08-géotechnique
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Cours de sensibilisation des étudiants de 2° année à la géotechnique d'après les données de Gérard Defer, géotechnicien - Néoprism.TRANSCRIPT
29/04/2009
PRISE EN COMPTE DES CONDITIONS GEOTECHNIQUES DANS LES PROJETS
D’après les données de Gérard DEFER
Ingénieur Conseil, Agence Néoprism
Source Néoprism
29/04/2009
Présentation générale de la géotechnique
• Ensemble des disciplines appliquées à la connaissance du sol
– Géologie– Mécanique des sols et des roches– Hydrogéologie– Eléments de génie civil et travaux publics– Techniques de construction– Techniques environnementales
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29/04/2009
Objectifs et buts de la géotechnique
• Inventaire des contraintes et des risques géotechniques
• Réponses et adaptations aux contraintes du site
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Contraintes géotechniques et risques associés
Contraintes
• Pentes• Cavités artificielles ou naturelles• Nappes et eaux souterraines• Nature du sol • Propriétés particulières du sol• Agents anthropiques
Risques associés
• Glissements de terrain • Affaissements – Effondrements• Infiltrations - inondations• Tassement - fissurations• Gonflement – retrait• Pollution sol/nappe
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Attitude face au risque du sol
• Supprimer ou diminuer la cause du problème
• Accepter certains risques
• Adapter le projet
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Pentes Risques Glissements et instabilités 1
Source Néoprism
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Pentes Risques Glissements et instabilités 2
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Pentes Risques Glissements et instabilités 3
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Travaux souterrains Risques Affaissements –Effondrements 1a
LIGNE METEOR - PARIS
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Travaux souterrains Risques Affaissements – Effondrements 1b
Source Néoprism
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Dissolution Risques Effondrements sous chaussée 2a
30 cm
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Dissolution Risques Effondrements sous chaussée 2b
Hauteur 8 mètresLongueur 12 mètres
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Carrières souterraines Risques Effondrements
• Juin 1961 Effondrement d’une ancienne exploitation de craie à Clamart
• 21 morts
• 23 immeubles détruits
• 6 rues détruites
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Carrières souterraines Risques effondrements
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Nature du sol Risques fissuration
Source Néoprism
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Nature du sol Risques fissuration
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Rivières Eaux souterraines Risques Inondation – infiltration 1a
CRUE 1910 QUARTIER DE LA GARE DE LYON
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Rivières Eaux souterraines Risques Inondation – infiltration 1b
CRUE 2005 QUARTIER DE CHIANG MAI
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Rivières Eaux souterraines Risques Inondation – infiltration 1c
CRUE 1910 QUAI DE GRENELLE – RUE SAINT CHARLES
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Prévention des risques naturels
• Les documents réglementant l'occupation du sol (plan locaux d'urbanisme - P.L.U.,
schéma de cohérence territoriale, …) doivent prendre en compte les risques
naturels (article L 121-10 du code de l'urbanisme). Ainsi, le PPR doit être annexé au
P.L.U. de la commune.
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Plan de Prévention des Risques Inondation
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Prise en compte des conditions géotechniques
• Localisation sur carte, calage du projet
• Contexte géomorphologique et géologique
• Pendage des couches
• Présence de cavités, de karsts, de carrières, de mines, de décharges…
• Présence d’une nappe et variations probables
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Acquisition et traitement des données
• Données générales (directement accessibles par consultation des bases de
données).
