Le projet RIVIERA Ville Equipements, Réseaux, Archéologie

Le projet RIVIERA Risques en Ville : Equipements,

Réseaux, Archéologie Rapport intermédiaire

BRGMIRP-53131-FR mai, 2004

Étude réalisée dans le cadre du projet de recherche du BRGM 2003-ARN-070

P. Thierry et D. Breysse Avec la collaboration de

B. Bourgine, S. Dominique (BRGM) R. Fabre, R. Lastennet, A. Marache (CDGA) N. Ribeyrols, Ch. Piette (Mairie de Pessac) M. Ochs, 8. Rodière (Lyonnaise des Eaux)

LWNN AISE DES EAUX

Giosciincas pour u n i brri dunbla

brgm ,,-.rd . *,- . P..",.,,,

RIIUVW F W I F ~

M I N I Ç I E R E

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Mots-clés : Modélisation 3D, Risques, Géologie, Géotechnique, Hydrogéologie, Urbanisme, Réseaux, Archéologie, Bordeaux, Agglomération bordelaise, Pessac.

En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante :

Thierry P., Breysse D., avec la collaboration de Bourgine B., Dominique S., Fabre R., Laslennel R., Marache A., Ochs M., Piette Ch., Ribeyrols N. el Rodiere B. (2004) - Le projet RIVIERA : Risques en ville : Equipements, Réseaux, Archéologie. Rapport intermédiaire. BRGM/RP-53131-FR, 132 p. 18 fig., 6 tabl., 5 pl. h.t., 10 ann.

O BRGM, 2004. œ daïiment ne peut ëtre reproduit en tolaliié ou en parüe sans I'aulonsalion expresse du BRGM.

Le projet RIVIERA - Risques en Ville : Equipements, Réseaux, Archéologie

Synthèse

e présent document constitue un rapport d'avancement du projet RIVIERA (( Risques L en Ville : Equipement, Réseaux, Archéologie ». Ce projet, labellisé par le Réseau technologique (( Gé'nie Civil e l Urbain )) (RGC & U) en février 2002, a fait l'objet de notifications d'aide par le ministère de la Recherche et de la Technologie en novembre de la même année. II vise au développement de méthodes et d'outils pour l'évaluation préalable de (( l'aléa géotechnique )) à l'échelle d'une agglomération. L'application porte sur l'agglomération bordelaise et intègre le développement d'applications spécifiques sur trois secteurs test. Le projet est réalisé en partenariat par : le BRGM, le CDGA', la mairie de Pessac, le service régional de l'Archéologie, la Lyonnaise des Eaux.

Travaux réalisés : la première phase des travaux a été consacrée, essentiellement, à la collecte et l'analyse critique des données disponibles. Un référentiel stratigraphique a été élaboré à l'échelle die l'agglomération. À ce stade, 8 779 sondages géologiques (issus de la base SISSCUB2, copropriété CUB3-BRGM et de la base de la Lyonnaise des Eaux) ont élé mis à disposition du projet. Parallèlemenl, 130 chroniques piézométriques ont été collectées pour le secteur test concerné et une première analyse hydrogéologique réalisée. II faut souligner que les délais nécessaires à la mise à disposition de ces données (accord formel de la CUB en novembre 2003, disponibilité du MNT' de I'IGN en décembre 2003) ont retardé le lancement des travaux de modélisaiion.

Travaux en cours et prévus: un modèle 3D surfacique des formalions stratigraphiques, à l'échelle de l'agglomération, est en cours de finalisation. Ce modèle, limité à la rive gauche de la Garonne, servira de cadre de rélérence pour les analyses sur les secteurs test. Parallèlement, sur le secteur tes1 de Pessac, les données géotechniques disponibles ont été collectées et leur analyse est en cours. II restera ensuite à assurer un couplage entre données géotechniques et faciès litho- slraligraphiques pour réaliser une modélisation 3D volumétrique. Sur le secteur de Cantinolle, l'analyse de la dynamique spatio-temporelle des aquifères superficiels est en cours, à partir des chroniques piézométriques et des niveaux d'eau observés en forages.

Travaux ultérieurs: il reslera ensuite à traduire les résultats obtenus en termes d'applications (( métier )) : urbanisme opérationnel pour la mairie de Pessac, outil d'aide à l'interprétation des analyses archéologiques, oulils d'aide à la décision pour les politiques de maintenance des réseaux d'assainissement gérés par la Lyonnaise des Eaux.

CDGA : Centre de Développement des Géosciences Appliquées Universiié Bordeaux 1 SISSCUB : Système d'Information du Sous-Sol de la Communauté Urbaine de Bordeaux. CUB : Communauté Urbaine de Bordeaux. MNT : Modèle Numérique de Terrain.

1

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BRGM/RP-53131.FR - Rapport intermédiaire 3

Le projei RIVIERA . Risques en Ville : Equipemenis . Réseaux. Archéologie

Sommaire

1 . Introduction ............................................................................................................... 9

1.1. CADRE GÉNÉRAL DU PROJET ......................................................................... 9

1.2. RAPPEL DU PROGRAMME ET DES PARTENAIRES ..................................... I O

1.2.1, Les partenaires du projet RIVIERA .......................................................... 10

1.2.2. Rappel des objectifs el des modalilés prévues d'organisalion ................. II

2 . Calendrier des opérations et organisation du travail scientifique de la .. premiere année ....................................................................................................... 13

2.1. ORGANISATION MATÉRIELLE ET OPÉRATIONNELLE ................................. 13

2.1.1 .Calendrier des opérations ........................................................................ 13

2.1.2. Mise en commun des données ................................................................. 15

2.2. ORGANISATION DU TRAVAIL SCIENTIFIQUE ............................................... 16

2.2.1.Principes ................................................................................................... 16

2.2.2.Les secteurs d etudes ............................................................................... 18

2.2.3.Données en entrée ................................................................................... 20

I .

3 . Premiers résultats ................................................................................................... 23

3.1. AXE : BASE DE DONNÉES À L'ÉCHELLE DE LA CUB : DIMENSION GÉOLOGIQUE ................................................................................................... 23

3.1 . 1.RéalisNation 2003 ....................................................................................... 23

3.1.2. Réalis, ation 2004 (en cours) ...................................................................... 25

3.2. AXE : BASE DE DONNÉES À L'ÉCHELLE D'UN BASSIN VERSANT : DIMENSION HYDROGEOLOGIQUE ................................................................ 29

BRGM/RP-53131-FR . Rapport intermédiaire 5

Le projel RIVIERA . Risques en Ville : Equipemenls. Réseaux. Archéologie

3.2.1. Réalisation 2003 ...................................................................................... 29

3.2.2.Réalisation 2004 (en cours) ..................................................................... 32

3.3. AXE : BASE DE DONNÉES À L'ÉCHELLE DE LAVILLE DE PESSAC : DIMENSION GÉOTECHNIQUE ........................................................................ 34

3.3.1 .Enjeux relaiifs au projet d'aménagement du secteur du Pontet ............... 34

3.3.2. Problématique géoiechnique ................................................................... 35

3.3.3.Travaux effectués - premiers résultats .................................................... 36

BORDEAUX : DIMENSION ARCHÉOLOGIQUE .............................................. 39 3.4. AXE : BASE DE DONNÉES À L'ÉCHELLE DU CENTRE HISTORIQUE DE

4 . Situation par rapport à l'échéancier prévu et programme des douze mois a venir ...................................................................................................................... 41

4.1. LES DONNÉES ET LEUR MISE EN FORME ................................................... 41

4.2. ECHÉANCIER ................................................................................................... 42

4.2.1 . Chronogramme prévisionnel .................................................................... 42

4.2.2. Programme sur les douze prochains mois ............................................... 42

4.2.3. Programmes ultérieurs ............................................................................. 51

5 . Conclusions ............................................................................................................ 55

6 . Bibliographie ........................................................................................................... 57

6 BRGM/RP-53131-FR . Rapport intermédiaire

Le projet RIVIERA - Risques en Ville : Equipernenls, Réseaux, Archéologie

Liste des figures

Fig. 1 - Fig. 2 -

Fig. 3 -

Fig. 4 -

Fig. 5 - Fig. 6 - Fig. 7 - Fig. 8 -

Fig. 9 -

Vue, en bloc diagramme dilaté, de I'agglomération bordelaise. ................................... 15

Localisation des secteurs d'étude (1 : ssecteur du Pontet à Pessac, 2 : Secteur de Cantinolle, 3 : centre historique de Bordeaux). ........................................ 18

Localisation des sinistres déclarés consécutifs au retrait-gonflement des argiles sur la ville die Pessac ..................................................................... 19

Carte archéologique schématique de Bordeaux (actualisée en septembre 2001

Localisation d'un sondage dans le dossier BSS, et sous SIG

Exemple de log d'un sondage SISSCUB SOUS GDM

par le SRA). ~~.~

Morphologie des terrasses alluviales (Pomerol et Renard, 1998). .. Carte géologique homogénéisée sur l'agglomération bordelaise (les codes utilisés dans la légende sont repris de ceux utilisés sur les cartes au 1/50 000)

Localisations respectives des sondages BSS et ETN (LARAG et CETE). .................. 30

Fig. 10 - Chronique piézométrique sur le secteur de Thil-Gamarde (le log à droite indique la hauteur de forage équipée en crépine) ..................................................................... 33

Fig. II - Implantation des sondages disponibles sur la commune de Pessac. .......................... 37

Fig. 12 - Implantation des sondages géotechniques sur le secteur d'étude et sa

Fig. 13 - Exemple de coupe géologique sur Pessac à partir d'un modèle 3D préliminaire. ....... 44

Fig. 14 - Légendes dles logs de sondage représentés sur la figure 13 ....................................... 44

Fig. 15 - Illustration des a

Fig. 16 - Premiers tests du logiciel EarthVision sur l'agglomération bordelaise. ........................ 52

Fig. 17 - Modèle 3D préliminaire : vue de Pessac depuis l'est (en rouge les limites du secteur d'étude). .......................................................................................................... .53

Fig. 18 . Vue 3D de Pessac (amplirication verticale de 5 fois), à la base mur des calcaires à Asteries ...................................................................................................... 53

périphérie immédiate ..................................................................................... ,37

dans l'interpolation dus aux phénomènes d'épikarstifiçation ................................................................................................ 50

I .


Le projet RIVIERA - Risques en Ville : Equipemenls. Réseaux, Archéologie

Liste des tableaux

Tabl. 1 - Réunions du comité de pilotage et principales réunions techniques. ........................... 14

Tabl. 2 - Liste des cartes géologiques au 1/50 O00 couvrant I'agglomération bordelaise. ......... 26

Tabl. 3 - Données disponibles à cette phase du projet

Tabl. 4 - Chronogramme prévisionnel actualisé. ...................... Tabl. 5 - Log du sondage SISSCUB n' 08272x1044 .................................................................. 45

................................................................. 45 Tabl. 6 - Log du sondage ETN no 673928 ........

Liste des annexes

Annexe 1 - Fiche signalétique du projet RIVIERA .... Annexe 2 -

Annexe 3 - Rappel des objectifs détaillés du projet. ................................................................. 67

Annexe 4 - Convention CUB-BRGM de mise a disposition des données nécessaires au projet RIVIE RA ........................................................................................................ 71

Annexe 5 - Caractéristiques du secteur d'étude de Pessac (application géotechnique). ......... 77

Annexe 6 . Résumé d'histoire géologique bordelaise

Annexe 7 - Référeniiel géologique (superposition schématique)

Annexe 8 - Premiers éléments de modélisation à l'échelle de la CUB

Annexe 9 - Stratégie d'interprétation des données géologiques et hydrogéologiques

Annexe 10 - Secteur d'étude de Pessac. Méthodologie de collecte des données et première synthèse. ............................................................................................ 125

Liste des personnes impliquées dans le projet RIVIERA. .............

(résumé du mémoire de G. Cuervo). ... ........ 117

8 BRGM/RP-53131.FR - Rapport inlermédiaire

Le projei RIVIERA - Risques en Ville : Equipemenls, Réseaux, Archéologie

1. Introduction

1.1. CADRE GÉNÉRAL DU PROJET

Le projet RIVIERA (( Risques en Ville : Equipements, Réseaux, Archéologie )) vise au développement de méthodes et d'outils pour I'évalualion préalable de (( l'aléa géotechnique )) à l'échelle d'une agglomération. L'application porte sur l'agglomération bordelaise.

Les partenaires du projet sont :

- le BRGM (coordbnnateur) ; - le CDGA - Centre de Développement des Géosciences Appliquées de l'université

Bordeaux 1 (responsabilité scientifique) ; - la mairie de Pesbac ;

- le Service Régional de l'Archéologie de la Direction Régionales des Affaires Cullurelles (DRACISRA) ;

- la Lyonnaise des Eaux - cenlre régional Moyens techniques de Bordeaux.

L'annexe 1 présenie la fiche signalétique du projet, qui a été labellisé par le Comité d'orientation du Ré~seau Génie Civil et Urbain le 27 février 2002.

Le projet RIVIERA; a fait l'objet de trois décisions d'aide prises par le ministre de la Jeunesse, de I'Édubation Nationale et de la Recherche : - notification d'aide no O2 V 0677 du 26 novembre 2002 au BRGM ;

- nolificaiion d'aidi? no O2 V 0678 du 26 novembre 2002 à l'université de Bordeaux 1 ;

- notification d'aide no O2 V 0679 du 26 novembre 2002 à la Lyonnaise des Eaux.

Ces notifications d'aide impliqueni la rédaction d'un rapport scientifique inlermédiaire, objet du présent dqcument. Dans un premier temps, ce rapport présente le cadre du projet, ainsi que $on organisation : calendrier des tâches, organisation du travail scientifique, nalure: des tâches .... Puis les premiers résultats obtenus sont présentés, en particulier la qollecte des données, mais aussi les avancées dans les trois applications métier principales évoquées ci-dessus. Enfin, une part significative est consacrée à la prébentation des questions de fond à résoudre dans la suite du projet, ainsi qu'à l'exposé des principaux développements méthodologiques envisagés. Une série d'annexes reprend et approfondit la plupart des points résumés dans le rapport.

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1.2. RAPPEL DU PROGRAMME ET DES PARTENAIRES

1.2.1. Les partenaires du projet RIVIERA

BRGM (Bureau de Recherches Géologiques et Minières)

Le BRGM est un établissemeni public EPIC, SOUS la double tutelle du ministère de la Recherche et du ministère de I'lndusirie. Le service (( Aménagement el Risques Naturels )) (ARN) y a pour mission, entre autres, de développer une recherche appliquée visant la mise à disposition d'outils d'aide à la décision à destination de la puissance publique pour la gestion du sous-sol. Le (( Service Géologique Régional Aquitaine D (SGWAQI), également partie prenante dans le projei, a pour mission principale d'assurer un appui à la puissance publique locale, en s'appuyant sur une expertise fine du sous-sol régional. Le BRGM met donc à dispositicpn du projet son expertise dans les domaines suivants : géologie et géotechnique, géostatistique, traitements informatiques et SIG.

CDGA (Centre de Développement des Géosciences Appliqyiées. Université Bordeaux 1. EA2970 MENRT)

Les activités de recherche du CDGA sont centrées sur les interaclions enlre le génie civil el la géologie. La complémentarité des compétences de, géologues, de géophysiciens el de géotechniciens assure l'originalité des travaux. Le CDGA participe activement à des projets nationaux (RERAU et CriTERRE), dans les domaines des réseaux et de la reconnaissance des sols, et s'es1 impliqué au s 'in du G.I.S. Sol Urbain. II a, dans ce cadre, développé des relations avec les arch 1 ologues urbains (LAT Tours, Pr. H. Galinié), à l'interface géophysique - géotechnique archéologie. Le CDGA a aussi une pratique régulière du traitement des données et des aspects slatistiques liés aux sols, qui sont mis à contribution dans ce projet.

Mairie de Pessac

La commune de Pessac est la troisième ville de Gironde et la quatrième d'Aquitaine en lerme de population. Elle s'étend sur plus de 3 800 ha, préseniant donc de lorles diversités naturelles et géologiques. Elle a de forts projets d'amétiagements et de développement s'inscrivant dans un cadre plus large de politiques cbmmunautaires et communales déjà éiablies (plan local d'urbanisme, schéma directeur de l'aire métropolilaine bordelaise, politique des centres-villes et du renouvellehent urbain).

Son partenariat avec les organismes de recherche et les universités est depuis longtemps engagé el mérile d'être renforcé pour une aide à la décision en matière de projeis urbains.

La ville de Pessac met donc à disposition ses compétences en matière d'aménagement el de prospective, tout en assurant son rôle de malire d'ouvrage en tant que colleciiviié.

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Le projel RIVIERA - Risques en Ville : Equipernents, Réseaux, Archéologie

DRAC Aquitaine - Service Régional de l'Archéologie

Service de l'État. la Direction Régionale des Affaires Culturelles (DRAC), el en son sein plus particuliè ement le Service Régional de l'Archéologie (SRA), a une mission de protection du pa 1 rimoine historique ei archéologique.

