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PROJET DE CONSTRUCTION D'UNE USINE DE TRI ET DE COMPOSTAGE DES ORDURES MENAGERES A CHATEAUROUX (36)

FAISABILITE GEOTECHNIQUE DU PROJET ZONAGE DU SITE

par R. PASQUET

R 33695 CEN 4S/91 OCTOBRE 1991

BRGM-CENTRE Avenue de Concyr - BP 6009

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R.PASQUET 1331 PROJET DE CONSTRUCTION D'UNE USINE DE TRI ET DE COMPOSTAGE DES ORDURES MENAGERES A CHATEAUROUX (36) - FAISABILITE GEOTECHNIQUE DU PROJET -ZONAGE DU SITE R 33695 CEN 4S/91 11 pages dont 3 figures, et une annexe

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Rapport n' : R 33695 CEN 4S/91

Opération n° : 93.158.20574

Contrat n" :

PROJET DE CONSTRUCTION D'UNE USINE DE TRI ET DE COMPOSTAGE DES ORDURES MENAGERES A CHATEAUROUX (36)

FAISABILITE GEOTECHNIQUE DU PROJET ZONAGE DU SITE

S.E.T.O.M. REGION DE CHATEAUROUX-ARDENTES Auteur : R. PASQUET R 33695 CEN 4S/91 PR N* 93.158.20574

RESUME La DDAF de l'Indre, maître d'oeuvre d'un projet de construction d'une usine de tri-compostage des ordures ménagères a demandé à l'Agence Centre du BRGM une étude de sol au stade de l'étude préliminaire afin d'orienter le plan masse et de permettre aux entreprises consultées pour le projet de quantifier la prestation fondations.

L'étude est basée sur une campagne de sondages creusés à la pelle hydraulique et suivie par un ingénieur géotechnicien.

Elle met en évidence la présence sur le site de deux types de remblai ; l'un formé par les mâchefers et cendres de l'usine d'incinération auxquels s'ajoutent des déchets de classe III, l'autre formé par des blocs de bétons enfouis dans le sol.

Le terrain en place sous les remblais, étant formé par des alluvions sablo-graveleuses et argileuses sur quelques mètres d'épaisseur, reposant sur un substratum calcaire, permet un mode de fondation semi-profond par puits. Les dallages, l'aire de compostage et les voiries seront construits sur un sol réaménagé comprenant notamment une épaisse couche de forme en matériaux rapportés, insensibles à l'eau.

Outre ce résumé, ce rapport comporte 11 pages dont 3 figures, et une annexe

TABLE DES MATIERES

INTRODUCTION 1

1 - SITUATION DU PROJET 2

1.1 - SITUATION GEOGRAPHIQUE 2

1.2 - SITUATION GEOLOGIQUE 2

2 - TRAVAUX DE RECONNAISSANCE DE SOL 4

3 - APPLICATION AU PROJET 6

3.1 - ZONAGE DU SITE 6 3.2 - PRINCIPES GENERAUX D'AMENAGEMENT 6 3.3 - FONDATIONS ET DIMENSIONNEMENT DES OUVRAGES 8 3.3.1 - Bâtiment : descentes de charges isolées 8 3.3.2 - Bâtiment : murets périphériques 8 3.3.3 - Bâtiment : dallages 9 3.3.4 - Fosse en béton armé de 2,5 m de profondeur .. 9 3.3.5 - Aire de compostage 9 3.3.6 - Voies de circulation 9 CONCLUSIONS 11

Liste des figures

Figure 1 : Plan de situation - Echelle 1/25.000 Figure 2 : Implantation des sondages - Echelle 1/500 Figure 3 : Zonage du site - Echelle 1/500

ANNEXE : Coupes lithologiques des sondages creusés à la pelle hydraulique

1

INTRODUCTION

A la demande de la DDAF de l'Indre agissant pour le compte du S.E.T.O.M. de la région de CHATEAUROUX-ARDENTES, l'Agence Centre du BRGM a entrepris l'étude de faisabilité géotechnique du projet d'usine de tri et de compostage des ordures ménagères.

Cette étude de faisabilité s'appuie sur la documentation existante et sur les résultats d'une campagne de sondages creusés à la pelle hydraulique.