• Données observées ou acquises in situ (missions normalisées)
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Sources d’informations générales
• Institut Géographique National
– Cartothèques
– Photothèques
• Inspection Générale des Carrières
– Carrières abandonnées
– Risques spéciaux
• Préfectures, mairies
– PLU/SRU
– Plans de Préventions des Risques Naturels
• Bureau de Recherche Géologiques et Minières
– Cartes géologiques
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Inventaire des contraintes géotechniques
Acquisition de données Localisation Carte topographique
Projet
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Inventaire des contraintes géotechniques
Acquisition de données Localisation Carte topographique
Projet
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Inventaire des contraintes géotechniques
Traitement de données Notion de profil topographique 1
Projet
Projet
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Inventaire des contraintes géotechniques
Acquisition de données Localisation Photo aérienne 1
Projet
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Inventaire des contraintes géotechniques
Acquisition de données Localisation Photo aérienne 2
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Outils Vocabulaire géologie
• Géologie - hydrogéologie1. Nature des sols
1. Argiles2. Sables3. Marnes4. Roches
2. Hydrogéologie1. Nappe phréatique – aquifère2. Perméabilité – conductivité hydraulique
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Outil Log géologique du Bassin Parisien
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Inventaire des contraintes géotechniques
Acquisition de données Localisation Carte géologique
Les différentes formations géologiques apparaissent sous une couleur différente
Un fond topographique au 1/50 000 ème
Argile Verte du sannoisien
Calcaire de Brie
Sable de Fontainebleau
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Inventaire des contraintes géotechniques
Acquisition de données Localisation Carte géologique
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Inventaire des contraintes géotechniques
Acquisition de données Calage Coupe prévisionnelle
Calage du projet
Coupe géologique de Paris
Niveaux exploités
Gypse
Calcaire grossier
Craie
Projet
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Outils Notion de pendage 1
• Le degré de pendage est l'inclinaison maximale ou la plus grande pente d'une couche mesurée en degré par rapport à l'horizontale. Il est toujours mesuré perpendiculairement à la direction (flèche jaune). Pour ce, on utilise la règle dite de la main droite, où le pendage se trouve toujours à droite de la direction (flèche bleue). Pour éviter toute confusion avec la direction, le pendage est exprimé à l'aide de deux nombres entre 0° et 90° (ex: 09°) et toujours énoncé après celle-ci (ex: 045°/20° sont la direction et le degré de pendage). Sur la carte géologique, la direction de la structure et le pendage sont représentés ainsi
20 °
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Inventaire des contraintes géotechniques
Acquisition de données Localisation Carte géologique
Projet
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Inventaire des contraintes géotechniques
Traitement de données Calage Coupe géologique
Projet
Source Néoprism
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Inventaire des contraintes géotechniques
Traitement de données Calage Coupe géologique
Projet
Source Néoprism
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Inventaire des risques
Acquisition de données Localisation Risques Carrières souterraines
Projet
Source Néoprism
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Inventaire des risques
Acquisition de données Localisation Risques Inondation
Exemple d’un PPR Inondation
Projet
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Inventaire des risques
Acquisition de données Localisation RisquesArgiles
Projet
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Inventaire des risques
Acquisition de données Localisation Carte de carrières
ProjetProjet
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Inventaire des risques
Acquisition de données Localisation Risques Carrières
Projet
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Outils Objectifs de la caractérisation des sols
• En fonction du calage et des données collectées
• Etablir un programme d’acquisition de données complémentaires
– Prévoir le comportement et la réponse du sol sur le projet initial
• Contraintes limites et contraintes admissibles (charges de service)
• Tassements
– Modifier ou adapter le projet
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Missions géotechniques
• Norme NFP 94 500 décembre 2006
• Recommandations professionnelles
• DTU 11 – Travaux de sondages
• DTU 12 - Dallages
• DTU 13 – Fondations
• DTU 14 - Cuvelage
• Fascicules 62
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Outils Essais in situ pour acquisition des données géomécaniques
• Pressiomètre (pression limite et « raideur »à partir de la relation pression volume d’une sonde)
• Pénétromètre (rupture du sol sous l’effet d’une pointe battue)
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Inventaire des contraintes et risques géotechniques
Acquisition de données ObservationsPendage
Source Néoprism
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Inventaire des contraintes et risques géotechniques
Traitement de données Traitement d’image
Source Néoprism
29/04/2009
Inventaire des contraintes et risques géotechniques
Acquisition de données Observations Carrières souterraines
Carrière de Calcaire Grossier (Saint Ouen l’Aumône 95)
Carrière de Calcaire Grossier (Saint Ouen l’Aumône 95)
Source Néoprism
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Inventaire des contraintes et risques géotechniques
Acquisition de données Observations Carrières souterraines
La méthode qui était utilisée par les carriers est dite par hagues et bourrages. On exploite le banc de pierre et au fur et à mesure de l’avancée du front de taille, on dresse des piliers à bras (des pierres superposées pour tenir le ciel de carrière)
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Inventaire des contraintes et risques géotechniques
Acquisition de données Observations Carrières souterraines
Une fois le secteur épuisé, on remblaye la carrière avec du stérile d’exploitation et on monte des murs de pierres sèches appelées hagues pour tenir ce remblai.