Lyonnaise des Eaux

Lyonnaise des Eavx est la filiale française de la sociélé Ondeo Services (groupe SUEZ), société qui'dessert actuellement plus de 100 millions d'habitants en eau dans le monde, el près de 60 millions en assainissemeni, à travers des contrats de gestion déléguée.

Sur l'agglomération bordelaise, Lyonnaise des Eaux es1 délégataire du Service de I'Assainissemeni ppur le compte de la Communauté Urbaine de Bordeaux. Près de 650 O00 habitants y sont desservis en assainissement par un réseau de collecteurs de 3 600 km de longueur, don1 les diamètres s'échelonnent de 200 mm a 4 500 mm.

L'importance de la longueur de ce réseau, son implantation (près de 30 % du territoire de la CUB est situé sous le niveau des plus hautes eaux de la Garonne), son vieillissemenl, et siimultanément l'impact de projets majeurs tels la mise en place actuelle du tramway, rendeni nécessaire une évalualion de plus en plus fine à la fois des risques el des besoins en renouvellemenl.

L'annexe 2 présente la liste des personnes impliquées dans le projet RIVIERA.

1.2.2. Rappel des objectifs et des modalités prévues d'organisation

Le projet RIVIERA (Risques en Ville : Equipements, Réseaux, Archéologie) a pour objectif la mise au point d'un outil intégré d'aide à la gestion de l'aménagement urbain qui permette : - une évalualion, précoce dans les processus de décision, des conditions évenluelles,

d'ordre géologique, géolechnique, hydrogéologique ou archéologique ; - une meilleure compréhension des problèmes rencontrés, par retour d'expérience ;

- une capilalisatioin de ces expériences avec une gestion dynamique et évolutive du système.

Les objectifs du projei sont présenlés plus en détail dans l'annexe 3.

La durée du projet est de trois ans. II est ariiculé autour d'une réalisation pilote, appliquée à quelques secteurs tests de l'agglomération de Bordeaux. Son déroulement es1 prévu en k0iS étapes principales (les organismes (( pilotes )) ou principaux opérateurs pour chacune des phases sont indiqués entre parenlhèses) :

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a) Construction de la base de connaissance du sous-sol sur de$ secteurs tests (CDGA-BRGM). Destiné aux experts-ingénieurs, ce modèle 3D, basé sur la collecte, l'analyse et l'interprétation des données exislantes, disponibles $n archives, doit viser : ' la connaissance du sous-sol : localisation, géométrie et propriétés des différentes

formations géologiques ou anthropiques présentes en chaque point, couplage géologielgéotechnique, évaluation du patrimoine archéologique,

' l'évaluation spatialisée de l'incertitude sur les différents paramètres représentés : épaisseurs, caractéristiques mécaniques, variabilité des formations.. . ;

b) Développement des prototypes (maquettes) de trois (( applica/tions-métiers »,

l'urbanisme opérationnel : fournir des informations utiles pour l'optimisation des reconnaissances pour la réalisation d'un aménagement (ville de Pessac - CDGA), la sauvegarde du patrimoine archéologique (DRAC-Aquitaine), la gestion des réseaux d'assainissement : maîtrise des péniétrations d'eaux parasites et des pénétrations de sols dans les réseaux, et pptimisalion des contrôles et de la maintenance afférents (Lyonnaise des Eaux) ;

destinés aux ingénieurs et techniciens, concernant :

c) Diffusion des résultats obtenus : en interne, au sein de l'agglomération (ville de Pessac - Commumauté Urbaine de Bordeaux), en exlerne. auprès de la communauté scientifique (CDGA-BRGM)

La participation des spécialistes (( métiers )) à la première étape, dont les enjeux sont à caractère plus scientifique, est indispensable pour valider le (( cahier des charges )) du modèle 3D vis-à-vis des préoccupations opérationnelles.

12 BRGM/RP-5313l.FR - Rapport iniermediaire

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2. Calendrier des opérations et organisation du travail scientifique de la première année

2.1. ORGANISA~ION MATÉRIELLE ET OPÉRATIONNELLE

2.1.1. Calendrier des opérations

Après un premier avis positif du Réseau Génie Civil et Urbain (RGC&U) en avril 2001, et l'apport de quelques améliorations au projet inilial, le projet RIVIERA a été labellisé par le RGC&U eq février 2002. La notification de financement a été signée en novembre 2002 (date To du chronogramme prévisionnel) et n'est parvenue chez les partenaires qu'à la fin du mois de janvier 2003.

La première réunion du comité de pilotage (lancement) s'es1 lenue le 7 février 2003 et a été suivie jusqu'àl ce jour de six autres réunions du comité de pilotage (tabl. 1) et de plusieurs autres réunions de travail entre parlenaires, consacrées au suivi de certaines tâches.

Sachant qu'une cqndition cruciale de réussite du projet est la mise à disposition effective des partehaires de l'ensemble des données que possèdent l'ensemble des opérateurs en milieCi urbain, le coordinateur du projel a entrepris en parallèle un certain nombre de démarches pour faciliter la mise à disposition des données existantes pour le projet RIVIERA, en particulier celles que possède la Communauté Urbaine de Bordeaux (C.U.B) en copropriété avec le BRGM (base de données SISSCUB). Les conlacts ont été pbursuivis à ce titre (une réponse positive de principe du directeur général des servicds techniques de la CUB, M. Thierry Guichard, avail éIé adressée en janvier 2001, lors du montage du projet RIVIERA). Ces contacls ont débouché sur un accord de mise à disposition des données SISSCUB. L'accord effectif a cependant été traduit tardivement ,en termes opérationnels, car l'approbation formelle indispensable a, en effet, été cond/tionnée par un vote du Conseil de la Communauté Urbaine. La délibération corresfiondante a fait l'objet de plusieurs reports pour des raisons tout à fait étrangères au^ projet et le vote n'est intervenu qu'en novembre 2003. Cette convention de mise à disposition des données est présentée en annexe 4.

Dans la mesure où la convention de groupement entre les partenaires faisait mention de cette pièce esskntielle, sa signalure, assorlie d'un accord de confidentialité, en a été retardée d'autahl.

La mise en route 'du projet s'est aussi accompagnée de l'achat ou de la mise en commun des outil4 (en particulier des logiciels) qui sont utilisés par les partenaires et de la familiarisatioh des chercheurs concernés avec les fonctionnalités des différents systèmes ulilisés. De ce fait, le logiciel GDMB, développé par le BRGM (et son complément MULT'ILAYER), a été installé sur les systèmes du CDGA et du SRA. Ce logiciel a une double orientalion, d'une part système de geslion de bases de données

BRGM/RP-53131-FR - Rapport intermédiaire 13

Le projet RIVIERA - Risques en Ville : Equipemenls, Réseaux, Archéologie

3D pour la géologie, d'autre part oulil d'interpolation géostatistique. Une formation à son utilisation a été dispensée auprès des intervenants de ces deux organismes.

Date 07/02/2003

24/04/2003

03/07/2003

16/09/2003

30/10/2003

22/03/2004

29/04/2004

14/06/2004

15/06/2004

Lieu BRGM Aquitaine

Univ. Bordeaux

Univ. Bordeaux

DRACISRA

Mairie de Pessac

Univ. Bordeaux 1

Mairie de Pessac

Univ. Bordeaux 1

Mairie de Pessac

Contenu - lancement du projet, -définition des outils logiciels, -définition de la structure de partagg des données, - nécessité de recensement des doQnées, . recensement des données (estirdation 6 à 7 O00

- organisation du codage et du transfert des sondages),

données, - analyse des données topogrdphiques (MNT)

disponibles, - premiers résultats sur I'analys$ des données

piézométriques, - récupération de l'ensemble des données

piézométriques AGTS (Applicatians Géologiques Technologie et Services),

- définition de la stratégie d'approche pour l'étude des sols à patrimoine historique,

- identification et disponibilité des données nécessaires,

- choix du référentiel géologique, - ébauche de modèlé de surfade piézométrique

- choix du MNT (et acquisition en bécembre 2003,

- définition des priorités pour le coritenu des stages

- point sur la disponibilité des donnbes, - définition du programme de travall de trois stages

de type PFE (Projet de Fin d'Étude) dans le cadre du projet, évaluation de l'avancement des sbges, définition des axes de travail pourileur finaliçation, évaluation de l'avancement des s ges, définition des axes de travail pourlleur finalisaiion,

- présentation aux élus de la commune de Pessac, au président de la région Aquitaine et au ministère de la Recherche (RGCU) de I'Bvancement des travaux.

(Cantinolle),

dès sa commercialisation par I'IGm),

2004,

Jabl. 1 - Réunions du comité de pilotage et principales réunions tedhniques.

Des sessions de travail ont été organisées en septembre 2003 à Orléans (B. Bourgine, A. Marache, P. Thierry), puis en avril 2004 (B. Bourgine, P. Thierry gt S. Dominique), pour définir les modalités d'approche géostatistique du modèle géolog/que.

Enfin, en préalable aux travaux proprement dits et décrits plus loin, d'autres tâches indispensables ont été menées à bien :

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place d'une logique collective de partage et d'exploitalion des données techniques à l'échelle de l'agglomération : - la propriété de ces données soulève des problèmes (par exeniple, la base de

données CUB conlient plusieurs centaines de forages autrefois lréalisés sous la maitrise d'œuvre d'un service prestataire de l'université Bordeaux 1, mais l'université ne peut y accéder sans convention spécifique), de la m$me manière des données de chroniques piézométriques sont la copropriété du Con$eil général de la Gironde et du BRGM. Leur utilisation implique donc un accord du Cmseil général ;

- le cas du MNT (( fin », base indispensable à notre étude, est à cet égard également typique. La CUB a fait réaliser, il y plusieurs années, un MNT par des méthodes photogrammétriques avec une précision métrique pour l'altitude, mais un accord avec I'IGN (qui de ce fait commercialise ce MNT dans le cadre de la BD Topo) lui interdit de le diffuser. II a donc fallu acquérir ce MNT auprès de I'IGN qui ne l'a d'ailleurs commercialisé qu'en décembre 2003 ;

- la diversité des services susceptibles de posséder des données omplémentaires

développement durable aux grands travaux en passant par les padcs et cimetières- sont concernés, et à la ville de Pessac, le problème est de même nature). De plus, les modes de stockage de l'information, le plus souvent dossiers r( papier )) serrés dans des boites d'archives, rend toute collecte exlrêmement coûte&e en temps ;

- pour ces raisons de temps, tous les services et organismes susceptibles de compléter la base de données n'ont pas encore été contactés (lotisseurs, nhaitres d'ouvrage - SNCF, RFF ...-, DDE, bureaux d'études ...) e l le seront progressivement ;

- l'absence d'une logique concertée de valorisation de ces donnaes a conduit au développement de plusieurs bases de données, dont la fusion nécessite un examen attentif (doublons, erreurs de codage, référentiels incompatibles.. .).

utiles est un obstacle à leur collecte (une dizaine de services C à la CUB - du

L'expérience acquise par les partenaires du projet RIVIERA dans ce domaine, à l'interface du technique et du politique, sera bénéfique quand il s'agir4 de reproduire la démarche au sein d'autres colleclivilés. Elle pourra également avoir valeur de démonstrateur.

2.2. ORGANISATION DU TRAVAIL SCIENTIFIQUE

2.2.1. Principes

Dès le démarrage effectif du projet, les (( spécialistes métiers )) de l'urbanisme opérationnel (ville de Pessac) et des réseaux (Lyonnaise des Eaux) oht été associés à la réflexion collective, aussi bien pour la définition des secteurs d'étpde, que pour la collecte des données et la consolidation de la problématique op8rationnelle. Les spécialistes de l'archéologie onl été plus en retrait au cours de ces premiers mois, leur charge de travail étant extrêmement lourde, compte tenu du cohtexte actuel de réalisation des lignes de tramway (travaux d'analyse archéologiqu concernant les voies d'emprise des lignes de tramway et les aménagements environ 1 ants tels que les réseaux divers - eau, assainissemenl .... ainsi que les parkings souterrains...).

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Cette participation ides spécialistes (( métiers )) a permis de conforter le bien-fondé d'une démarche à deux échelles : - d'une part a I'éc elle de l'agglomération. Le périmètre de la zone d'étude est celui

de la Commun uté Urbaine de Bordeaux, mais les partenaires ont décidé de focaliser le trava .: I sur la rive gauche de la Garonne'. dont la géomorphologie diffère sensiblement dei celle de la rive droite, plus escarpée. Cette étude plus globale passe par : . l'élaboration d référentiels généraux (géologique, géotechnique, hydrogéologique

et archéologiq J e), ' la construction V'un modèle tridimensionnel à l'échelle de l'agglomération (c macro-

modèle », dan lequel s'inscriront les secteurs sur lesquels les applications spécifiques ser is nt développées ;

- d'autre part à liéchelle de territoires restreints (en élendue, en nalure el en épaisseur) avec les analyses de problématiques plus spécifiques. II s'agit alors d'élaborer une , réponse aux besoins (( applications métiers )) des différenls parienaires, prdticiens de la gestion urbaine. Trois secteurs onl donc été sélectionnés par' les spécialistes M métiers )) (cf. fig. 2). Ces secteurs correspondeni pour chacun à yne préoccupation opérationnelle actuelle : le secteur du Pontet à Pessac pour l'urbanisme opéraiionnel, le bassin versant de Cantinolle pour la gestion des ré eaux d'assainissement, le cœur historique de Bordeaux pour l'archéologie pré .IV entive.

La nolion de (( réf rentiel », mentionnée ci-dessus, est critique par rapport à noire objectif de commu ication entre spécialistes de disciplines différentes. Ce que l'on nomme référentiel s i le lexique pertinent )) pour un regard donné (géologie, gestion de I'assainissemen 6 , archéologie, génie civil...). Le même sol n'esl pas lu de la même façon par deux spébialisles de disciplines différenles qui disposent d'outils différents et qui n'ont pas la mê e percepiion de l'objet étudié (à titre d'exemple, la compacité ou la porosité de I'arch r ologue ne sont pas celles du géoiechnicien). De même, les propriétés des solls prises en compte ne son! pas les mêmes pour différenles applications profes$ionnelles. II est donc indispensable d'adopter une grille de lecture (référentiel) unique !et partageable pour chacun des différents thèmes traités.

D'une façon générale, le territoire en rive gauche peut être décrit comme à topographie peu marquée (de l'ordre de 40 mlde dénivelé sur 15 km d'ouest en est). avec une configuration marquée par deux directions principal : celle de la Garonne, el la direclion perpendiculaire, sur laquelle s'organise une série de terrasses uaternaires, dont la description esl essentielle pour le projet. Ce ierritoire est en outre entaillé par d T s affluents de la Garonne. dont le parcours d'ouest en est modifie localement fortement les caractbristiques des formations superficielles et des écoulements.

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BRGM/RP-5313I.FR -'Rapport intermédiaire 17

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les logs ou des coles de nappe ...) ne peut être^ qualifiée que par comparaison avec des valeurs attendules.

Par exemple : - pour la topograplhie, avec les cotes données par le modèle numérique de terrain -

MNT ;

- pour la nature et,ia profondeur des formations, par comparaison avec les formations rencontrées sur les forages voisins (une même formation rencontrée dans deux forages voisins, ;faits par des intervenants indépendanls, peut donner lieu à deux descriptions très1 différentes, qu'il faut requalifier avant codage). Cette question est actuellement trailée pour le référentiel géologique et sera prochainement abordée, à l'échelle du secl$ur de Pessac, pour le référentiel géotechnique.

Chaque sondage est ainsi analysé individuellement, replacé dans le contexte avoisinant et validé1 (ou corrigé en cas d'erreur manifeste). II convient de souligner ici l'effort nécessaire #Our cette opéralion, dans la mesure où le nombre de sondages à traiter dépassera ttès certainement la dizaine de milliers et qu'une automatisation complète, voire simplemeni poussée, des traitements n'est pas envisageable.

À la suite de celte Qremière phase, une analyse par secteur (ou par des coupes-lypes) permet de vérifier i+ cohérence de l'ensemble et de corriger les erreurs qui subsistent. La difficulté vienl, bien entendu, de la non (( régularité N de la réalité (des discontinuités enlre iormations $xistent, du fail de l'histoire géologique (érosion el transport, colluvions, flexure, iaiiies ...) e l du fait que les outils de représentalion ne peuvenl être élaborés que progressivement (les utiliser sur des données non validées n'a guère de sens).

La démarche de qonstruction du modèle tridimensionnel s'appuie donc sur des changements d'éghelles progressifs : du sondage au groupe de sondages (pour validations croisée ), du groupe à la zone (pour valider par rapport à une image locale de la géologie), de 7 a zone à la coupe, puis des coupes à la représentation 3D. En faii, cette démarche esu faite de multiples allers-relours. À chaque étape, on peut disposer d'une image 3D, trds grossière et approximative au début, qui s'affine peu à peu au fur et à mesure que spnt validées les informations complémentaires (cette validation se faisan1 à chaque étape par comparaison avec le cadre général apprécié a ce stade).

L'objeclii poursuivi est la construction d'un premier modèle global à l'échelle de la CUB et compatible aved les données géologiques disponibles. Ce modèle sera ensuite affiné et amélioré $n faisant appel à des outils mathématiques de qualification et de représentalion (stajistique, krigeage. ..), qui pourront êire utilisés efficacement.

