqu'un niveau glauconieux
• • • / • • •
- 8 -
- Point 2550 à 3300 : grès, marnes noires, dolomies
- point 3300 - 3880 : gypse
- à 3880 : faille
- point 3880 à 4100 : compartiment comprenant des dolomies et marno-dolomies
gris verdâtre, des marnes bariolées ou brunes, des marnes grises à blocs de
calcaires, des marnes à intercalations de grès fins,des marnes sableuses, du
gypse (disposition désordonnée des
DONNEES STRUCTURALES
La série monoclinale traversée par le tunnel de Blaisy est affectée
par quelques petites failles à faible rejet; la plus importante d'entre elles
se situe vers la sortie sud du tunnel (PK 292,280) et son rejet est de l'ordre
d'une vingtaine de mètres (contact anormal).
Les failles sont subverticales et décalent la série par gradins suc-
cessifs; ces affaissements s'effectuent vers le sud; la tectonique d'affais-
sement en gradins de la série est en relation avec les jeux du socle.
Le tunnel, dont la longueur est de 4,100 km, traverse au total 110 m
de série stratigraphique.
DONNEES LITHOLOGIQUES
D'une manière générale la série se dégrade progressivement du Nord
vers le Sud du tunnel. A l'entrée de Blaisy, les marnes micacées du Lias sont
compactes et peu altérées. A partir de 1 Km du point 0 des niveaux de marnes
tendres et friables s'intercalent dans la série qui, d'une part devient glo-
balement plus argileuse et d'autre part est affectée par une altération plus
avancée.
Le calcaire à gryphées est compact mais affecté d'une fissuration
subverticale (ou faille ?) qui a pu être observée dans le tunnel même (PK
290,730). Les fissures sont ouvertes sur 2 - 3 cm et ont une direction sen-
siblement parallèle au tunnel.
- 9 -
Nous avons également noté les schistes très feuilletées et à végé-
taux, à 3143 m de l'entrée nord dont la tenue n'est certainement pas très bonn<
C O N C L U S I O N S
L'étude géologique de surface ainsi que l'étude des carottes
prélevées par les sondages dans le tunnel a permis d'établir la coupe détail
du tunnel et de son environnement.
L'épaisseur de la série stratographique traversées par le tunnel
est de 110 m pour une longueur de l'ouvrage de 4100 m.
Le Lias marneux, le "banc à gryphées" puis le Trias sont affectée
d'un système de failles à faible rejet qui affaissent successivement la série
vers le Sud en délimitant des petits compartiments abaissés.
La faille la plus importante se localise dans la partie sud du
tunnel (3880 m de l'entrée nord)qui est tectoniquement très perturbée jusqu'à
sa sortie. Dans l'étude du drainage du massif il conviendra de tenir grand cas
de cette techtonique.
S U G G E S T I O N S
L'abondance des renseignements acquit à ce jour pourrait être
valorisés" par la réalisation d'une maquette de l'ouvrage (ensemble de pla-
quettes plastiques transparentes avec report des données lithologiques; l'as-
semblage permettrait de visualiser dans l'espace les terrains traversés par
le tunnel.
Une collection type des principaux faciès rencontrés pourrait être
constituée afin de savoir le matériel de référence, facilement consultable
(la liste est donnée en annexe).
-10 -
B I B L I O G R A P H I E
- Etude préliminaire de la stabilité des voies ferrées dans le tronçon sud dusouterrain de Blaisy-Bas (21) - Rapport 71.SGN.299.JAL
- Souterrain SNCF de Blaisy-Bas (21) - Avant projet de stabilisation des terrainssous les voies - Rapport 72.SGN.193.JAL
- Souterrain SNCF de Blaisy-Bas - Etude de coupes de terrains faites dans les puitsouverts en niches entre le PK 291,770 et le PK 292,148 - Rapport 72.SGN.344.JAL
- Souterrain SNCF de Blaisy-Bas - Observations sur les plots d'essais expérimentaux
du traitement des terrains instables - rapport 72.SGN.400.JAL
- SNCF - Tunnel de Blaisy-Bas - Carnet de sondage N° 1 (47 à 1750 m) - SPIE 1973
- SNCF - Tunnel de Blaisy-Bas - Carnet de sondage N° 2 (1800 à 4027 m) - SPIE 1973
- Carnet de sondage SPIE - 3421 - 3496 m
- Carnet de sondage - Zones d'essais - Décembre 1972 - SPIE
- Souterrain de Blaisy-Bas - Carnet de sondage - Plateforme N° 1 (126,5 à 492 mde sortie Sud) et N° 2 (521 à 898 m de sortie Sud) Avril - Mai 1971
- J. RICOUR - Contribution à une prévision du Trias français - Thèse 1962
A N N E X E N° 2
QUELQUES REFERENCES POUR CONSTITUER
UNE COLLECTION TYPE SOMMAIRE
DES CAROTTES REPRESENTATIVES
DES TERRAINS TRAVERSES PAR LE TUNNEL
DISTANCE EN METRES DE L'ENTREE NORD ET NUMERO DU FORAGE :
47 - Marne grise micacée, compacte, joints ferrugineux
375 - id.
1100 - marne tendre grise
2150 - calcaire à gryphées-bioturbé
2500 - carotte très représentative du sommet du banc à gryphées; à conserver enentier (pyrite, niveau glauconieux)
2550 - calcaire à gryphées
2750 - grès grossier
2780 - grès fin à interlits de marne noire
2850 - grès fin à joints de marne noire, grés blond
3015 - grès blond, marne noire tendre effritée, altération avancée
3124 - dolomie gris verdâtre et cargneule
3143 - marne mille feuilles à végétaux
3143 - marne noire tendre
3160 - grès fin à passées de marnes noires
3190 - id imprégnations ferrugineuses
3190 - marne grise à altération avancée
3267 - grès très grossier
3610 - gypse
3864 - gypse
3864 - gypse injecté dans marne grise ou noire; sédiment hétérogène
3864 - gypse injecté dans marne et gypse massif
3918 - - Cargneule
3918 - cargneule
4027 - marne verte et sableuse
4038 - cargneule - calcaire dolomitique
4038 - marne à cailloutis
NB : Les échantillons devront être choisis avec soins afin qu'il soient
très représentatifs.
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