A partir d'un zonage géotechnique du terrain, elle a pour objectif d'orienter le plan masse du projet et de proposer, au stade de l'étude préliminaire, les types de fondations envisageables pour les ouvrages (bâtiments, dallages, voiries).

Rapport BRGM N° R 33695 CEN AS/91 - OCTOBRE 1991

2

1 - SITUATION DD PROJET

1.1 - Situation géographique (figure 1)

Le terrain du projet se trouve sur le territoire de la commune du Poinçonnet en limite Est de Châteauroux, dans la zone industrielle.

Il est limité à l'Est par l'Indre et à l'Ouest par la voie SNCF Châteauroux-Montluçon.

Sur ce terrain se trouvait l'usine d'incinération des ordures ménagères qui a fonctionné à partir de 1968.

1.2 - Situation géologique

Le sous-sol de la région de Châteauroux est uniformément constitué par la formation marno-calcaire du Jurassique supérieur (Oxfordien supérieur) .

Au droit du projet, ces calcaires sont altérés et recouverts par des dépôts alluviaux et colluviaux (alluvions anciennes de l'Indre) formés de sables rouges à galets et d'argile.

Rapport BRGM N° R 33695 CEN 4S/91 - OCTOBRE 1991

RapportBRGM N* R 33695 CEN AS/91 - OCTOBRE 1991

2 - TRAVAUX DE RECONNAISSANCE DE SOL

Ils comprennent essentiellement des sondages creusés les 14 et 15 octobre 1991 avec une pelle hydraulique de type Poclain 75 P. Cette machine a été choisie pour sa puissance et sa flèche longue permettant d'atteindre la profondeur de 4,5 m.

Au total 27 sondages ont été creusés dont l'implantation est indiquée sur la figure n° 2. Ils ont été répartis sur l'ensemble du projet, comme indiqué sur le plan de la consultation.

Commentaires

— > Le nombre important de sondages réalisés apporte une bonne connaissance du sous-sol. Toutefois des terrassements préalables aux remblais peuvent exister localement sans qu'ils aient pu être mis en évidence par les sondages.

— > La majeure partie du terrain est couverte de remblais dont on peut distinguer trois origines :

1. Remblais de cendre et de mâchefer produits par l'usine d'incinération ainsi que quelques ordures ménagères déposées lors des pannes de l'usine.

2. Remblais composés théoriquement de produits de décharge de Classe III auxquels s'ajoutent des débris de végétaux. Ces remblais plus récents que les premiers sont encore apportés sur le site aujourd'hui.

3. Remblais d'enfouissement des restes (blocs de béton ...) de la SCI des Sablons.

— > Le terrain en place est formé par des alluvions sablo-graveleuses de l'Indre, des argiles de décalcification du calcaire et le calcaire lui-même plus en profondeur.

— > Au point de vue topographique, le remblai de l'usine d'incinération est sensiblement plat, mais le terrain naturel est en pente vers l'Indre d'au moins 5 %. C'est pourquoi l'épaisseur des remblais est nulle à proximité des installations existantes et qu'elle atteint 4 m au point le plus éloigné de la zone remblayée.


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3 - APPLICATION ÄÜ PROJET

D'après les renseignements techniques qui nous ont été communiqués, le projet comprendrait notamment :

- 1 bâtiment de tri de grandes dimensions à ossatures métalliques et descentes de charges isolées avec un muret périphérique à la base

- une fosse dont la profondeur atteindrait 2,5 m

- une aire de compostage sur dallage

- des voies de circulation poids-lourds.

3.1 - Zonage du site (figure nc 3)

Le terrain étudié occupe la rive gauche de la vallée de l'Indre. Sa pente initiale est donc du Sud vers le Nord en direction de la rivière. Aujourd'hui, il est en partie recouvert par des matériaux de décharge (mâchefer du centre de l'usine d'incinération, et matériaux divers de décharge de classe III) et par des matériaux (blocs de béton) abandonnés ou enfouis au droit de l'ancienne fabrique d'éléments en béton.

Le terrain comprend donc trois zones distinctes :

- les zones non remblayées avec le profil initial de la vallée - le terrain où ont été enfouis les blocs de béton - la zone de la décharge de l'usine d'incinération

Cette dernière zone est subdivisée sur la figure 3 en fonction de l'épaisseur des remblais.