À une autre échellg, la connaissance, progressivement affinée, du cadre géologique à l'échelle de I'aggl/3mération permet aussi de mieux inscrire les études locales lhématiques (Pessac, Cantinolle, Bordeaux) dans le contexte global.

On touche ici un point (( crucial )) qui apparaît à ce slade de l'étude. Une compréhension fin$ des processus d'érosionlsédimentation (idenlificalion des formes alluviales, des logiques de dépôts, des différenls phénomènes d'altéralions et de

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remises en mouvement ...) se révèle indispensable pour envisager urhe représentation cohérente des variations des paramètres mécaniques. L’analyse Ue cette logique géologique doit donc être poussée aussi loin que possible pour constituer la meilleure base pour la poursuite de l’étude.

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3. Premiers résultats

3.1. AXE : BASE DE DONNÉES À L'ÉCHELLE DE LA CUB : DIMENSION GÉOLOGIQUE

3.1.1. Réalisatioh 2003

L'hisloire géologiquje de Bordeaux (résumée en annexe 6) es1 relativement complexe (Pralviel, 1972 ; Awtran et Dercourt, 1980 ; Lenguin el al., 1980 ; Dubreuilh et al., 1995). La première tâche du projet, réalisée au Service géologique régional Aquitaine du BRGM, a donc consisté à établir un référentiel géologique de base pertinent par rapport à notre protblématique. Ce référentiel, présenté plus en détail dans l'annexe 7, a été établi à partir des travaux de J. Dubreuilh (1976). II recense les principales formations géologiQues de l'agglomération bordelaise et propose une logique de superposilion.

Les seize formations suivanles ont été identifiées, des plus récentes aux plus anciennes :

- Quaternaire récent (Holocène) : formaiions anthropiques (remblais), colluvions, formaiions marinles et alluvionnaires récentes (Flandrien) ;

- Quaternaire an ien (Pléistocène) : sept niveaux de terrasses alluviales on1 éIé initialement disti dh gués. Ces différents niveaux correspondent à des alternances d'érosionlçédimeniation ;

- Miocène : avec les sables plus ou moins argileux des formations du Serravalien, du Burdigalien et dd I'Aquilanien ;

- Oligocène : arg les du Chaltien, calcaires à Asléries du Rupélien supérieur (Starnpien), argil le s et grès du Rupélien inférieur (Sannoisien).

Cette pile litho-sirakigraphique représente une puissance globale de l'ordre de 80 m. Elle repose sur lef for,mationç eocènes; Du point de vue slruclural, on ne note I'exislence que d'u , accidenl significatif decalanl les formations tertiaires de plusieurs dizaines de mètresi Cet accident, orienté grossièrement WNW/ESE, affecte deux des secteurs test, le cceiur hisiorique de Bordeaux et le bassin versant de Cantinolle.

Ce référentiel a éié~présenté aux partenaires du projet et a fail l'objet d'un consensus.

Un stage de D.E.SI. (Sophie Dominique) a été conduit au BRGM Service géologique régional Aquitaine Oans le cadre du projei SISSCUB. Ce projet, conjoint CUB-BRGM, avait pour objectif ,de constituer une base de données complète sur le sous-sol de Bordeaux et de la OUB en général. Les formations quaternaires ne sont cependant pas détaillées dans le Orojet SISSCUB et devront l'être dans le projet RIVIERA, dont les préoccupations soi t centrées sur les formations superficielles (distinction des alluvions flandriennes, et entte les terrasses).

BRGMIRP-53131-FR - Rapport inlerrnédiaire 23

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différentes terrasses alluviales anciennes entre elles représente un travail important qui ne sera engagé que pour les zones d'éludes des applications métiers.

Vérification de l'altitude des têtes de sondage

Les dossiers de sondage précisent une altitude au poinl de foration qui a fait l'objet d'une première vérification en 2003. Un contrôle par interpolation depuis la grille du MNT permet de valider cette donnée de manière systématique' e l d'assurer la cohérence entre les différents objets utilisés pour construire le modèle (surface topographique et sondages). Dans le cas où une différence importgnte est mise en évidence, deux explications peuvent être proposées : soit l'altitude (( dossier )) est exacte mais le forage a été exécuté dans des conditions spéciales (fbnd de fouille ou tête de remblais), il s'agit alors de ramener le 2 correspondant à la surface du sol à l'aide de passes fictives ; soit l'altitude indiquée dans le dossier est erronée et il s'agit alors de la corriger. Seule l'analyse des dossiers permet de trancher entre les deux interprétations. À titre d'exemple, la plus grande partie des sondages (( SISSCUB )) présentant ce type d'incohérence, ont été forés sur les quais, ou dans le cours même de la Garonne. Les écarts observés traduisent donc la présence d'aménagements récents ou l'imprécision du MNT dans sa représentation du fleuve.

Interpolation géostatistique et construction des surfaces dk référence (toit du substratum stampien, base des lerrasses qualernaires)

Ces interpolations se heurtent à trois types d'erreurs possibles : - incohérence topologiques entre sondages ou entre sondage et carte géologique

(des exemples en sont donnés dans l'annexe 7) ; - conflits entre surfaces modélisées, par exemple quand le toit ((, calculé )) par le

modèle d'une formation croise puis dépasse la surface lopographique ; - impossibilités géologiques : typiquemenl, à une période donnée, l'érosion ne peut

descendre en dessous d'une altitude correspondant au niveau marln. L'interpolation doit donc respecter un certain nombre de contraintes de ce type.

Pour répondre à ces problèmes, des outils automatisés doivent être utilisés. C'esl le cas du logiciel Multilayer, actuellement en cours de développemenl au' BRGM. Sa mise en œuvre es1 détaillée dans l'annexe 8. Pour les besoins spéciqiques du projet, quelques fonctionnalités supplémentaires sont en cours de réalisption (réalisalion automatique d'un log de sondage (( virtuel )) par exemple. Celte fdnctionnalité sera extrêmemenl ulile pour intégrer des sondages ETN' de la Lyonnaise pes Eaux, codés initialement dans un référentiel correspondant aux besoins de cetle société).

8 ETN : Codification utilisée par la Lyonnaise des Eaux pour identifier dans sa base de données les sondages réalisés sous sa propre maitrise d'œuvre (et non intégrés dans la BSS).

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3.2. AXE : BASE DE DONNÉES A L'ÉCHELLE D'UN BASSIN VERSANT : DIMENSION HYDROGÉOLOGIQUE

3.2.1. Réalisatiod 2003

Un premier travail'a été mené de mars à septembre 2003 (stage de DESS de l'université Bordeaq.1 de Gwendal CUERVO à la Lyonnaise des Eaux). L'objectif était de définir une strat 'gie de consolidation des données géologiques et hydrogéologiques sur la CUB, et plu particulièrement sur les secteurs de Bordeaux centre, Pessac et

Lyonnaise des Elaux, ainsi qu'une partie des informations hydrogéologiques (pluviométrie, limnimétrie). L'équipe AGTS', cellule de transfert de l'université Bordeaux 1 chargde du suivi piézométrique sur la CUB, a fourni les informations piézométriques.

En relation avec ce travail, G. Farigot, en stage dans le service AGTS (université Bordeaux 1). a trav/iillé a la consolidation des données piezométriques. II a actualisé la Base de Données piézométriques du service (relevé des côtes mensuelles de la nappe) et, les forages pouvant intercepter différentes nappes, mentionné la nappe captée par le forag correspondant. Cependant, pour un nombre significatif de forages,

la répartition spatiale, très hétérogène (elle a souvent été définie par des programmes de travaux) se prétk mal à l'élaboration d'un modèle spatial pertinent. Un résumé plus complel du stage d$ G. Cuervo est présenté en annexe 9.

Cantinolle. Dans ce 1 cadre, les informations géologiques ont été recueillies auprès de la

les chroniques de r 1 levés sont interrompues (forage bouché, abandonné ou détruit) et

Comparaison des données disponibles, cohérence des référentiels

En premier lieu, on a comparé les données de sondages répertoriées à la Lyonnaise des Eaux sous $ystème d'Information Géographique (SIG) APlC avec celles répertoriées à la Banque du Sous-Sol (BSS) du BRGM (cf. fig. 9 ) : sur les 6217 sondages AtIC, 3 110 sont réperloriés dans la BSS. II s'agit des 2 363 sondages de sourcie BRGM el des 747 sondages de source LARAG (devenu AGTS), respectivement codés (( BRGM )) el LARAG )) SOUS APIC. Donc, la moitié des sondages APlC ne Sont pas répertoriés dans la BSS.

Ces 3 107 sondqges non répertoriés (cf. fig. 9) proviennent de deux sources différentes : - 3 078 sondages proviennent des études réalisées en maîtrise d'œuvre par la

Lyonnaise des eaux (les sondages sont alors idenlifiés dans la base APlC SOUS le code (( ETN D) ;

- 29 sondages prqviennent des archives du CETE. et notés comme tels.

~

AGTS : Applications iéologiques Technologie e l Services 9

BRGM/RP-53131.FR - Rapporl inlermédiaire 29

Le projet RIVIERA - Risques en Ville : Equipernents, Réseaux, Archéologie

ces coupes permetpnt de retrouver la structure en escalier typique aux dépôts des terrasses alluviales étagées ainsi que des épaisseurs de couches conformes au schéma conceptuel.

Consolidatioh des données géologiques Lyonnaise des Eaux

Pour consolider la base de données géologiques de la Lyonnaise des Eaux, il a également été développé une méthode d'interprétation des données de sondages qui peut se décomposet en cinq étapes : - vérifier la localisation en X, Y des sondages (coordonnées Lambert) ; - replacer le sondage sur la carte géologique : ainsi le terrain affleurant attendu est

connu, de même que contexte géologique avoisinant ; - déterminer les formations géologiques rencontrées d'après leur description

lithologique, en faisant attention à respecter l'enchaînement stratigraphique ; - confronter les résultats obtenus avec les sondages voisins ; - vérifier la cohérence par rapport au schéma concepluel.

Tout au long de ces étapes, différentes sources d'incertitude peuvenl apparaître et entraîner des erreurs d'interprétation ; elles sont liées à plusieurs facteurs : - à la précision de la carte géologique (1150 000) ; - a l'origine des sondages et à la liabilité des descriptions (par exemple, différences

de vocabulaire utilisé pour décrire une formation) ; - ou encore aux similitudes entre les descriptions des différents terrains rencontrés.

Une première utilisption de cette mélhode a consisté à visualiser, par interprétation manuelle, la surface d'érosion (par surface d'érosion, on entend ici la base des terrasses alluviales).

Cette opération a été réalisée sur quatre secteurs : - le centre de Borqeaux (entre les boulevards et la Garonne) ; - entre les boulevards et la rocade ;

- Cantinolle ; - Pessac.

Le nombre de sonidages APlC alteignant cette surface est de 878 (sur un total de 1 600 sondages éthdiés). La carte des courbes isohypses du secteur de Cantinolle est présentée en anneke hors texte (planche intitulée : carte des courbes isohypses de la surface d'érosion dians le secteur de Cantinolle). Celte carte montre que la géométrie de la surface d'érosion est forlement influencée par l'incision des cours d'eau.

Analyse des données piézornétriques

En ce qui concerne les aspects hydrogéologiques, le travail, dans le cadre de ce stage, s'est focalisé sur les secteurs de Cantinolle et Pessac ; pour ces deux secteurs, il a été

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récupéré auprès d'AGTS 130 fiches de chroniques piézométriques. Ces fiches contiennent également des informations sur : - la lithologie des terrains renconlrés ; - l'influence du milieu avoisinant le piézometre (localisation dans une vallée, présence

d'un captage à proximité ...) ; - les cotes NGF des crépines.

Une première interprétation du contexte hydrogéologique, de l'aquifère capté, de la présence ou non d'une nappe phréatique esi aussi disponible dans la plupart des cas.

Les données pluviométriques journalières couvrant la période de 1966 à 2003 (45 pluviomètres répariis sur la CUB et suivis par la Lyonnaise des Eaux) ont également été récupérées, ainsi que les données limnimétriques depuis 1994 (cinq limnimètres localisés sur la Jalle'' et suivis par la Lyonnaise des Eaux). Les données limnimétriques se présenient sous la forme de mesures de valeurs de variation du niveau de la Jalle par rapport à un seuil prédéfini.

Seules les données piézométriques oni éié iraitées à ce slade, dans le but de représenter les surfaces piézométriques de Hautes Eaux (HE) et Basses Eaux (BE) sur les secteurs de Cantinolle et Pessac pour les années 1992 et 1993 (période de temps commune aux chroniques piézomélriques). Sur le secteuir de Cantinolle, 26 fiches piézométriques ont été utilisées ; sur celui de Pessac, nepf riches ont été utilisées. Un exemple de carte de courbes isopiézométriques est prépenté en annexe hors iexte (planche iniiiulée : Courbes iso-piézométriques de hautes / basses eaux en 1992 pour le secteur de Cantinolle). Les données piézoméiriques, trop peu nombreuses et localisées près des cours d'eau, ont simplement permis de conclure que les nappes sont globalement drainées par les cours d'eau, donc libres.

3.2.2. Réalisation 2004 (en cours)

Depuis avril 2004, Muriel Ochs, en slage ingénieur à la Lyonnaise dqs Eaux, a pris la suiie de G. Cuervo pour l'étude hydrogéologique du secteur de Camtinolle. L'objectif principal de son stage es! de cartographier les zones à risque dour les réseaux d'assainissement, ce qui implique de déterminer la posilion des nappes superficielles et leurs ballemenis par rappori aux réseaux, en fonction des conditions climatiques.

Les informations sur lesquelles le travail de M. Ochs s'appuie sont cell~es recueillies par G. Cuervo (données piézométriques, pluviométriques et limnimétriquels). Un premier lri des données piézomélriques (( intéressantes )) (chronique suffisammeni longue, aquilère capté libre et proche de la surface ...) a permis à M. Ochs de cibler un secteur particulièremenl riche en informations piézométriques : il s'agii du secteur de Thil- Gamarde sur la commune de Saint-Médard-en-Jalles. Ces données piézométriques sont présentées sur une planche hors texie (planche intitulée : secteur de Thil- Gamarde : collecteurs d'assainissement, piézomètres, pluviomètres, limnimètres),

Rivière drainant le bassin versant de Canlinolle. 10

32 BRGM/RP-5313l.FR - Rapport intermédiaire


L'exploitation des chroniques piézométriques, pour I'idenlilicalion des Hautes et Basses Eaux et zones de battement, se heurte à une double hétérogénéité : spatiale, au travers des différents aquifères, et temporelle, avec des chroniques qui ne portent pas toutes sur les mêmes plages de temps. L'identification des aquifères captés par les différents piézomètres a été effectuée par M. Ochs, avec l'aide de S. Dominique.

Deux approches peuvent être envisagées pour appréhender l'hétérogénéité temporelle : - une approche (( synchrone )) : au sein d'un même aquifère, on cherchera à établir

des corrélations sur la base de périodes de mesures identiques enlre les points et les chroniques ; deux périodes (( riches en informations )) peuvent être choisies pour définir la zone de battement ;

- approche (( asynchrone )) : on construit les surfaces enveloppes de l'ensemble des mesures piézométriques sans prise en compte des périodes de mesure.

Un deuxième objectif est de déterminer la corrélation entre la pluviométrie et le comporiement des aquifères : plus précisément, on cherche à corréler les hauteurs de pluie cumulées à l'amplitude de variation du niveau des nappes, et la forme des épisodes pluvieux au temps de réponse des nappes.

3.3. AXE : BASE DE DONNÉES À L'ÉCHELLE DE LA VILLE 'DE PESSAC : DIMENSION GÉOTECHNIQUE

Le secteur d'étude a été défini comme s'étendant des quartiers de Saige et du Pontet au sud-ouest (intérieur de la rocade) jusqu'au centre ville (gare, mairie) au nord-est, soit une étendue de 600 m de large sur 1 500 m de long (voir ann. 5, fig. 1 et 2). Ce secteur fera l'objet d'une opération complète d'aménagement dan$ les prochaines années, accompagnant le prolongement de la ligne B du tramway.

L'objectif de l'étude est de construire le modèle géologique, géotechnique et hydrogéologique sur le secteur, le modèle géologique s'insérant dan's le modèle plus global élaboré à l'échelle de l'agglomération.

3.3.1. Enjeux relatifs au projet d'aménagement du secteur du Pontet

En 1990, la municipalilé de Pessac s'est engagée dans une réflexion urbaine de (( revitalisation du grand centre )) de la commune. Cette notion inclluait les secteurs géographiques du centre-ville et du Pontet (notamment les quarliens de Bellegrave, Sardine el Bougnard, voir ann. 5., fig. 3).

Dans celte optique, l'opportunité de valoriser les terrains acquis par la Communauté Urbaine de Bordeaux entre 1981 en 1994 sur le secteur du Pontet, a généré une réflexion plus précise sur cet espace jusqu'alors peu valorisé.

Après des études d'aménagement réalisées entre 1992 et 1996, le choix d'un iracé du tramway en 1998 traversant l'ensemble du secteur d'étude a profond$ment modifié les enjeux et la dynamique de développement du site. Aujourd'hui, avec la mise en service


Le projei RIVIERA - Risques en Ville : Equipemenis, Réseaux, Archéologie

imminente de la ligne B de la première phase du tramway dans le quartier de Saige (juillet 2004), les modalités d'insertion de l'extension de cette ligne, dont la mise en service est prévue en 2007, au milieu du secteur du Pontet doivent être précisées (voir ann. 5, fig. 4 et 5).

En outre, les projets d'aménagements envisagés sur ce site doivent, du point de vue réglementaire, correspondre aux directives instaurées par le Plan Local d'urbanisme élaboré par la CUB et en cours de linalisation. Dans ce contexte, la mairie de Pessac, la Communauté Urbaine de Bordeaux et l'a-urba (l'agence d'urbanisme de la CUB) ont collaboré étroitemenl afin de définir les grandes orientations d'aménagement sur le secteur du Pontet articulées autour du projet intitulé

Le projet d'aménagement du secteur du Pontet lié à l'extension de la ligne B du tramway, prévue pour l'année 2007 (voir ann. 5, pour le diagnostic el les objectifs du projet d'aménagement), nécessitera donc une analyse précise des informations relatives au sous-sol en vue d'identifier les risques concernant le dimensionnement et la réalisation des structures de fondation des ouvrages envisagés.

En tant que membre de la Communauté Urbaine de Bordeaux et partenaire du projet RIVIERA, (( la mairie de Pessac adopte un positionnement de futur utilisateur de la connaissance géologique/géolechnique de son sous-sol, en s'appuyant sur les compétences scientifiques des organismes spécialisés en la matière (CDGA, BRGM) ».

le tramway dans un parc ».

3.3.2. Problématique géotechnique

L'objectif du travail en cours est de contribuer à une meilleure connaissance des caracléristiques géotechniques des formations superficielles de la commune de Pessac a travers l'étude du secteur du Pontet. Pour cela, on doit élaborer un (( référentiel )) géotechnique sur la zone étudiée, en exploitant les inlormations issues d'une base de don,nées existante disponible auprès des différents partenaires (CUB, mairie de Pessac, BRGM, Lyonnaise, DRAC) qu'il sera possible de compléter par la suite.

Les paramètres géotechniques recherchés proviendront essentiellement des nombreux sondages mécaniques déjà effectués (sondages à la tarière, sondages carottés, essais pressiométriques et de pénétration dynamique ... ) et des essais de laboratoire (identification des sols, essais de caractérisation ...).

Les résultats de la recherche et de l'interprétation des données seront représentés SOUS la forme d'un modèle numérique en trois dimensions (Modèle Numérique de 3D des propriétés géotechniques) du secleur étudié. Ce modèle pourra être ensuite validé sur des secteurs connus ou vérifié sur des secteurs extrapolés en élargissant le champ d'étude.

Au final, l'application de l'outil de gestion de l'information sur la nature du sous-sol devra permettre de (( prédire )) un sondage ficlif en termes géotechniques, dont la description sera statistiquement plausible sur le secteur étudié. La connaissance de

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l'incertitude sur l'information fournie consiiluera alors un élément fondamental de cetle application. Cet outil servira d'aide à la décision quant aux implantations d'ouvrages et d'aide à leur interprétalion pour les futurs utilisateurs. II ne pourra en aucun cas se substituer aux indispensables ouvrages de reconnaissance el aux études techniques (( classiques ».

3.3.3. Travaux effectués - premiers résultats

Reconnaissance du site

Afin de mieux cerner le périmeire concret de la zone étudiée, une reconnaissance de terrain a été effectuée. Les informations relevées concernent essentiellemeni des prises de vues disposées à différenis emplacements stratégiques du site : - le long du tracé de la future ligne B ; - en périphérie de la zone d'étude ; - en bordure des friches de végétation dense ; - à proximité des piézomeires ou puils exislants ; - à proximité de coupes visibles (fossés, ierrassements ...).

Les différentes photographies ainsi que leur implantaiion soni reporthes en annexe 5 (fig. 7 et 8).

Collecte et inventaire des données géologiques et géotechniques

Construire une image 3D du milieu, en lui adjoignant ses caractéristiques géotechniques, implique de collecter les données correspondantes et de les placer dans un rélérentiel pertinent, qui en perme1 l'analyse. Le iravail d'inveniaire el de collecte a porté, tant sur les données disponibles dans les bases SISSCUB et APIC- Lyonnaise, que sur les données pouvant exister en d'autres lieux (dlfférents services municipaux, lolisseurs et maîtres d'ouvrages, bureaux d'élude). Celte phase resie en cours.

Dans une première approche, le champ de recherche des inforrnatlons relatives au sous-sol a été étendu à toute la superficie de la commune de Pessac, afin de disposer rapidemeni d'un aperçu de la répartition géographique des sondages (fig. II).

Par la suite, compte tenu du faible nombre de données disponibles sur le secteur même du Pontet (60 sondages, 5 dossiers géotechniques), le champ de recherche a été étendu dans une zone située environ à moins d'un kilomètre de la périphérie du quartier du Pontet. Ce champ de recherche est divisé en sepi sous-secteurs correspondant à des zones de forte densiié de sondages (fig. 12).

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Organisation des données géologiques et géotechniques

Les données sont actuellement référencées et le travail porte sur l'organisation nécessaire des données géotechniques fortement disparates (essais de terrain et de laboratoire, nombre de valeurs pouvanl êlre important pour chaque sondage, qu'il s'agira par la suite d'attribuer aux formations géotechniques référencées). L'annexe 10 précise les sources d'information qui ont été utilisées et fournit les éléments quantitatifs concernant les données recueillies.

En parallèle, la caractérisation géotechnique complète d'échantillons prélevés sur un site en travaux est en cours (classificalion lithologique et géotechnique, essais pressiométriques et oedométriques). Cette caraclérisation fine pourra servir de base de comparaison lors du dépouillement et de l'analyse des dossiers géotechniques collectés.

Le recours aux caroites (lithothèque AGTS) et aux résultats des essais de caractérisation effectués sur ces prélèvements permettra d'enrichir l'information disponible. Enfin, d'autres sources potentielles de données (lotisseurs, aménageurs, constructeurs, institutions ...) sont contactées pour rendre le recensement le plus exhaustif possible.

Une première analyse des données permet une synthèse préliminaire, qui consiste à replacer le site dans son contexte topographique et géologique (des premiers résultais sont fournis en annexe IO).

Une seconde étape consistera à rechercher si des caractéristiques géotechniques moyennes peuvent être attribuées aux différentes formations rencontrées sur le secteur d'étude. Le secteur étant géographiquement limité, ce travail exploratoire est aussi mené en parallele sur l'ensemble de la commune. C'est à notre connaissance la première fois qu'une démarche de collecte systématique des données géotechniques à l'échelle d'une ville importante est entreprise en France.

Parmi la quantité d'inlormations recueillies, une attention particulière sera portée sur les points suivants : - Quelle est la source de l'information ?

- Comment soni répartis géographiquement les sondages à travers la commune et le secteur d'étude ?

- Dispose t-on, dans un premier temps, d'une quantité d'information suffisante sur le site étudié (densité de sondage) ? Pourra-t-on. par la suite, envisager une modélisation suffisamment représentative du terrain ?

- Quelles sont les sources permettant de recueillir un maximum de données en un temps minimum ?

II faudra aussi veiller à identifier d'éventuels doublons (même sondage répertorié sous deux codages différents par deux sources différentes). D'une façon générale, l'expérience acquise durant cette phase de collecte pourra être mise à profit lorsque l'expérience sera renouvelée sur d'autres sites.

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Le projei RIVIERA - Risques en Ville : Equipements. Réseaux, Archéologie

3.4. AXE : BASE DE DONNÉES À L'ÉCHELLE DU CENTRE HISTORIQUE DE BORDEAUX : DIMENSION ARCHÉOLOGIQUE

Les spécialistes de l'archéologie ont été plus en retrait au cours de ces premiers mois, leur charge de travail étant extrêmement lourde, dans le contexte actuel de réalisation des travaux des lignes de tramway (travaux concernant les propres voies d'emprise des lignes de tramway et les aménagements environnants concernant les réseaux divers - eau, assainissemenl, ainsi que les parkings souterrains...).

Une réflexion a cependant pu être menée pour préciser l'application métier N Patrimoine archéologique )) en termes d'objectifs et de méthodologie de Iravail. L'objectif fondamental vise à modéliser des sols (( volumes )) correspondants à des moments clés de l'histoire de Bordeaux.

Le secteur test retenu correspond au cœur hislorique de Bordeaux (ancien castrum), silué entre les cours Victor Hugo, Cursol e l de I'lnlendance (cf. fig. 4). Cette limite reste actuellement indicative dans la mesure où les informations disponibles, situées à proximité, seront intégrées dans l'étude.

Sur ce secteur, il s'agil, en tout premier lieu, de modéliser la surface à l'interface entre les sols naturels et anthropiques. L'une des problématiques majeures de cette interface correspond en effet à I'idenlificalion des cours successifs du Peugue, de la Devèze el du Caudéran. Ces trois ruisseaux, maintenant lotalement canalisés, drainent en effet le centre ville de Bordeaux. Ils ont pu avoir une double influence sur l'urbanisation : emplacement préférentiel pour les occupations humaines les plus précoces, axes structurants de l'urbanisation plus tardivement.

Les approches de ce type de problématique étant différenles suivant les spécialilés (archéologie, cartographie géologique, géotechnique), il sera procédé en trois étapes pour aborder cette étude :

- le BRGM et le CDGA réaliseront une modélisalion de cette surface par des méthodes géostatistiques, à partir des informalions disponibles auprès de ces deux organismes (sondages géologiques et géotechniques disponibles en archives) ;

- le SRA réalisera une étude similaire à partir de sa propre connaissance du secleur (sondages et fouilles déjà réalisés), à noter qu'un DESS es1 actuellement en cours sur le sujet. Pour cette étude, le BRGM a mis à disposilion du SRA, pendant la durée du projet, son logiciel GDM ;

- les résullals des deux approches seront ensuile confrontés pour analyser les convergences et divergences afin d'en tirer une synthèse utile au SRA.

Trois points sont à souligner : - la nécessité de disposer d'un MNT aussi précis que possible et commun à tous les

participants. Dans le cadre du projet. il a été procédé à l'acquisition d'un MNT d'une précision altimétrique de l'ordre du mètre (BD TOPO de I'IGN). Si la précision d'un le1 MNT est suffisante pour le macro-modèle, elle n'est certainemenl pas adaptée au niveau de précision requis par cette étude spécifique. Le SRA dispose

BRGM/RP-5313I.FR - Rapport intermédiaire 39

Le projei RIVIERA - Risques en Ville : Equipements. Réseaux, Archéologie

actuellement d'un semis de points planimétrique de précision centimétrique lourni par la direction des Bâtiments de France. L'élaboration du MNT ((fin )) sera envisagée à partir de ce semis. Pour cela, B. Bourgine (géoslatisiicien au BRGM) pourra apporter un appui méthodologique au SRA lors d'une mission à Bordeaux ;

- I'inlérêt de mieux évaluer les mouvements verticaux des sols. L'occupaiion humaine se traduit par des actions (( directes )) sur les sols (déblaisiremblais). mais également par des actions indirectes (compactions et tassements sous la charge des bâtiments). Ce deuxième facteur esi susceptible de générer des mouvements verticaux significaiils, en particulier dans les terrains les plus meubles (limons, tourbes, silts. etc..). L'ordre de grandeur des tassemenis potentiels pourra être évaluée par des mesures oedomélriques, réalisables au CDGA. Par ailleurs, Thierry Gé de I'INRAP'l montre dans des travaux à paraître que les plates-formes portuaires de Bordeaux ont subi une élévaiion de l'ordre d'un mètre entre l'antiquité et la fin de la période médiévale. Une analyse poussée des différents phénomènes, et des mécanismes à l'origine, est donc nécessaire pour appréhender les épaisseurs des différents horizons anthropiques ;

- I'INRAP, dans le cadre des travaux du tramway, analyse actuellement entre 3 O00 et 4 O00 sondages de 80 cm à 6 m de profondeur. Sous réserve de l'accord de cet organisme, les descriptions ainsi relevées pourront être exploilées pour noire élude. II faudra cependant considérer que celte analyse est réalisée dans une optique archéologique el non pas géolechnique el que les descriptions de sondages demanderont donc une interprétation complémentaire.

INRAP : lnstilul National de Recherche Archéologique Prévenlive. 11

40 BRGM/RP-5313l.FR - Rapporl inlerrnédiaire

Le projei RIVIERA - Risques en Ville : Equipements, Réseaux, Archéologie

Sondages el

3éo'echniques

4. Situation par rapport à l'échéancier prévu et programme des douze mois à venir

Ürbaine de Bordeaux(CUB), numérisées par le BRGM. seront mises à disposition du projet. II s'agit d'environ 6000 sondages répartis sur l'ensemble de

4.1. LES DONNÉES ET LEUR MISE EN FORME

Le tableau 3 recense les données disponibles, leur nature et l'état de leur traitement à cette phase du projet.

Les données géologiques et géotechniques actuellement recensées se montent à plus de 10 O00 sondages, dont il conviendra de conduire l'exploitation la plus efficace. En particulier, les données (( ETN )) n'ont pas encore été décrites dans le référentiel géologique du projet, les données SISSCUB n'ont pas encore fait l'objet d'une description fine pour les formations superficielles. et le référentiel géotechnique n'a pas encore été délini pour ces formations.

Si les partenaires ont du se mobiliser pour disposer de cet ensemble impressionnant de données, la poursuite de leur codification (et la consolidation qui l'accompagne) sera une tâche essentielle dans les mois à venir.

Les données géologiques et aéotechniaues de la Communauté

Vaggiomération.

1 AGTS. cellule de transferi de technonologie de l'université Bordeaux 1 assure. oour le c o m t e 1 de la CUB, le suivi de 400

'iézomé'rie piézomètres. Ces données pourront être exploitées dans le cadre du projet, avec l'accord de la

avec référentiel historique, réalisés en liaison avec le chantier de construclion du tramway, son1

Archéologie

Etat actuel (avril 2004)

7 662 sondages dans SISSCUB valides en juillet 2003 (le liers des sondages ne contient pas d'information réellement exploitable, moins de 800 sondages contiennent des données géolechniques attachées au dossier numérisé -scannées) Mise à disposition oificielle du projet en mai 2004. Lyonnaise des Eaux : 6 O81 sondages sous APlC dans un format Excel, dont 2 995 ETN (division Iravaux) et 29 du CETE. Les autres sondages sont communs avec SISSCUB. mis à disposition du projei. Soi1 un loial de 8085 ouvrages distincts avec descriplion géologique. Les codages e l découpages (référenliels) mis en œuvre dans ces 2 bases ne sont pas compatibles et les données doivent être réinterprétés.

130 fiches, dont 72 exploitables. pour les secteurs de Cantinolle et Pessac. Données pluviométriques journalières entre 1966 el 2003 sur la CUB. Mise à disposilion du projet.

3 O00 à 4 O00 sondages, maillage de 20 m, profondeur moyenne de 3 rn (de 80 cm à 6 rn), Obtenir l'accord de I'INRAP pour la mise à disposilion du projet, prévue en juillel 2004.

Tabl. 3 -Données disponibles à celle phase du projet.



Nature des donnees État actuel (avril 2004) Estimation avant le démarrage

du projet I I Les anciennes cartes de I I

Géotechnique

Mémoire synthétique sur l'évolution urbaine de Pessac en cours de rédaction.

l'urbanisme historique,

DRAC seront mises à la disposition Urbanisme géoréférencées, disponibles à la historique

Convention signée. Inventaire des dossiers techniques en cours. 53 dossiers sur la commune. 40 dossiers à moins d ' l km.

Une convention sera signée avec la ville de Pessac pour mise à disposition des données internes.

Topographie

Géologie et géotechnique

Cartographie géologique

5 dossiers intra Pontet. MNT à la précision verticale de 1 m. sur une zone de 25 km x 25 km. acheté dès sa commercialisation par I'IGN, en décembre 2003. Mise à disposition du proiet. Accès des partenaires à une lithothèque, contenant les carottes issues de très nombreux sondages effectués sur les secteurs d'étude et les résultats d'essais d'identification des SOIS.

Carte géologique numérisée homogénéisée à partir des quatre coupures au 1/50 000, couvrant la suriace de la CUB. Ces cartes SOUS forme de couvertures de polygones sont cohérentes avec la codification SISÇCUB. Mise à disposition du projet mai 2004

4.2.1. Chronogramme prévisionnel

Le tableau 4 présente d'une part le chronogramme prévisionnel initial (en grisé), d'auire part les nouvelles périodes envisagées (en bleu), sachant que nous nous situons en milieu de deuxième année.

Compte tenu des difficultés rencontrées pour obienir la disponibiliié des données (sondages de la base SISSCUB et MNT lin de I'IGN principalemeni), les principaux retards concernent les aspects de modélisation et de couplage géologie/géotechnique (tâches 1.6, 1.7 et 1.8).