3.2 - Principes généraux d'aménagement

La majeure partie du terrain destiné au projet est couverte de remblais déposés par déversement sans ordre ni compactage dont l'épaisseur maximale atteint 4 m. Ces remblais reposent sur le terrain en place formé d'alluvions anciennes de l'Indre constituées de sable rouge graveleux et d'argile beige. L'ensemble repose sur le substratum calcaire qui commence ici par une blocaille de calcaire contenue dans une matrice argileuse plus ou moins abondante.

La portance des remblais est estimée toujours faible et très hétérogène.

Les alluvions graveleuses constituent une couche de sol de bonne qualité géotechnique dont la portance est estimée à 0,3 MPa. Toutefois, cette couche de terrain n'est pas uniformément représentée sur le site. Elle est parfois remplacée (à la même cote) par une argile plastique beige moyennement compacte (portance estimée : 0,1 à 0,2 MPa).


8

Le substratum a été atteint par la plupart des sondages ; il est toujours compact et susceptible de supporter des charges importantes (portance estimée de l'ordre de 0,4 MPa). Il a été rencontré à des profondeurs différentes, parfois proches de la surface initiale du sol, parfois au-delà de 4,5 m de profondeur.

Aujourd'hui l'apport de remblai se poursuit avec des matériaux de classe III et des végétaux. La zone d'apports récents se trouve dans la partie où l'épaisseur du remblai dépasse 3 m et en limite Nord de la zone où l'épaisseur est comprise entre 1,5 m et 3 m (figure N" 3). La compacité de ces zones est donc très faible.

Terrassements

Du fait de la topographie irrégulière du site, un mouvement de terres sera nécessaire pour constituer une plateforme de terrassement brute, préalablement aux aménagements.

Tous les sols sont terrassables au bouteur ou à la pelle hydraulique.

Si les matériaux de décharge doivent être réutilisés en remblais, ils seront sélectionnés. On retirera : les végétaux, les argiles, les déchets fermentescibles, les gros blocs ... Ils seront alors méthodiquement compactés pour couches minces. En aucun cas ces remblais ne serviront directement de sol support de fondation, de dallage ou de voirie.

L'ensemble de la plateforme de terrassement brute recevra un compactage intense. Elle sera alors recouverte par une couche de grave insensible à l'eau sur une épaisseur au moins égale à 0,8 m.

3.3 - Fondations et diraensionnement des ouvrages

3.3.1 - BATIMENT : DESCENTES DE CHARGES ISOLEES

Il est recommandé de fonder les bâtiments sur puits descendus dans la couche de biocaille calcaire,' avec un ancrage dans cette couche au moins égal à un diamètre du puits.

Dans ces conditions, la profondeur des puits sera comprise entre 3 et 5 m par rapport au niveau du sol actuel. Localement, il faut s'attendre à quelques surprofondeurs.

Taux de charge admissible : retenir 0,4 MPa, sous réserve d'un dimension-nement plus précis par sondages pressiométriques.

3.3.2 - BATIMENT : MURETS PERIPHERIQUES

Cette structure rigide ne sera pas fondée superficiellement. Il convient d'asseoir ces murets sur une longrine appuyée sur les puits. Au besoin, un puits supplémentaire entre les poteaux sera mis en place pour asseoir les longrines.


9

3.3.3 - BATIMENT : DALLAGES

Si l'on exclue la solution radicale qui consiste à retirer tous les remblais, il demeure que ceux-ci ne sont vraisemblablement pas aptes à recevoir directement les dallages et les charges d'usage du bâtiment.

La plateforme de terrassement brute, formée de terrains en place, de remblais de décharge anciens et (éventuellement) de remblais constitués pour l'aménagement du site, uniformément recouverte par une couche de grave insensible à l'eau de 0,8 m d'épaisseur, pourra servir de support des dallages. Ceux-ci seront dimensionnés avec les résultats d'une campagne d'essais de chargement à la plaque (essai de type LCPC à 2,5 bar avec mesure de EVI et EV2).