4.2.2. Programme sur les douze prochains mois

Le travail réalisé, l'analyse de la quantité et de la qualité des données disponibles permettent de préciser les orientations futures du projet. Sur les douze prochains mois, le travail sera organisé d'une part autour de l'achèvement des deux stages de DESS et du stage ingénieur actuellement en cours, d'autre part sur le lancement d'une thèse qui permettra de mettre en place un jeune chercheur, à temps plein, sur le projet.

Le travail se poursuivra suivant six axes thématiques principaux

42 BRGM/RP-53131.FR - Rapport intermédiaire


0,4 6.8 7,9 8,5

Ce modèle a été calculé sur les codes stratigraphiques des seuls sondages (( SISSCUB ». Sur cette figure, les sondages a SISSCUB N (de part et d'autre de la coupe) sont identifiés, en tête, par un carré noir. Les sondages (( ETN )) (au centre de la coupe) sont marqués par un carré rouge. A noter que tous ces sondages peuvent être situés a une distance variable, inférieure à 20 m, de pari et d'autre de la coupe. Leur représentation correspond donc à une projection sur celle-ci. Ce point permet d'expliquer un certain nombre d'incohérences visuelles, en particulier sur l'altitude de la tête des sondages, décalée par rapport à la surface topographique. Dans cette coupe, les courbes rouges représentent l'incertitude calculée sur le mur du Quaternaire.

Plusieurs points sont ici mis en évidence :

dans le modèle 3D, le Chailien est absent entre Aquitanien et Rupélien, sauf sur l'extrémité gauche de la coupe. Ceci peut s'expliquer par l'existence d'une lacune stratigraphique locale, vraisemblable dans ce contexte géologique. Mais il peut s'agir également d'un artefact d'interpolalion. Ce point importani demandera à être vérifié ;

les informations lithologiques représentées sur les logs (( ETN )) (fig. 14) permettent une différencialion entre différents faciès aux propriétés mécaniques très différentes (argiles, sables et graves). Une ielle différenciation ne correspond pas, bien sûr, à la caractérisalion strictement straligraphique présentée dans les logs (( SISSCUB ». Mais elle ne correspond pas non plus au lexique utilisé dans cetle base pour la lithologie. À titre d'exemple, le log d'un des sondages (( SISSCUB )) est présenté dans le tableau 5. On y retrouve, pour décrire la formation quaternaire, une terminologie plus délaillée, avec : argile, argile sableuse, sable argileux, sable et gravier, graviers.

Remblai Sable Et grave Sable Et argile Calcaire Altéré Pàte

Indice I X-LZe I Y-LZe 1 2-NGF 1 Profondeur 1 Lithologie 1 Strati. 08272X1044 1 3652908 1 1982777 1 34 33 1 0 3 (arg ie sao euse 1 Quat

Tabl. 5 - Log du sondage SISSCUB n o 08272X1044.

Rappelons que pour les sondages (( ETN N les logs son1 exprimes au travers de trois champs différents (ierrain, nature, consistance). Le tableau 6 présente un exemple de log de l'un des sondages de la Lyonnaise des Eaux, représenté sur la coupe.

1 Profondeur 1 Terrain I Nature 1 consistance J

Tabl. 6 -Log du sondage ETN no 673928.

BRGM/RP-53131.FR - Rapport intermédiaire 4 5


On met ici en évidence la différence d'information entre les deux bases de données el donc la nécessité de mettre en cohérence les deux lexiques lithologiques.

Par ailleurs, la position du toi! du (( calcaire )) dans les sondages (( ETN )) devrail, en toute première analyse indiquer le toit des calcaires à Astéries du Rupelien supérieur. Or, on observe ici un décalage extrêmement important. de l'ordre de 15 m. De fait, le faciès noté (( Calcaire )) dans les sondages (( ETN )) indique soit un facies coquillier spéciiique de I'Aquitanien (Falun), soit une augmentation de la résistance à la pénétration, Une telle descriplion nous indique donc, en fait, la base des formalions quaternaires, éventuellement sans préjuger de la lithologie réelle du subslralum.

On note également, que le loil du (( calcaire )) noté dans les sondages ETN )) se situe dans l'intervalle d'incertitude calculé sur le mur du Quaternaire, a l'exception toutefois de trois sondages situés au centre de la coupe. Là encore une double explication peut être proposée : minoration dans le calcul de l'incertitude ou interprétation incorrecte des résultats du sondage.

Dans les trois derniers cas, le retour au dossier (( papier )) initial se révèle indispensable. Cet exemple, illustre donc I'hétérogénéilé de données issues d'origines différentes, leur complémentarité ainsi que leur nécessaire mise en cohérence.

b) Sur la géologie

L'analyse géologique sera poursuivie dans une double optique, à l'échelle de l'agglomération et à l'échelle des secteurs d'étude :

- Modélisation stratigraphique à l'échelle de l'agglomération ( N macro- modèle ») : le lravail portera sur le modèle 3D, dont une première version devrait être élaborée en juin 2004 (avec l'analyse des sources de conflits principales). La faisabilité de la construction d'un modèle géologique 3D, a partir des informations disponibles, devrait être démontrée à ce stade. Une première quantification des erreurs et des incertitudes sera fournie. À l'issue de celle phase, on disposera donc d'un cadre global de référence facilitant l'interprétation des données sur les secteurs plus spécifiques. Dans les étapes ultérieures, ce macro-modèle constituera également un élément important dans la communication autour des résultats du projet.

- Analyse litho-stratigraphique sur les secteurs d'étude : il s'agit ici d'affiner la connaissance de la géologie sur les secteurs d'étude. Cet objeclii passe, au préalable, par une meilleure caractérisation des formaiions stratigraphiques, et en premier lieu par la distinction des différentes terrasses entre elles. II s'agi1 ensuite d'appréhender les conditions des variations lithologiques au sein d'un même horizon stratigraphique. On peut noier que de telles variations apparaissenl clairement, au lravers des logs (( ETN », pour le quaternaire de la coupe présentée dans la figure 13. Mais elles existent également dans les différents faciés susceptibles de constiluer I'Aquitanien (sables, argiles, débris coquilliers - faluns). À partir de l'ensemble des connaissances disponibles sur les secteurs restreints, on procédera à une analyse la plus fine possible des logiques de dépositionslsédimentations, en particulier pour les formalions superficielles : terrasses (aujourd'hui qualifiées de

46 BRGMIRP-5313l.FR - Rapport inlermédiaire


quaternaires) et formations récentes du Flandrien. I l s'agira d'interpréter les différents objets géologiques mis en évidence pour chacune de ces formations (accumulations de vases et de matières organiques, lentilles d'argiles, niveaux sableux ou graveleux, etc.). Les mécanismes envisagés aideront à appréhender différents phénomènes : répartition des énergies dans l'alluvionnement qui conditionne la granulométrie, remobilisations ultérieures, existence et localisation de surcreusements et de paléochenaux ...). A partir de là, il sera possible de préciser et de caractériser l'organisation spatiale de ces différents objets lithologiques et donc de contraindre les interpolations géoslatistiques pour une représenlation plus fidèle des répartitions.

- Définition d'un référentiel litho-stratigraphique : l'identification des faciès lithologiques, reconnus dans les secteurs d'études pour les différentes formations straligraphiques. permettra de mettre en place un référentiel géologique plus complet que celui élaboré initialement pour le cadre géologique global de l'agglomération. Ce référentiel litho-stratigraphique sera compatible avec les besoins des applications métiers.

- Modélisation litho-stratigraphique sur les secteurs d'étude : le modèle stratigraphique est basé sur une logique de superposition des formations. II apparaît donc comme une grille <( rnulli-couche N dont l'ordre de superposition des surfaces est fixé par l'âge des dépôts. Par contre, les variations lithologiques au sein d'une même formation stratigraphique sont, par définition, globalement synchrones. On pourra donc rencontrer des alternances de faciès sur une même verticale. II s'agira de construire les surfaces enveloppes d'objets distingués a l'intérieur de la formation, à l'aide des outils géostatistiques, en exploitant les caractéristiques induites par les logiques des mécanismes d'érosionlsédimentationlremobilisations identifiés plus haut.

c) Sur la géotechnique

L'information géotechnique disponible est nettement moins abondante que l'information géologique. Ainsi, dans la base BSS, moins de 800 sondages (sur les 5 061 sondages avec log géologique) sont accompagnés de résultats d'études géotechniques. Sur la commune de Pessac, 53 dossiers d'éludes géotechniques" ont el@ rassemblés (ann. I O ) , alors que la collecte se poursuit.

Par ailleurs, l'information géotechnique est, en elle même, hétérogène dans la mesure où elle peut concerner différents paramètres : granulométrie, teneur en eau, pression limite, cohésion, angle de frottement, etc.

II s'agira donc d'une part de rendre plus synthétique une informalion hétérogène d'autre pari d'extrapoler cette information aux différents faciès litho-stratigraphiques idenlifiés dans le référentiel géologique. Plusieurs élapes sont donc nécessaires :

- élaboration d'un référentiel géotechnique par :

Soulignons que chacun de CBS dossiers correspond à un chanlier ou un aménagement spécifique et comporte les descriptions de plusieurs ouvrages de reconnaissance.

12

BRGM/RP-53131.FR - Rapporl intermédiaire 47


. l'identification exhaustive des paramètres mécaniques pris en compte dans les différents documents disponibles,

. l'analyse statistique des valeurs présentees pour chacun des paramètres (minimum, maximum, moyenne, écart-type ...) permettani la définiiion de classes de valeurs discriminantes. On pourra également tenter une analyse statistique multivariable, permettant de définir des classes de sols de Caractéristiques similaires. II n'est pas certain touiefois que cette approche puisse aboutir car elle nécessite de disposer de suffisamment de points pour lesquels les différents paramètres géotechniques ont été mesurés simultanément,

' la définilion de quelques (( paramètres synthétiques )) susceptibles d'exprimer les caractéristiques des formations géologiques par rapport aux besoins des (( applications métiers B du projet. Pour cela, on pourra s'appuyer sur les classifications existantes (LCPC, SETRA, PS92 ...). Ces (( paramètres synthétiques )) seront qualifiés en classes définies à l'issue de cette étape. Cette classificaiion constiiuera le référentiel géotechnique permettant une interprétation cohérente des différents essais,

' l'établissement de tableaux de corrélaiion entre les classes de valeurs retenues pour les différents types d'essais et les classes définies pour les (( paramètres synthétiques ». Une telle corrélation ne sera pas nécessairement univoque el un même paramètre géotechnique mesuré pourra être éveniuellement exploité pour la qualification de plusieurs (( paramètres synthéiiques D ;

- exploiialion des données géoiechniques à l'échelle du secteur de Pessac (nature, quantité et qualité des données). II s'agira de : ' coder les forages en traduisant les mesures géotechniques dans le référentiel

géotechnique ( N paramètres synihéiiques D), . élablir des corrélations entre les valeurs de classe des (( paramètres

synthétiques )) et les formations du référentiel litho-stratigraphique, dans les logs de sondage,

- pour chacune des formations, évaluer la répartition statistique des classes de valeurs, ainsi que leur variabilité spatiale. L'objectif à ce stade sera de vérifier le niveau de précision nécessaire dans la caractérisation des formaiions litho- stratigraphiques (valeur homogène ou nécessité de gérer des variations importantes d'une caractéristique mécanique au sein d'un même faciès lithologique),

. traduire le modèle litho-stratigraphique en modèle géotechnique 30. Pour les facies à caractéristique homogène, il s'agira d'une simple transposition. Pour ceux à variabilité importante, il sera nécessaire d'interpoler en 30 au sein des surfaces enveloppes préalablemeni définies ;

- exploitation des données géotechniques dans la base commune sur les deux autres secteurs d'étude, pour qualiiier les corrélations dans l'ensemble des formations Iiiho-siraligraphiques rencontrées. Dans le cas, plausible compte tenu du nombre limité de données géolechniques collectées, où aucune information géotechnique n'est disponible pour un facies, il sera nécessaire de réaliser une approximation à partir des données bibliographiques.

48 BRGM/RP-5313l.FR - Rappori inlerrnédiaire


d) Sur l'hydrogéologie

Cet axe portera en priorité sur I'élaboraiion d'un premier modèle hydrogéologique à l'échelle du secleur de Cantinolle. Dans la mesure où la réflexion actuellement en cours, dans le cadre du stage de M. Ochs, déterminera les options de travail qui seroni prises, il nous est difficile de préciser à ce stade les différentes actions, l'objectif restant :

- la définilion d'une méthodologie d'approche optimale sur la base de l'étude en cours du secteur de Thil-Gamarde ;

- l'analyse de la dynamique spatio-temporelle de l'aquifère superficiel sur le secteur à partir du traitemenl de piézomètres représentatifs et de l'étude du bassin ;

- la proposilion de moyens de mesure et de suivi complémentaires.

e) Sur la géostatistique et l'analyse des incertitudes

Jusqu'à présent, on s'esi intéressé à la modélisation des formations stratigraphiques (ex. : contact Aquitanien / Rupélien). Ces formations ont une géométrie relativement conlinue et présenient une extension significative. On privilégie donc la modélisation des surfaces de contaci au travers d'un modèle 3D surfacique. Pour aller plus loin, il est nécessaire de caractériser en 3D les faciès lithologiques et les propriétés géomécaniques au sein de ces formations stratigraphiques. Dans ce contexte, on peul observer des variations sensibles sur une même verticale, comme par exemple, une diminution graduelle de la granulométrie dans une terrasse. Pour représenter de lels phénomènes, il devient nécessaire de réaliser des modélisations 3D volumétriques.

En ce qui concerne les logiciels de représentation et de iraitement, le principe a été décidé de la comparaison des capacités des logiciels dont disposent les partenaires (GDM, Multilayer el ISATIS (Géovariances) pour la modélisation géométrique surfacique et les lraitements géostatistiques standards, ISATIS pour les trailements géosiatistiques plus approfondis). Ces logiciels ont été mis à disposition des partenaires concernés qui pourront procéder aux comparaisons sur la base de données partagée mise en ligne. Les travaux de recherche en géostatistique porteront sur : - le traitement des anomalies ponctuelles de surface au toit du calcaire à Astéries

(épikarsts). En effet, les phénomènes de dissoluiions superficielles dans les calcaires peuvent conduire une interprétalion erronée de la position du toit réel. Ce cas est illustré de manière théorique dans la figure 15. Le contact entre le toit du calcaire et les formations superficielles esi marqué d'un trait jaune. L'interpolaiion prenant en compte l'ensemble des contacts (et donc faussée) est en rouge. Un modèle plus plausible du toit est présenté par la ligne noire.

L'objectif visera donc les moyens de traiter d'une part la modélisation du toit en minimisant l'impact des karstirications, iout en gardant la représentation des anomalies de plus grandes amplitudes dues aux phénomènes d'érosion et d'altération superficielle, d'autre parl l'évaluation de la probabilité de présence de phénomènes karstiques d'importance significative ;

BRGM/RP-5313I.FR - Rapport inlerrnédiaire 49


incertitude géotechnique et hydrogéologique.

réaliste », représentative de la qualité de la modélisation géologique,

0 Diffusion et communication

À ce stade du projet, deux points principaux sont à souligner : - une présentation du projet et de ses premiers retours aux élus de Pessac a été

effectuée le 15 juin 2004, en présence du maire de Pessac, M. Pierre Auger et du présidenl de la région Aquitaine, premier adjoint de Pessac, M. Alain Rousset ;

- une première publication est envisagée. En effet, P. Thierry a été contaclé par le (( Quaterly journal of Geological Engineering and Hydrogeology D qui souhaite publier un numéro spécial sur la géologie urbaine. La publication prévue, et dont le principe a été accepté, pourrait présenter les premiers résultats de RIVIERA. Elle sera à soumeltre pour septembre 2004.

Par ailleurs, les objectifs et le déroulement du projet RIVIERA ont été présenlés à différentes occasions, comme aux Carrefours de la Route », le 27 novembre 2003 à Dijon.

4.2.3. Programmes ultérieurs

a) Mise en œuvre des applications métiers

À l'issue des travaux prévus, les éléments seront réunis pour exploiter l'information (( géologique N au travers des trois applications métiers : - pour la mairie de Pessac, une analyse sera faite des résultats sur la modélisation

géotechnique. Ils seront par ailleurs confrontés aux résultats des campagnes de reconnaissance actuellement engagées et à réaliser. Un guide d'utilisation des modèles géotechniques pour l'urbanisme opérationnel pourra alors être rédigé ;

- pour la Lyonnaise des Eaux, le croisement sera fait entre modèle hydrogéologique et les réseaux d'assainissemenl (et la connaissance qui existe sur leur état sanitaire) pour tirer des conclusions en termes de stratégies de maintenance (établissement de priorités, mise en place de métrologie plus complète des systèmes aquifères superficiels) ;

- pour le SRA, la confrontalion du modèle géoslalistique, avec la connaissance en cours d'élaboralion des sols historiques sous Bordeaux, permettra d'évaluer les possibilités des méthodes mises en œuvre ici pour aider à l'interprétation des analyses archéologiques.

b) Modélisation 30

II es1 envisagé de tester, sur les secteurs retenus, les possibililés des logiciels de modélisation et visualisation 3D comme (( EarthVision n et N Editeur Géologique », disponibles au BRGM.



5. Conclusions

ce stade du projet RIVIERA, un certain nombre de résultats factuels sont déjà À acquis : - la définition d'un référentiel stratigraphique permettant de rattacher les nouvelles

observations dans un système globalement cohérent à l'échelle de l'agglomération ; - la collecte d'environ 8 O00 descriptions de sondages géologiques, de 130 chroni-

ques piézomètriques sur le bassin versant de Cantinolle, de 53 dossiers géotechniques sur Pessac. A terme, 3 O00 sondages supplémentaires devraient être collectés, soit par l'intermédiaire de la DRAClSRA (sondages INRAP), soit auprès de sociétés prestataires de services pour la mairie de Pessac. Seront également intégrées les descriptions géotechniques de 800 sondages actuellement seulement connus par leur description géologique ;

- la réalisation d'un modèle stratigraphique 3D surfacique représentant la géologie bordelaise (en cours de finalisation pour la rive gauche de la Garonne).

Plusieurs résultats méthodologiques méritent d'être soulignés : - l'expérimentation des difficultés liées à la mise en place d'une logique collective de

partage et d'exploitation des données techniques à l'échelle d'une agglomération. Cette difficulté se situe a l'interface du politique et du scienlifique avec : . la multiplicité des lieux de stockage de I'informalion (archives dispersées auprès

de nombreux organismes et plus ou moins bien organisées), . la diversité des propriétaires dont l'autorisation, iormelle ou non, doit être obtenue

avanl toute utilisation de la donnée, ' des besoins différents ont, par ailleurs, conduit les organismes à développer des

lexiques de description des sondages incompatibles entre eux. Les codifications différentes utilisées impliquent donc un important travail de mise en cohérence ;

- l'importance d'une participation aux stades les plus précoces de l'étude scientifique des partenaires a métiers n du projet. Cette participation implique la nécessité de développer un langage et des lexiques communs permettant aux différents intervenants de partager des argumentations cohérentes et compréhensibles par tous ;

- la nécessité de développer une analyse géologique la plus poussée possible. En effet, les premières analyses des données montrent qu'il existe un rapport important, de l'ordre d'une puissance de I O , entre la quantité de données géologiques et de données géotechniques. Pour se rapporter à la remarque précédente, on peul souligner qu'une telle différence traduit certainement plus une disponibilité ou facilité d'obtention plus grande plutôt qu'un réel délicit de connaissance. Pour les données sur l'hydrogéologie. la différence est encore plus marquée puisque l'aspect temporel joue également dans l'interprétation des informations. De là, il ressort donc que l'information géologique, la plus abondante, doit être exploitée aussi complètement que possible pour permettre :



. d'affiner les corrélations entre paramètres géotechniques et faciès lithologiques, - de bien caractériser les différents aquifères superficiels et éviter ainsi des

corrélations enire objets de natures différentes, ' de contraindre les inlerpolaiions : gestion des conflits entre surfaces

stratigraphiques modélisées en 3D surfacique, orientaiions préférentielles des objets lithologiques ou des paramètres géomécaniques modélisés en 3D volumique.

56 BRGM/RP-5313l.FR - Rapport intermédiaire


6. Bibliographie

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Dubreuilh J. (1976) - Contribution à l'étude sédimentologique du système fluviatile Dordogne-Garonne dans la région bordelaise ; les ressources en matériaux alluvionnaires du département de la Gironde. Thèse de doctorat no 91, Université de Bordeaux I I 273 p.

Dubreuilh J., Capdeville J.P., Farajanel G. et a/. (1995) - Dynamique d'un comblement continental néogène et quaternaire : l'exemple du bassin d'Aquitaine. Géologie de la France, no 4, p. 3-26, 1995.

Lenguin M., Mouline M., Sellier E., Capdeville J.P., Dubreuilh J. (1980) - Tertiaire bordelais, Le bassin d'Aquitaine et sa marge Pyrénéenne, 26" Congrès Géologique International. Bull. Centr. Rech. Explor., Prod. Elf-Aquitaine, Mém. 3, p. 79-1 16, 1980.

Pomerol C., Renard M. (1998) - Eléments de Géologie. Ed. Masson, 11' édition, 629 p.

Pratviel L. (1972) - Essai de cariographie slruclurale et laciologique du bassin sédimentaire ouest aquitain pendant l'Oligocène, Thèse Doct. Univ. Bordeaux 1, 569 p., 1972.

Caries géologiques de la France à 1/50 O00 employées et leurs notices, BRGM : Bordeaux (803), Pessac (827), Sainte-Hélène-le-Porge (802), Blaye (779)

BRGM/RP-5313 1 -FR - Rapporl inlerrnédiaire 57


Annexe 1

Fiche signalétique du projet RIVIERA

BRGM/RP-53131.FR - Rapport inlermédiaire 59


Fiche signalétique du projet R I V I E R A (Risques en Ville : Equipementç, Réseaux, Archéologie)

Coordonnateur technique et administratif : Pierre THIERRY (BRGM)

Responsable scientifique : Denys BREYSSE (CDGA - Bordeaux 1)

Liste des partenaires

BRGM (Bureau de Recherches Géologiques el Minières)

CDGA (Centre de Développement des Géosciences Appliquées) Université Bordeaux I

Ville de Pessac

DRAC Aquitaine (Direction Régionale des Affaires Cullurelles - Service régional de l'Archéologie, Bordeaux)

Lyonnaise des Eaux

Observateur - mise à disposition des données: Communauté Urbaine de Bordeaux-CUB

Thèmes concernés : Risques liés au sol et à l'hydrologie Suivi, diagnostic et entretien des réseaux urbains Instrumentation et outils informatiques

Objectifs techniques :

Outils méthodologiques et informatiques destinés aux responsables techniques de la gestion urbaine. permettant :

- d'avoir une première approche, immédiate, des conditions géologiques, hydrogéologiques, géolechniques et archéologiques susceptibles d'être rencontrées en lout point d'une agglomération avec indication du degré d'incertitude, estimé localement sur les données ;

- d'exploiter cette information au travers (( d'applications-métiers )) adaptées aux besoins opérationnels des praticiens.

Marché visé : Services lechniques des collectivités - entreprises - bureaux d'éludes.

BRGM/RP-53131-FR - Rapport iniermédiaire 61

Le projet RIVIERA - Risques en Ville : Equipernenls, Réseaux. Archéologie

Méthodologie :

- Construction d'un modele 3D du sous-sol sur des secteurs tests de l'agglomération bordelaise, en exploitant les données disponibles. Interpolations par des méthodes géostatistiques. Couplages des données hétérogènes (géologielgéotechnique par exemple) par des méthodes statistiques et l'introduction de iechniques de type logique floue.

- Réalisation, à partir de cetle base de connaissance, de prototypes (( d'applicationç- métiers )) opérationnelles pour irois domaines différents de la gestion urbaine : . conseil à l'organisation et aide à l'interprétation des reconnaissances nécessaires

' évaluation avant diagnosiic ierrain du patrimoine archéologique des sols, . aide a la programmation de la surveillance et de la maintenance des réseaux

à la réalisation d'un grand aménagement,

d'assainissement.

Durée du projet : 3 ans

Budget total en E (HT) 935 920 E

Moniani du soutien demandé : 315 970 E

62 BRGMIRP-53131.FR - Rapporl inlerrnédiaire

Le projel RIVIERA - Risques en Ville : Equipemenis, Réseaux, Archéologie

Annexe 2

Liste des personnes impliquées dans le projet RIVIERA


Le projel RIVIERA - Risques en Ville : Equipements, Réseaux, Archéologie

BRGM Orléans et Service Géologique Régional Aquitaine

BAUDRY Davy - hydrogéologue

BOURGINE Bernard - geostatisticien

CAPDEVILLE Jean-Pierre - géologue

THIERRY Pierre - géologue, traitement des données,

DOMINIQUE Sophie - étudiante, géologue (en partenariat avec CDGA)

Lyonnaise des Eaux

RODIERE Bernard - ingénieur, hydraulicien

CUERVO Gwendal -étudiant, géologue

OCHS Muriel - étudiante, hydrogéologue (en partenariat avec CDGA)

CDGA Université Bordeaux 1

BREYSSE Denys - géotechnicien, génie civil

FABRE Richard -géologue

LASTENNET Roland - hydrogéologue

MARACHE Antoine - géologue, géostatisticien

DRACISRA

COUTURES Philippe - archéologue

REGALDO Pierre - archéologue

Ville de PESSAC

PIETTE Christophe - urbaniste, chargé de mission

RIBEYROLS Nicolas - étudiant, géotechnicien (en partenariat avec CDGA)

Les partenaires tiennent à remercier les personnes qui, par leur collaboralion, permettent au projet RIVIERA de progresser : M. Villaldach (CUB). M. Gaffory (Conseil Général de la Gironde), Mmes. Eloili. Grégoire, Huet el M. Farigot (AGTS”).

AGTS : Applicalions Géologiques Technologies e l Services. 13


Le projel RIVIERA - Risques en Ville : Equipemenls. Réseaux, Archéologie

Annexe 3

Rappel des objectifs détaillés du projet

BRGMIRP-53131.FR .- Rapport intermédiaire 67


Des pistes scientifiques nouvelles permettent d'envisager l'intégration et la valorisation, à l'échelle d'une agglomération, de données hétérogénes, associées à un réel couplage, en trois dimensions, des données géologiques et géotechniques :

- méthodes d'interpolalion statistiques (krigeage) intégrant le calcul du degré d'incertitude du modèle en tous points ;

- meilleure analyse des phénomènes d'altération, d'érosion el de dépôts permettant de mieux contraindre les modèles géologiques (géométries des formations) ;

- exploitation des concepts de logique floue ou d'analyses multicritères pour l'interprétation et la corrélation de données hétérogènes.. .

Intégrées, adaptées el associées aux nouveaux outils informaliques de gestion des données et de visualisation en 3D, ces méthodes doivenl permettre d'atteindre l'objectif visé : construire un modèle 3D couplant des données d'origine géologique, géotechnique, hydrogéologique et archéologique, afin d'évaluer l'aléa géotechnique à l'échelle d'une agglomération, c'est-à-dire disposer d'un outil opérationnel permettant, par exemple, aux responsables techniques d'estimer préalablement à une opération d'aménagement, la probabilité de survenance de difficultés. en associant la nature et le degré de gravilé, a l'intensité ». de ces difficultés potentielles. Dans tous les cas, l'incertitude sur la donnée doit être associée à l'information fournie.

Un tel outil ne saurait en aucun cas dispenser les ingénieurs el techniciens d'une analyse critique des données. II constitue simplement, sur un support facililanl l'expertise et du (ait qu'il intègre des données disparates don1 personne ne saurait avoir une vision complète, une synthèse (et un indicaleur de son degré de vérité) qui permet de prendre des décisions mieux éclairées, en préalable aux opérations de reconnaissance qui restent indispensables. De plus, parce qu'ils sont pafliculièrement adaptés à l'archivage et au croisement de données issues de champs multiples, ces outils favorisent la coordination entre les spécialistes des différents domaines.

Toutefois, une telle base de connaissance scientifique, si elle est indispensable, ne peut se suffire à elle même. Pour les différents (( métiers D de la gestion urbaine, il s'agit de pouvoir traiter cette information pour en exlraire et interpréter les paramètres perlinents et les inlégrer dans des applications spécihques. Répondre effectivement aux besoins pratiques, implique de développer, à partir de cette base de connaissance, des outils d'aide à la décision, (( des applications-métiers », adaptés et directement utilisables par les opérateurs de l'aménagement urbain (urbanistes, gestionnaires de réseaux, responsables du patrimoine archéologique...).

Dans le cadre du projet, Irois applications, visant différents domaines de la gestion urbaine, seront développées : - aide à la conception et à l'interprétation de campagnes de reconnaissance lors

de projets d'aménagement d'envergure (la densité de reconnaissance idéale dépendant du degré de variabililé local des formations et des incertitudes qui subsistent) ;



- cartographie du potentiel archéologique du sol urbain (lié entre autres à l'épaisseur du sol anthropique el aux condilions de conservalion du mobilier enloui), permetlanl une meilleure appréhension, plus précise et plus complèle, des phénomènes archéologiques avant ouverture du sol, en intégrant la troisième dimension aux outils existants (bases DRACAR et PATRIARCHE) ;

- évalualion des risques d'origine hydrogéologiques et géotechniques pouvant affecter les réseaux d'assainissement enterrés, dans une optique de rationalisation des campagnes de contrôle el d'optimisation des politiques de maintenance.

Ces trois applications correspondenl à des besoins acluels, identifiés par les (( partenaires-praticiens )) du projet. D'autres exemples d'applications dont le développement serait judicieux auraienl pu être envisagés : - estimation des impacts environnementaux de travaux souterrains (p. ex. prévision

des cônes de rabattement et des dommages potentiels induits aux ouvrages avoisinants) ;

- hydrologie el hydrogéologie urbaine, analysant le cycle des eaux en milieu urbain (recharge de la nappe par les précipitations et les réseaux, fluctualions de nappes ...) e l fournissant les arguments d'un développement durable de la ville.

II faut souligner ici que toutes ces applications ne peuvent être envisagées que comme des outils d'aide à la décision, destinés aux seuls praticiens. II ne s'agit en aucun cas de substituer une quelconque solution automatique à l'expertise humaine, qui reste irremplaçable.

Enfin, la valorisation des résultats obtenus constitue le complémenl indispensable de cette démarche : - (( en interne », par la mise à disposition de l'application auprès des ulilisateurs et

leur formation aux outils e l concepts développés ; - (( en externe », par la publication des résultats et leur diffusion auprès des praliciens

de la ville, en France et à l'étranger.

En privilégiant la coopération enlre scientifiques et praticiens, le projet RIVIERA vise donc lrois objectifs principaux complémentaires : - la mise au point des mélhodes et outils pour appréhender, au travers d'une

modélisation 3D, le contexle géologique (au sens large) d'une agglomération ;

- le développement d'outils d'aide à la décision, exploitant cette base de connaissance et adaptés au contexte opéralionnel ;

1 - la valorisation et la diffusion des résultats obtenus.

70 BRGM/RP-5313l.FR - Rapporl intermédiaire


Annexe 4

Convention CUB-BRGM de mise à disposition des données nécessaires au projet RIVIERA

BRGMIRP-53131.FR - Rappori intermédiaire 71

Le projet RIVIERA - Risques en Ville : Equipementç, Réseaux. Archéologie

Par convention du 27 ociobre 2000, la Communauté Urbaine de Bordeaux et le BRGM, Service Géologique Régional Aquitaine décidaient de constituer, en putenarial, une bme de données du SOUS-

sol de la Communsut6 Urbaine de Bordeaux.

Ceûe opCrarion d'une duréa @vue de v o i s ans est en voie d'achèvement.

Les fichiers inforniatiques ainsi constitués sont la copmpriéte des deux parties qui en disposent libremsnl pour leun propres bcsoins. mais doivent demander I'nutorisation de l'autre partie pour loute dif ision ou usage sortnm de ce cadre.

Par ailleurs, un projet de recherche porlant sur l'élaboration d'un modèle hidimensionnel des sols à l'échelle de la ville réuni1 les purlenaires suivants : .

L'UnivenilC Bordeaux 1 (CDGA)

. La ville de Pessac . Le BRGM (Centre Scientifique e l Technique d'Orléans),

La Lyonnais des Eaux (Centre Régional de Bordesux)

La DRAC (Service Régional de l'Archéologie).

Ce projet dénommé c i MVIERA )) est destiné B élaborer une méthodologie visant à préciser les zones où des risques géotechniques son1 B envisager, mais nvec des conlours définis avec des tolérances qui ne sont pas B I'kheile de I'aménagement ponciucl. Un le1 outil doit servir à mieux cerner le pmpmme de reconnaissance des sols spCcifique à chaque projet.

La mise à disposition des données informaiiques des ouvrages du SOUS-SOI de la Communauté Urbaine de Bordeaux est indispensable pour la réalisalion de e~ projet.

ARTICLE 1 - OglET DE LA CO NVENTIW

La présenle convention n pour objet de fixer les conditions el modalités de mise à disposition des données informatiques des ouvrages du sous-SOI de la Communauté pour la réalisation du projet de recherche u RIVIERA n.

Les stipulations des présentes ne dispensent pas de I'aulorisalion à obtenir de I'aulre co- propriétaire ni ne préjugenl des conditions ou disposilions psrticulières qu'il est susceptible d'imposer en complément de ceIIes définies dans les srticles suivants

ARTICLE 2 - DROiTS D ' ü T i L ~ DES F ICAIERS

L'exploitation des fichiers informatiques mis h disposition est plricternenl ümitée OUI besoins j i e la recherche.

Les chercheurs qui en disposeront s'engagent i ne pss les utiliser A d'autres fins ni à communiquer les informations k un tiers non impliqué directement dans ce projet.

0511 1~2003

74

i'

BRGM/RP-53131.FR - Rapporl intermédiaire


La d i f is ion ou la mise à disposilion d'un tiers ne pourra se laire à aucun moment e i sous quelque forme que ce soi1 sans avoir obtenu au préalable l'accord express el écril de la Communaulé Urbaine de Bordeaux.

A la fin de la recherche, les parties se rapprocheront éventuellement pour redéfinir les condiiions d'utilisation des données nécessaires à l'exploitation du produit issu de celle-ci.