Compte tenu de l'hétérogénéité du sous-sol remblayé, le risque de tassements différentiels ne peut pas être totalement écarté. Toutefois, les remblais ne contiennent que très peu de matériaux putrescibles susceptibles d'évoluer (à l'exception de la zone de remblai d'épaisseur supérieure à 3 m).

A ce stade, nous estimons que le niveau de risque de tassement des dallages (compte tenu des aménagements préalables proposés) n'est pas tel qu'il risque de compromettre l'usage de l'ouvrage.

Toutefois, si des prescriptions très strictes sont imposées par le constructeur, il faudra alors envisager de remplacer ce dallage par un plancher fondé sur puits.

Référence pour le calcul des dallages : Règles Professionnelles -Travaux de dallage - Annales ITBTP n° 482 mars-avril 1990.

3.3.4 - FOSSE EN BETON ARME DE 2,5 m DE PROFONDEUR

Cet ouvrage ne devrait poser aucun problème de fondation car il reposera sur le terrain en place et n'apportera aucune surcharge.

3.3.5 - AIRE DE COMPOSTAGE

Elle sera traitée comme un dallage et dimensionnée avec les résultats des essais de chargement à la plaque.

3.3.6 - VOIES DE CIRCULATION

Le problème posé par les voies de circulation poids-lourds est identique à celui des dallages.

A l'issue de cette étude préliminaire et compte tenu des aménagements préalables proposés, la création des voies est envisageable avec un dimensionnement précis à établir après réalisation d'essais de chargement à la plaque sur la couche de grave de 0,8 m.

Rapport BRGM N" R 33695 CEN 4S/91 - OCTOBRE 1991

10

Référance de dimensionnement : Manuel de conception Chaussées neuves à faible trafic - Ministère des transports - Juillet 1981

Les données du dimensionnement :

Trafic : T3+ (de 50 à 100 poids lourds/jour) Plateforme : niveau de portance à mesurer par essais de chargement à la

plaque

Par exemple :

si niveau de portance = 3, la chaussée peut être construite en béton de ciment avec une épaisseur de 25 cm ou encore constituée de 15 + 15 cm de grave non traitée (couche de base + couche de fondation) recouverte par un béton bitumineux de 10 cm d'épaisseur.


11

CONCLUSIONS

Le terrain proposé pour la construction de l'usine de tri compostage du S.E.T.Ü.M. de CHATEAUROUX-ARDENTES a été en partie remblayé par les cendres et mâchefer de l'usine d'incinération, par des matériaux divers de classe III et par des végétaux. Le terrain adjacent, inclus dans le projet et récemment acquis par la ville de Châteauroux à la SCI des Sablons, en apparence vierge de tout remblai, a été en grande partie remanié sur 2 à 3 m de profondeur pour enfouir tous les matériaux demeurés sur place après l'arrêt de l'activité de l'usine de préfabriqué qui s'y trouvait.

A l'état initial, ces terrains étaient pentes vers la rivière, de sorte qu'aujourd'hui l'épaisseur des remblais, quasi nulle au Sud-Ouest, atteint 4 m au Nord-Est dans la partie la plus récente du remblai.

Les résultats des sondages creusés à la pelle hydraulique permettent de localiser les zones de remblai et d'en connaître l'épaisseur.

Le terrain en place est formé d*alluvions anciennes de l'Indre, sablo-graveleuses et d'argile beige reposant sur un substratum ici formé par une blocaille de calcaire dans une gangue argileuse.

A l'observation des sondages, les sols en place sont compacts avec un niveau de portance estimé de 0,1 à 0,2 MPa pour l'argile, de l'ordre de 0,3 Mpa pour les alluvions sableuses et de 0,4 MPa pour la blocaille calcaire.

Dans cet environnement fortement remanié par l'activité humaine, le projet est faisable avec les aménagements proposés ci-après :

- nivellement général pour constituer une plateforme avec réutilisation (éventuellement) en remblai des meilleurs matériaux

- compactage intense de toute la plateforme

- mise en place et compactage d'une couche de forme en grave insensible à l'eau de 0,8 m d'épaisseur.

Les voies et les différents dallages seront construits sur cette couche de forme et dimensionnés en fonction de sa portance mesurée par essais de chargement à la plaque.