ARTICLE 3 - -w N D

Les fichiers informatiques seront mis à disposilion du pmjei par le BRGM selon des modalités et formats définis entre les parties.

A la fin dc la recherche, sauf nouvelle wnvenlion visée à l'article 2, l'&pipe de recherche s'engage i détruire tous les fichiers de données mis à sa disposilion au titre des présentes.

ARTICLE 4 -CONDITIONS FINANCIERES

S'agissant d'un programme de recherche scientifique, la Communauté Urbaine de Bordeaux msepte, comme le BRGM. d'autoriser l'utilisation des donntes infomariques à ritre gratuil.

La Communaulé ne participera pas aux éventuels frais induib par cene mise à disposition des fichiers.

D'une favon plus &néraie cene aurorisaiion d'ulilisation à t iue macieux COnstiNe la Seule contribution de laCommunauté Urbaine à ce projet.

pRTlCLE 5 -- E

La responsabililé de l a Communaulé Urbaine ne pourra être recherchée par l'équipe de recherche pour une anomalie dans le contenu des fichiers ou pour toute autre raison.

De plus l'équipe de recherche s'engage à ne pas se retourner wntre la Communauté Urbaine pourloul recours d'un tiers lié à l'utilisation des données mises à disposilion.

@TICLE 6 -PUBLICATIONS LIEES A LA RECHERCHE

Toute publication devra menrionner que la recherche a été menée à partir de la base de données du SOUS-SOI de la Communaulé Urbaine réalisée en partenarial par la Communauté Urbaine e l l e BRGM.

Les publicalions relatives à ceite recherche pourronl ut i l iser les informalions issues de l a base de données dans les exemples illuslratifs.

Toutes les publicaiions seront transmises pour information à la Communauté Urbaine de Bordeaux.

05ll IBO03 3

BRGM/RP-5313I.FR - Rappori iniermédiaire 75


La dude de la presenie conveniion es1 kgde à la durée de la reçhemhs qui eït erlimk à 3 ans environ.

Tout dossccord psisuini enhe les parties sur i'inicrprttation ou sur I 'dcut ion de 1. pdssote convention qui n'aura pu faix I'objel d'un règlement amiable sera poné devanl le iribunal adminisrraiif de Bordeaux.

Convention établie en deux exemplaires originnux

Faite Bordeaux, le 2 7 NfiV. 2093

Pour 18 Communaute Urbains de Burdrsux Pour 15 BRGM.

0511 112003

76

Le Plesident Le Direcleur Général

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4

BRGMIRP-5313I.FR - Rapport intermédiaire

Le projet RIVIERA - Risques en Ville : Equipemenlç, Réseaux, Archéologie

Annexe 5

Caractéristiques du secteur d’étude de Pessac (application géotechnique)

BRGM/RP-5313l.FR - Rapporl intermédiaire 77


Localisalion du secteur d'étude : - Plan de la commune (fig. 1)

- Phoio aérienne de la zone d'élude (fig. 2)

Environnement urbain et paysager du secteur d'étude (fig. 3)

Projet d'aménagement sur le secteur du Pontei : - Synihese des objectifs d'aménagement (fig. 4)

- Le tramway dans un parc (fig- 5)

Cartographie des sinistres liés à la sécheresse sur la zone de Pessac (( intra-rocade )) (fig. 6)

lmplantaiion des points de reconnaissance photographique (fig. 7) et photographies (fig. 6).



DIAGNOSTIC, ÉTAT DES LIEUX

Au sein d'un quadrant sud-est de la commune, délimité par la voie ferrée et la Rocade, l'environnement urbain du secteur du Pontet est localisé entre qualre pôles d'occupation majeurs :

- au nord, le centre-ville, - au sud, le quartier de Saige.

- à I'ouesl, le quarlier Arago-Châtaigneraie,

- à I'esl, le quartier de Sardine.

Entre ces quatre pôles, le cœur du secleur es1 occupé par un tissu exclusivement résidentiel, marqué par la prédominance d'un habilal individuel peu dense, et une forte présence du végéial (présent sur 30 ha, soit environ 30 % de la superficie lolale du site). Cette configuration contribue fortemenl à forger une identité de quartier (( pavillonnaire-rural N dont la qualité de préservation constitue un enjeu majeur du projet d'aménagement. La couverture végétale est effectivement très présente dans le quartier, au travers nolamment des grands espaces verts publics en périphérie, mais également au sein des tissus résidentiels.

La nature paysagère d'un site étant en partie due aux propriétés pédologiques du sous-sol, la réserve foncière, constituée par la CUB depuis 1981 sur le secteur du Ponlel, a depuis été préservée de l'urbanisation. Elle est composée de masses boisées remarquables essentiellemenl conslituées de pins, chênes et plalanes (bicentenaires pour certains), ainsi que des lisières humides en bordure de cours d'eau (le Serpenl au sud, I'Artigon au nord). Ces ensembles sont dispersés et séparés par des clairières ou des prairies ouverles constituant des accès favorables aux projets d'aménagement.

L'importance de la zone de réserve foncière communautaire (environ 75 % de la superficie du couvert végétal) et la coupure crée par la voie ferrée conslituent depuis loujours un frein au développement du réseau de voirie dans ce secteur aujourd'hui mal desservi, notamment en lerme de transports colleclifs. L'arrivée du tramway de 1" phase pour le mois de juillet 2004 au lerminus de Bougnard, ainsi que le projet d'extension de cette ligne à travers le quartier du Pontet jusqu'à la gare de Pessac en 2007, devraient contribuer à désenclaver l'ensemble de ce secteur en favorisant l'accès au centre-ville.

Projet d'aménagement envisagé (septembre 2003)

Les enjeux de développement du secteur d'étude permettenl de dégager quatre grands axes d'aménagement, regroupés aulour de la ligne B du lramway située au cœur d'un couloir végétal (« axe convivial D). L'option d'aménagement présentée à la concertation, intitulé (( le tramway dans un parc », explique clairement les principaux thèmes de développemenl : - assurer la liaison entre le sud du secteur (quartier Bougnard) et le centre-ville grâce

à l'extension de ligne de tramway jusqu'au futur pôle intermodal ;



- proposer une offre d'habita1 en rive de l'axe convivial tout en préservant la qualité paysagère du site ;

- développer les équipements publics, notamment a travers la conslruction d'un complexe sportif au sud ;

- valoriser les espaces verts existants grâce à la réalisation de parcs le long de l'axe convivial.



Annexe 6

Résumé d’histoire géologique bordelaise

BRGM/RP-53131-FR .- Rapport intermédiaire 91

Le projet RIVIERA - Risques en Ville : Equipernenls. Réseaux, Archéologie

Contexte régional

La Communauté Urbaine de Bordeaux se situe sur la bordure nord-ouesl du bassin d'Aquitaine. De ce fait, au droit de cette zone, les apports sont régis par les processus de mise en place des dépôts dans un bassin sédimentaire (Autran et Dercourt, 1980). Les grandes étapes de l'évolution de cette structure seront schématiquement rappelées.

Le Bassin aquitain résulte de grands phénomènes structuraux post-hercynien associés à un étirement crustal. Par conséquent une importante subsidence favorise la sédimentation sur l'ensemble du bassin. Le caractère marin du bassin va prendre forme au Jurassique et continuer jusqu'au Crétacé avec l'ouverture de l'océan Atlantique. Durant tout le Cénozo'ique, le bassin sera le siège d'un comblement en grande partie détritique par érosion des reliefs du pourtour (Pratviel, 1972 ; Lenguin et ai., 1980).

A partir du Miocène moyen (-14 MA), une régression marine à lieu, les dépôls deviennent continentaux. La zone bordelaise constitue un grand marécage protégé des influences maritimes.

Au cours du Pliocène et dès le Pléistocène, les dépôts détritiques recouvrent une surface allant du sud des Landes de Gascogne jusqu'au Médoc, ceci suivant une direction sud-esLinord-ouest (Dubreuilh et ai., 1995).

Lorsque des conditions périglaciaires s'insiallent vers la fin du Pléistocène inférieur, les réseaux hydrographiques commencent à se structurer, s'encaissant et creusant le substratum. Ces condiiions de dépôt vont se prolonger jusqu'à l'Holocène. Elles sont associées à une déviation vers l'est des cours d'eau et un encaissement tendant à leur donner leur configuration actuelle.

La mise en place de ierrasses alluviales emboîtées recouvrant tout le Médoc, le Bazadais et l'Entre-Deux-Mers résulte des réponses du réseau hydrographique aux variations de niveaux eustatiques. A l'issue de ces périodes de comblement, le domaine occidental n'es1 alors soumis qu'à des phénomènes de ruissellement, d'altération et d'éolisation.

De l'Holocène à nos jours, on observe une remontée globale du niveau moyen des océans favorisanl une phase d'alluvionnement plus ou moins importanle. Enfin cette période esi marquée par l'anastomose des exutoires ainsi que le développement des marécages.

Géologie au droit de la Communauté Urbaine de Bordeaux

La région émerge à la fin du Crétacé (Maeslrichlien) et l'Infra-Eocène ne verra que le dépôt de minces placages d'argiles rouges plus ou moins sableuses correspondant a des altérites.

BRGM/RP-5313I.FR - Rapport inierrnédiaire 93

Le projet RIVIERA - Risques en Ville ~ Equipements. Réseaux, Archéologie

À I'Yprésien, la mer recouvre la région. Les dépôts sont constitués de calcaires gréseux et de marnes à passées sableuses, caractérisant un domaine de plate-forme interne.

Les contrecoups de l'orogenèse pyrénéenne, à la base de l'Éocène moyen, semblent accentuer la disposition surélevée de la rive droile de la Garonne ainsi que du dôme de Bruges par rapport à la zone basse du synclinal de Bordeaux, une faille ou une flexure brutale jouant à la limite des deux domaines. La sédimentation est essentiellement détritique et de type deltaïque.

À l'Éocène supérieur, les conditions de sédimentations sont assez comparables mais avec une hétérogénéité de faciès qui reflète la faible profondeur du milieu et l'influence des apports continentaux. Sur la zone haute les dépôts ont un caractère saumâtre, dans le synclinal de Bordeaux apparaissent des ingressions marines épisodiques.

A l'oligocène inférieur on observe à la base une persistance des faciès continentaux et des faciès saumâtres à passées marines, et au sommet une accentuation de la phase régressive.

Au Stampien (Oligocène supérieur), la transgression marine s'effectue en trois phases successives. L'inférieure voit le dépôl d'argiles bleutées à miliolidés et d'argiles à ostréidés sur la zone anticlinale. Cette phase se termine dans le synclinal de Bordeaux par un épisode lacustre de courte durée. La phase médiane s'élabore dans une zone de plate-forme protégée mais plus ouverte aux influences océaniques. Elle voit le développement de petits récifs de polypiers, puis d'algues calcaires (Mélobésiées) et se termine par l'implantation d'un niveau fugace de calcaire azo'ique confiné. La phase supérieure, plus marine, correspond au déplacement de la zone barrière vers l'est et au dépôt de faciès littoraux.

La régression de la fin de l'Oligocène est illustrée par l'apparition d'argiles noduleuses carbonatées et de calcaire lacustres à Planorbes (molasse d'Aquitaine).

Le Miocène inférieur est marqué par deux ingressions marines (Aquitanien et Burdigalien) localisées dans le synclinal de Bordeaux. Ces transgressions ont déposé des faluns et des grès renfermant une riche faune littorale de mollusques, considérés comme stratotypes.

Du Miocène supérieur au Pliocène, la zone est soumise à une érosion importante

Au Pléistocène, la région subit des phases d'érosions et de dépôts fluviatiles concourant à la formation des terrasses présentes aujourd'hui sur le domaine de la CUB. Ces terrasses sont principalement constituées de sables et de graviers avec des matrices plus ou moins argileuses suivant le degré d'altération et l'âge respectif des dépôts. Par ailleurs, c'est à cette époque que se sont formés les colluvions recouvrant les talus situés entre les terrasses.

Enfin, depuis l'Holocène s'est mis en place le dépôt des alluvions récentes (Flandrien) de la Garonne, et la Dordogne ainsi que de leurs affluents. Ces alluvions sont caractérisées par des argiles tourbeuses plus ou mois sableuses. Elles recouvrent

94 BRGMRP-53131.FR - Rapport intermédiaire


actuellement les zones siluées dans les plaines alluviales, à proximité des deux grands fleuves.

Références

Autran A., Dercourt J. (1980) - Les grands bassins sédimenlaires mésozo'iques et cénozo'iques. Évolutions géologiques de la France. Mémoire BRGM 107, 355 p., 1980.

Dubreuilh J., Capdeville J.P.. Farajanel G., Karnay G., Platel J.P., Simon-Coinçon R. (1995) - Dynamique d'un comblement continental néogène el quaternaire : l'exemple du bassin d'Aquitaine. Géologie de la France, no 4, p. 3-26, 1995.

Lenguin M., Mouline M., Sellier E., Capdeville J.P., Dubreuilh J. (1980) - Tertiaire bordelais, Le bassin d'Aquilaine el sa marge Pyrénéenne, 26' Congrès Géologique International. Bull. Centr. Rech. Explor., Prod. Elf-Aquitaine. Mém. 3, p. 79-1 16, 1980.

Pratviel L. (1972) - Essai de cartographie structurale et faciologique du bassin sédimentaire ouest aquitain pendant l'Oligocène. Thèse Doct. Univ. Bordeaux 1, 569 p., 1972.

BRGM/RP-53131-FR - Rapport iniermédiaire 95


Annexe 7

Référentiel géologique (superposition schématique)

BRGM/RP-5313l.FR - Rappori intermédiaire 97


Annexe 8

Premiers éléments de modélisation à l’échelle de la CUB

BRGM/RP-5313l.FR - Rapport intermédiaire 101


1. PRINCIPES DE MISE EN COHÉRENCE TOPOLOGIQUE DANS UN MODÈLE 3D SURFACIQUE

1.1. Entre sondages et surfaces interpolées

Pour construire le modèle 3D surfacique, les surfaces limites (toit et mur) de chacune des formations idenlifiées dans le référentiel géologique sonl interpolées à partir des contacts, observés en sondages, entre formations superposées. Ces poinls positionnent le toit ou le mur réel de la iormation modélisée.

Toutefois, dans de nombreux cas, une formation géologique peut être rencontrée en sondage, sans que ses limites naturelles soieni traversées. C'est le cas, par exemple, quand un sondage démarre (ou se termine) dans une iormation. On décrit alors un toit (ou un mur) apparent, par opposition au toit réel.

Un exemple peut être donné pour illustrer ce cas : quand un sondage esi arrêté dans une formation, le mur réel de celle-ci n'est pas atteint. On ne dispose comme information que de la position d'un mur apparent. De celui-ci, on ne peut déduire qu'une chose, c'est qu'il est situé plus haut que le mur réel que l'on cherche à modéliser.

La figure 1 présente la différence entre un mur réel, calculé sur les seuls conlacts observés, et un mur apparenl calculé en prenanl en comple toutes les lins de sondage.

Surface topographique

.. Mur apparent calculé

Fig. 1 - Différence de résullat enlre mur réel et mur apparent.

Ici, la surface calculée à partir des murs réels se situe à une cote plus basse que les murs apparents identifiés. La cohérence du modèle esl donc vériiiée.

Dans d'autres cas, des configurations similaires peuvent conduire à des incohérences topologiques qu'il est indispensable de corriger.

Un exemple de ce type de situation est donné dans la figure 2 : un sondage (BH3), qui n'a pas rencontré le substratum, recoupe cependanl la surface du toit du substratum (SI), calculée par inlerpolation à partir des intersections (A el B) rencontrées dans les sondages BHI et BH4. II est alors établi qu'en ce poinl le substratum est plus bas que ne l'indique le calcul et qu'il est nécessaire d'iniroduire un point de contrainte (C) à la base de BH3 pour ((forcer N la surface (S2). Ce point de contrainte est associe

BRGMIRP-53131-FR - Rapport intermédiaire 103

Le projet RIVIERA - Risques en Ville : Equipemenis. Réseaux, Archéologie

Un autre type d'incohérence possible (fis. 4) correspond à la présence de lacunes dans la superposition des formations.

On considère trois formations superposées 1, 2 et 3, du haut vers le bas, rencontrées dans deux sondages (BHI et BH2). Dans une première étape ( l ) , il est possible de construire le toit de la formation 3 et une sutface (SI), représentant la limite entre les formations 1 et 2.

Si un nouveau sondage (BH3). situe dans la zone d'interpolation, atteint la formation 3 sans avoir rencontre la surface (SI) calculée (étape 2), il devient clair que celle-ci ne correspond pas à la surface réelle.

SI

BH I BH2

Etape 1

Etnpe 3a I

BHI

s l m m I I I I I ?

Etr-

BHI BH2

Etape 2

BHI BH2

Etape 3b

Fig. 4 - Mise en évidence de lacune dans la superposition des formations

Résoudre celle incohérence implique d'analyser la succession des formations rencontrées dans BH3.

II existe en effet deux cas de figure possibles : - soit la formation 1 est au contact de la formation 3 (lacune de la formation 2) ;

- soit la formaiion 2 est au contact de la 3.

Selon le cas, un point de contrainte sera généré sur le sondage (BH3) soit : - à l'interface 1/3 (étape 3a) pour construire la surface (S2) traduisant l'absence de la

formation 2 entre 1 et 3 :



- au sommet du sondage si la formation 1 n'a pas été rencontrée (étape 3b). On calcule alors une autre surface (SZ').

1.2. Entre carte géologique et surfaces interpolées

Rappelons que l'un des objectifs premiers du SIG vise la cohérence topologique des différents niveaux d'information (sondages, carte géologique, modèle 3D). Il reste donc à assurer cette cohérence entre le modèle 3D et la carte géologique.

A titre d'exemple, la figure 5 présente une situation géomorphologique fréquente susceptible de générer des incohérences enlre modèle 3D et carte géologique. On y décrit une butte de substratum, surélevée par rapport à une formation superficielle dans laquelle sont implantés deux sondages. Celle structure est bien traduite par la carte géologique, qui présente, sur une coupe, la succession a form. 1 / substratum / form. 1 ».

1 Modèle 1

Fjg. 5 - Exemple de mise en cohérence de la carte géologique et du modèle 3D.

Dans la conslruction du modèle, si l'on ne tient compte que des informations fournies par les sondages (modèle l ) , nous obtenons un résultat qui (( gomme )) la remontée de substratum sous la butte morphologique.

Une première amélioration (modèle 2) peut êlre introduite, par la prise en compte des contacts cartographiques, soulignés ici par des flèches. A partir des qualre points (sondages et contacts), la remontée de socle est alors mieux représentée.

Toutefois, dans les deux modèles, une indétermination persiste quant à la nature de la butte, surélevée topographiquement par rapport au toit apparent de la formation sédimentaire. II est donc indispensable, pour garantir la cohérence du SIG dans ce



cas, d'introduire également des points de contrainte permettant la prise en compte de la nature de la butte.

1.3. Traitements des artefacts liés aux extrapolations

La présence et la disposition de lormalions géologiques correspondent à une logique morphologique (Cole de dépôts d'alluvions d'un âge donné, limite d'extension des glaciers ...) ou dynamique (intrusions granitiques...). II existe donc souvent une limite cartographique claire à l'extension possible d'une lormation donnée.

Or les lechniques d'interpolation poursuivent le calcul d'une surface, tant que la corrélation a un sens (à partir de l'analyse variographique) et que le nombre de points d'information requis est atteint. Si aucune précaution particulière n'est prise, il y a donc extrapolation vers l'extérieur des zones renseignées. Ce phénomène se traduit par une amplification des dernières tendances observées. De telles extrapolations peuvent conduire à faire se poursuivre des formations géologiques au delà des limites naturelles de présence.

La figure 6 montre schématiquement un exemple de ce type d'artefact, à partir de la modélisation du toit d'alluvions rencontré en sondages. Dans ce cas, les deux points d'observation montrenl une pente légère, sans signification physique réelle. A partir de cette pente, l'extrapolation conduit ensuite à calculer une surface qui déborde largement la plaine alluviale et a remonte N dans la pente.

I Surface topographique

I I a Alluvions

Secteur extrapolé abusivemenl

d'observalion

Surface interpolée

Fig. 6 - Exemple d'extrapolation à partir du calcul du toit des alluvions.

Une première correction à ce type d'incohérences sera apportée par les contrôles liés à la pile géologique. On observe en effet un conflil géométrique, dans la mesure où le toit calculé des alluvions croise localement le toit du socle et se situe ensuite SOUS le toit de formations plus anciennes. Dans un tel cas, l'épaisseur des alluvions est alors automatiquement mise à O.

Cependant, dans nombre de cas, la densité d'information ne permet pas de résoudre les conllits géométriques générés par ces phénomènes d'extrapolation. Quand une formation est caraclérisée par une limitation cartographique netle de présence



Annexe 9

Stratégie d’interprétation des données géologiques et hydrogéologiques

(résumé du mémoire de G. Cuervo)

Note : Cette annexe est illustrée par 5 planches hors-texte.


Le projel RIVIERA - Risques en Ville : Equipemenls. Réseaux, Archéologie

ETN BRGM

3 078 2 363

CETE LARAG ldevenu AGTS)

Total

Jabl. 1 - Source des sondages de la base APIC.

Les données géologiques répertoriées à la Lyonnaise des Eaux sont donc au nombre de 6 217, dont 3 110 sont également répertoriés dans la BSS (Banque du Sous-Sol du BRGM): il s'agit des 2 363 sondages de source BRGM et des 747 sondages de source AGTS. Les sondages répertoriés dans la BSS sur le territoire de la CUB sont au nombre de 7 662.

Une première comparaison, effectuée par G. Cuervo entre ces deux bases de données géologiques, a permis de mettre en avant que plus de la moitié des sondages APlC ne sont pas répertoriés à la BSS, et que les trois-quarts des sondages BSS ne son1 pas sous APIC. Pour affirmer la puissance réelle de la réunion de ces deux bases, une comparaison exhaustive des deux sources d'information est nécessaire.

La visualisation en plan des données disponibles sous APlC est possible sur les planches présentées hors texte (hormis les deux coupes géologiques) : les sondages sont représentés par un triangle, accompagné de leur nom el numéro.

29

6 217 ~ 747 ~ .-..

BRGM/RP-53131-FR - Rapport inlermédiaire 119

Le projei RIVIERA - Risques en Ville : Equipernenis, Réseaux, Archéologie

conceptuel ; mais il ne permel pas de prendre en compte les hétérogénéités et accidents géologiques possibles (tel la faille de Bordeaux qui traverse entre autre le secteur de Cantinolle).

1.2. Interprétation critique des données : établissement d'une méthode

Les données de sondages sous APlC sont sous la forme d'une description lilhologique des terrains rencontrés (terrain, nature et consistance). Un premier traitement est indispensable à l'interprétation : il s'agi1 de replacer ces terrains dans la succession des formations géologiques. La méthode développée pour interpréter les données de sondages se décompose en cinq étapes : - vérifier la localisation en X. Y des sondages (coordonnées Lambert) ;

- replacer le sondage sur la carte géologique : ainsi le terrain affleurant attendu est connu, ainsi que le conlexte géologique avoisinant ;

- déterminer les formations géologiques rencontrées d'après leurs description lithologique, en faisant attention à respecter I'enchaînemenl straligraphique ;

- confronter les résultats obtenus avec les sondages voisins ;

- vérifier la cohérence par rapport au schéma conceptuel de superposilion

Tout au long de ces étapes, différentes sources d'incertitude peuvent apparaître : - carte géologique : la précision de la carte géologique est au 1/50 000, ce qui peut

engendrer des incertitudes, nolamment au niveau des limites de formalions ; - origine des sondages : selon les sondeurs, le vocabulaire utilisé pour décrire une

formation peut varier, el enlraîner des erreurs d'interprétation ; - description des terrains : les similitudes entre les descriplions des différents terrains

rencontrés peut égalemenl entraîner des erreurs d'interprélalion ; - saisie sous APlC : APlC ne permel la prise en compte que de cinq couches au

maximum, donc les données répertoriées sous APlC sont moins riches en informalion que les données source. En cas de doute, le repori au dossier papier archivé à la Lyonnaise des Eaux es1 indispensable.

Ci-dessous est présenté l'exemple d'un log géologique BRGM (exemple de dossier (( papier )) détenu dans la BSS) et du même log tel qu'il es1 répertorié sous APlC (fig. 2).

Ce codage sous APIC, spécifique à la Lyonnaise des Eaux, n'est pas directement compatible avec le codage des formations superficielles dans le référentiel développé pour le projel ; une ré-interprétation pourra s'avérer nécessaire.

BRGMIRP-5313l.FR - Rapporl intermédiaire 121

Le projel RIVIERA - Risques en Ville : Equipernents, Réseaux, Archéologie

Sur ces cartes. on peut se rendre compte que la géométrie de la surface d'érosion est fortement influencée par l'incision des cours d'eau.

2. ASPECT HYDROGÉOLOGIQUE

Dans cette partie de son stage, G. Cuervo s'est focalisé sur les secteurs de Cantinolle et Pessac. Les informations hydrogéologiques ont été recueillies auprès de la Lyonnaise des Eaux (données pluviométriques, limnimétriques) et d'AGTS (données piézométriques).

2.1. Description hydrogéologique et hydrologique

Les différents niveaux aquifères, ainsi que les tracés des principaux cours d'eau, actuels et anciens, ouverts ou canalisés, ont été décrits avec précision, et ceci sur l'ensemble de la CUB.

2.1.1. Collecte des données

Piézométriques : les données recueillies auprès d'AGTS sont sous forme de chroniques piézométriques ; elles contiennent également des informations sur la lithologie des terrains rencontrés, l'influence du milieu avoisinant le piézomètre (dans une vallée, présence d'un captage...), les cotes NGF des crépines. Une première interprétation du contexte hydrogéologique, de l'aquifère capté, de la présence ou non d'une nappe phréatique est aussi disponible dans la plupart des cas. G. Cuervo a rassemblé 67 fiches piézométriques sur le secteur de Cantinolle et 63 sur le sile de Pessac.

Pluviométriques : la Lyonnaise des Eaux suit 45 pluviomètres répartis sur la CUB ; les données pluviométriques recueillies par G. Cuervo sont journalières et couvrent une période de temps allant de 1966 à 2003.

Limnimétriques : cinq limnimètres localisés sur la Jalle et suivis par la Lyonnaise des Eaux permettent la mesure de la valeur de la variation du niveau de la Jalle par rapport à un seuil prédéfini. Les données sont recensées depuis 1994.

2.1.2. Traitement des données

Seules les données piézométriques ont été traitées dans le cadre de ce stage.

Afin de représenter les surfaces piézométriques de Hautes Eaux et Basses Eaux sur les secteurs de Cantinolle et Pessac, une période de temps commune aux chroniques piézométriques a été choisie : il s'agit des années 1992 et 1993.

Sur le secteur de Caniinolle, 26 fiches piézométriques ont été ulilisées ; sur celui de Pessac, neuf fiches oni été utilisées.


Le projet RIVIERA - Risques en Ville : Equipemeniç, Réseaux, Archéologie

2.2. Tracé des courbes isopiézornétriques

Les courbes isopiézométriques de Haules el Basses Eaux pour les années 1992 et 1993 ont été tracées sur les secteurs de Cantinolle et Pessac ; un exemple de carte est présentée en annexe hors texte (planche intilulée : Courbes isopiézométriques de hautes et basses eaux en 1992 pour le secteur de Cantinolle).

Les données étant trop peu nombreuses et localisées près des cours d'eau, G. Cuervo a extrapolé les courbes en suivant la topographie. Le résultat montre que les nappes sont globalement drainées par les cours d'eau, donc libres.


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Annexe 10

Secteur d’étude de Pessac. Méthodologie de collecte des données

et première synthèse

BRGMIRP-5313I.FR - Rapport intermédiaire 125


1. PROCÉDURE DE COLLECTE DES DONNEES G~OTECHNIQUES ET GÉOLOGIQUES

Elle a été la suivante : - collecte des informations au sein des différents services techniques de la mairie de

Pessac parmi lesquels : service environnemenl, service bâtiment, service domaine public ;

recherche de sondages auprès des différents partenaires du projet RIVIERA : . BRGM : Melle S. Dominique, stagiaire au BRGM et étudiante en Master Génie

' Lyonnaise des Eaux : M. A-M. Gilfriche, . DRAC : M. P. Coutures et M. P. Regaldo ;

mise à disposition d'une base de données sur un serveur fourni par le BRGM et accessible uniquement aux partenaires du projet. Cette base contient des données de sondages et forages issus de la Lyonnaise des eaux ainsi que le MNT de la CUB au format .txt ;

- consultation des organismes partenaires de la mairie de Pessac susceptibles de fournir des informations concernant le sous-sol de la commune (bailleurs sociaux, enlreprises de bâtiment et de forages, bureaux d'études géotechniques., .).

Concernant la ville de Pessac, la recherche d'informations géotechniques a abouti quantilalivement aux résultats rassemblés dans le tableau 1 de la page qui suit.

Aucune information en terme de géologie ou de géolechnique n'est disponible a la DRAC pour le moment (ce qui ne sera pas le cas lors de l'arrivée du tramway a Pessac). Cependant, il est intéressant de constater que le secteur du Ponlel est (( encerclé )) de quatre sites archéologiques classés : le centre historique, le sile Pape Clément, les quartiers de Tuilerane el de Camponac. Une approche archéologique du site esl actuellement en cours de réalisation, en collaboration avec M. P. REGALDO. archéologue de la DRAC de Bordeaux.

Les données concernent donc : - près de 700 sondages référencés (au 29 avril 2004), dont plus de 300 sont situés a

moins d'un kilomèlre du périmètre étudié. 60 sondages environ sont disponibles sur le secteur d'étude (soit une densité de l'ordre 0.6 sondage par hectare) ;

- 53 dossiers contenant des informations de nature géolechnique (essais de laboratoire, profils pressiométriques et pénétrométriques ...), dont 40 sonl référencés à moins d'un kilomèlre des limites du secteur d'étude. Ces dossiers sonl actuellement en cours de dépouillement et de traitement ;

- ces données proviennent de sources diverses (bases de données, archives, contacts ...) issues pour la plupart des partenaires du projet : . 100 sondages obtenus auprès des services lechniques de la commune,

Géologique et Génie Civil (3GC) à l'université Bordeaux 1,


2 N m

r m 2 P.

m II O L jo P 4: w il

VI

W 1

Tabl. 1 - Bilan des données géotechniques au 29/04/04.

W m. O) m Ly c x

E 73 73 O a


' 335 sondages recueillis à la Lyonnaise des eaux (d'origines BRGM, ETN et LARAG).

. 241 sondages disponibles au BRGM, geslionnaire de la BSS (Banque du Sous- Sol), sur les secteurs étudiés (soit plus de 400 supposés sur l'ensemble de la commune).

2. SITUATION TOPOGRAPHIQUE DE PESSAC ET DU SECTEUR ÉTUDIÉ

Z . I . Morphologie

La commune de Pessac est située entre les niveaux +25 et +54 NGF. Concernant le secteur du Pontet, le sommet topographique est de +44 NGF dont la courbe de niveau est positionnée à la limite est (voir fig. 1). Dans la zone étudiée, la topographie est assez régulière et correspond approximativement à une ligne de pente orientée vers le nord-est.

2.2. Contexte géologique

A l'échelle de la commune :

La siluation géologique de la commune est réperioriée sur l'extrait issu de la feuille géologique de PESSAC à l'échelle 1/50 000.

De manière générale, la commune repose sur des lerrasses alluviales étagées de type Fxb, sur le substratum Miocène. Ces terrasses sont essentiellement composées de sables, graviers et galets dans une matrice plus ou moins argileuse rougeâtre à jaunâtre, qui se caractérise par une teneur en kaolinite de 50 à 60 % el en illite- montmorillonite de 40 a 50 %. L'épaisseur des lerrasses est de 10 à 12 m en moyenne, dont la variabilité verticale s'avère toutefois importante.

Le substratum est constitué par les formations du miocène de type m l a et mlb, constitués respectivement de calcaires gréseux du Burdigalien (ainsi que des Faluns de Léognan) el des Faluns de Labrède et Saucats de I'Aquitanien. Ces formations peuvent s'avérer subaffleurantes par endroits, notamment sur le secteur du Pontet.

Une coupe schémalique des formations alluviales orientée ouest-es1 a été réalisée par R. Fabre afin de mieux évaluer la situation géologique de la commune (cf. fig. 2).

A l'échelle du secteur d'étude :

Le secteur du Pontel (cf. fig. 3) est situé à cheval entre deux terrasses, de type Flb et FIbli recouvertes par des colluvions notées CFD, constitués de sables argileux el graveleux, sur une épaisseur supérieure à 1 m. On remarquera également que la limite est du secteur est siluée à proximité des formations argileuses de type Fyb.

Par ailleurs, les formaiions du miocène (substratum) se révèlent être quasi subaffleurantes sur une bande d'une centaine de mètres traversant le centre du secteur d'étude d'ouest en est.

BRGMIRP-5313I.FR - Rapport inierrnediaire 129


Cependant, à partir de l’ensemble des informalions géologiques obtenues au 29/04/04, il a été possible de définir deux stratotypes reportés sur la figure 4 : - le secteur de Pessac Centre, à proximité de la bordure nord de la zone d’étude, à

forte densité de sondages (fiabilité correcte) ; - le secteur du Pontet correspondani à la zone d’affleurement du miocène (voir

coupes et situation), où la certitude concernant le niveau du substratum est à l’heure actuelle mal déterminée.

Pessac centre

Remblais / Terre végétale sableuse

Pontet, zone d’affleurement du Miocène

Om

1.50 m

Sables argileux Argile sableuse

3.20 m

4.30 m

5.00 m Argile

ArNiveau du

Argile marneuse

TN

Ren lis sablo- graveleux

Argile plastique sableuse

Silts divers

Argile sableuse Silts argileux

substratum

Fig. 4 - Sfrafofypes proposés

132 BRGM/RP-53131-FR - Rappori intermédiaire

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