Les bâtiments pourront être fondés sur puits à une profondeur le plus souvent comprise entre 3 et 5 m avec un taux de charge admissible par le sol (estimé) de 0,4 MPa. Une étude de sol par sondages pressiométriques implantés au droit des appuis est recommandée pour vérifier ces estimations.


ANNEXE

Coupes lithologiques des sondages creusés à la pelle hydraulique


Fl

O - 2,6 m - Mâchefer et cendres 2,6 - 4,8 m - Argile beige sableuse avec quelques blocs de

calcaire dur

Arrêt - pas d'eau

F2

0 - 2,6 m - Mâchefer et cendres 2,6 - 2,9 m - Argile beige plastique 2,9 - 4,0 m - Marne + blocs de calcaire de plus en plus nombreux

en profondeur

Arrêt - pas d'eau

F3

0 - 2,6 m - Cendres et mâchefer 2,6 - 2,8 m - Argile sableuse brune 2,8 - 3,4 m - Argile beige et blocs de calcaire dur 3,4 - 4,4 m - Argile sableuse

Arrêt - pas d'au

F4

0 - 2,1 m - Terre, gravois, ferrailles, plastiques, bois, plâtre 2,1 - 3,4 m - Cendres et mâchefer 3.4 - 4,4 m - Terre argilo-sableuse et petits blocs de calcaire

Arrêt - pas d'eau

F5

0 - 1 m - Terres, gravois, plastiques, bloc béton ... 1 - 2,8 m - Cendres et mâchefer 2,8 - 3,6 m - Sable grossier graveleux argileux à nombreux galets

de quartz roulés couleur brun rouille 3,6 - 4,4 m - idem sans galets

Arrêt - pas d'eau

F6

0 - 0,7 m - Cendres et mâchefer 0,7 - 1,8 m - Argile très sableuse (remblai) brun rouille 1.8 - 2,5 m - Argile beige compacte (+ terre végétale en surface) 2.5 - 3,4 m - Argile beige, marne blanche et blocs de calcaire dur 3,4 - 3,9 m - Argile beige compacte 3.9 - 4,4 m - Blocaille de calcaire dans une matrice argileuse

Arrêt - pas d'eau


F7

O - 0,9 m - Terres, gravois, fer, déchets nauséabonds 0,9 - 1,3 m - Cendres et mâchefer 1,3 - 1,6 m - Boues sableuses grises (boues de station d'épuration) 1,6-2 m - Argile compacte 2 - 3,8 m - Blocaille de calcaire dans une matrice argileuse

Refus - pas d'eau

F8

0 - 0,9 m - Terres, gravois, blocs béton 0,9 - 1,5 m - Cendres et mâchefer très durs (cimentés) 1.5 - 2,6 m - Argile beige compacte 2.6 - 4,4 m - idem avec passages gris, graviers de couleur noire

passées de sable rouille

Arrêt - pas d'eau

F9

0 - 0,3 m - Sable gris 0,3 - 0,7 m - Mâchefer très compact durci 0,7 - 2,5 m - Argile compacte beige 2,5 - 3,8 m - Blocaille de calcaire dans une matrice d'argile beige

Refus sur bloc - pas d'eau

F10

0 - 0,25 m - Gravois divers 0,25-0,8 m - Cendre compacte grise 0,8 - 3,2 m - Sable grossier roux et galets de quartz roulés

avec des veines d'argile grise 3,2 - 4,4 m - Idem + argileux mais très compact

Arrêt - pas d'eau

Fil

0 0,4

M 1,4

0,4 m - Terre, gravois 1,1 m - Mâchefer 1,4m- Cendres 3,5 m - Argile beige et grise compacte avec passages de sable

grossier graveleux argileux roux 3,5 - 4 m - Grave grossière, galets de quartz roulés dans une

matrice argileuse

Arrêt - pas d'eau


F12

O - 3,2 m - Terre, bois, blocs, fer, gravois, plastiques d'ordures ménagères vers 1,70 m

3,2 - 3,6 m - Cendres 3,6 - 4,4 m - Terre argileuse à blocaille de calcaire : remblai ?

Arrêt - pas d'eau

F13

0 - 1 m - Argile beige noir et blocs calcaires - remblai 1 - 2,6 m - Cendres grises peu compactes 2,6 - 3,6 m - Argile beige foncé et blocs calcaires compacts 3,6 - 4,4 m - Blocaille de calcaire et marne dans une gangue argileuse

Arrêt - pas d'eau

F14

0 - 0,2 m - Terre végétale brune 0,2 - 0,5 m - Argile brun et petits blocs de calcaire 0,5 - 1,6 m - Blocaille de calcaire compacte dans une gangue argileuse

beige peu abondante 1,6 - 2,7 m - idem de plus en plus calcaire

Refus - pas d'eau

F15

0 - 0,5 m - Terre végétale noire à gravier de calcaire 0,5 - 1,2 m - Terre argilo-sableuse noire à graviers de calcaire

(colluvion) 1.2 - 2,4 m - Argile brune sableuse très compacte 2,4 - 3,3 m - Argile beige à blocaille de calcaire (colluvion) 3.3 - 4,4 m - Sable grossier beige argileux

Arrêt - pas d'eau même étant en dessous du niveau de la rivière

P16

0 - 0,3 m - Terre végétale brune argileuse 0,3 - 1,4 m - Argile brune sableuse compacte 1,4 - 2,4 m - Sable roux grossier, très argileux 2,4 - 4,3 m - Blocaille de calcaire dans une gangue argileuse beige

Arrêt - pas d'eau


F17

O - 0,3 m - Terre végétale brune 0,3 - 1,2 m - Argile brune sableuse compacte à disposition oblique 1,2 - 4,4 m - Argile beige et grise

Arrêt - pas d'eau

F18

0 - 0,3 m - Terre végétale brune 0,3-1 m - Argile sableuse brune 1 - 3,3 m - Biocaille de calcaire dans une matrice argileuse

Refus sur blocs de calcaire - pas d'eau

F19

0 - 0,2 m - Terre végétale brune 0,2 - 0,6 m - Argile beige à blocs de calcaire

0,6 - 3,1 m - Biocaille de calcaire dans une matrice argileuse

Arrêt - pas d'eau

F20

0 - 0,5 m - Terre végétale brune 0,5 - 0,9 m - Argile brune sableuse 0,9 - 2,5 m - Argile beige compacte 2,5 - 4,0 m - Blocaille de calcaire dans une gangue argileuse

Arrêt - pas d'eau

F21

0 - 0,5 m - Terre végétale brune 0,5 - 3,4 m - Blocaille de calcaire dans une abondante gangue argileuse

Localement, on trouve des poches métriques d'argile

compacte

3.4 - 4,2 m - Argile beige et grise compacte

Arrêt - pas d'eau

F22 0 - 1,5 m - Terre, argile, blocs calcaires, bois 1.5 - 1,8 m - Terre végétale brune 1,8 - 2,1 m - Argile brune sableuse 2,1 - 3,1 m - Argile beige compacte 3,1 - 4,3 m - Blocaille de calcaire dans une gangue d'argile beige

et grise Arrêt - pas d'eau


F23

O - 0,7 m - Terre végétale et terre remaniée 0,7 - 2,2 m - Argile beige compacte 2,2 - 4,5 m - Sable grossier beige et gris argileux

Arrêt - pas d'eau

F24

0 - 0,6 m - Terre végétale et bloc de calcaire en remblai 0,6 - 2,7 m - Sable roux grossier graveleux argileux 2,7 - 3,8 m - Blocaille de calcaire dans une gangue d'argile

grise et beige

Arrêt - pas d'eau

F25

0 - 2,6 m - Terre, blocs, remblais, gros blocs béton

2.6 - 3,5 m - Blocaille de calcaire dans une gangue argileuse

Arrêt - pas d'eau

F26 0 - 0,5 m - Terre végétale + blocs de calcaire 0,5 - 1,4 m - Argile brune sableuse 1,4 - 3,7 m - Argile beige et grise compacte 3.7 - 4,4 m - Blocaille de calcaire et gangue argileuse

Arrêt - pas d'eau

F27

0 - 0,2 m - Terre végétale sableuse 0,2 - 3,8 m - Grave sablo-argileuse brune et sable grossier

graveleux argileux

Arrêt - pas d'eau


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