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Inventaire des contraintes et risques géotechniques
Acquisition de données Observations Carrières souterraines
Source Néoprism
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Inventaire des contraintes et risques géotechniques
Acquisition de données Observations Karst (cavité liée à la dissolution)
Source Néoprism
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Inventaire des contraintes et risques géotechniques
Acquisition de données Observations Fontis (Cavité en surface)
Source Néoprism
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Inventaire des contraintes et risques géotechniques
Acquisition de données Investigations Méthodes indirectes
Profil électrique
Source Néoprism
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Inventaire des contraintes et risques géotechniques
Acquisition de données Investigations Méthodes par sondages
Sondages destructifs Sondages carottés
Source Néoprism
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Inventaire des contraintes et risques géotechniques
Traitement de données Investigations méthodes directes
Marnes Bleues
d’Argenteuil
Source Néoprism
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Réponses et adaptations aux contraintes du site
Synthèse des données géotechniques – simulation des projets
Source Néoprism
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Réponses et adaptations aux contraintes du site
Synthèse des données géotechniques – Simulation des projets
A A
Source Néoprism
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Réponses et adaptations aux contraintes du site
Synthèse des données géotechniques – simulation des projets
Source Néoprism
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Réponses et adaptations aux contraintes du site
Synthèse des données géotechniques – simulation des projets
29/04/2009
Réponses et adaptations aux contraintes du site
Synthèse des données
• Terrassements– Présence de bancs rocheux, de vestiges…– Présence de carrières
• solution de confortation (injection, consolidations…)– Présence de nappe
• solution de rabattement (puits, pointes filtrantes…)– Présence de polluants
• type (organiques, métalliques…)• vecteur (sol/nappe/air…)• solution de dépollution (traitement,puits, pointes filtrantes…)
• Soutènements– Mode (tranchées blindées, voiles par passes, béton projeté, berlinoise, paroi
moulée…)– Dispositifs d’appuis provisoires ou définitifs (butons, tirants, contreforts…)
• Fondations du batiment– Type (semelles Tranchées blindées, voiles par passes, béton projeté, berlinoise, paroi
moulée…)– Contraintes admissibles et évaluations des tassements)
Source Néoprism
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Réponses et adaptations aux contraintes du site
Problème particulier Glissements et instabilités
• Ouvrage sur une pente initialement instable
– Pentes naturelles – grands glissements– Circulations souterraines
• Ouvrage sur une pente rendue instable
– Suppression de la butée de pied– Modification des écoulements souterrains
Source Néoprism
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Réponses et adaptations aux contraintes du site
Problème particulier Glissements et instabilités
Source Néoprism
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Réponses et adaptations aux contraintes du site
Problème particulier Glissements et instabilités
Pentes naturelles Pentes artificielles
Source Néoprism
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Réponses et adaptations aux contraintes du site
Problème particulier Glissements et instabilités
Facteurs d’instabilité
Discontinuités
Hétérogénéité
Effets de l’eauSurface de rupture
Contraintes initiales
Fissures de traction
Formations molles
Source Néoprism
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Réponses et adaptations aux contraintes du site
Problème particulier Glissements et instabilités
Source Néoprism
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Réponses et adaptations aux contraintes du siteProblème particulier Glissements et instabilités
Adaptation à la pente Exemple de solution – murs cloutés
Source Urbatec
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Réponses et adaptations aux contraintes du site
Problème particulier Glissements et instabilitésAdaptation à la pente Exemple de solution – murs cloutés
Source Néoprism
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Réponses et adaptations aux contraintes du site
Problème particulier Glissements et instabilitésAdaptation à la pente Exemple de solution – murs cloutés
Source Néoprism
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Réponses et adaptations aux contraintes du site
Problème particulier Glissements et instabilitésTraitement des talus Exemple de solution – murs gabions
Source Atelier Bruel Delmar
29/04/2009
Réponses et adaptations aux contraintes du site – Sol industrielInstabilité due à un héritage d’un sol hétérogène du à l’histoire post industrielle du site
Remplacement de fondations par un mur poidsSoutènement en gabions
® Bruel-Delmar
29/04/2009
® Bruel-Delmar
Réponses et adaptations aux contraintes du site – Sol industrielInstabilité due à un héritage d’un sol hétérogène du à l’histoire post industrielle du site
Remplacement de fondations par un mur poidsSoutènement en gabions
29/04/2009
® Bruel-Delmar
Réponses et adaptations aux contraintes du site – Sol industrielInstabilité due à un héritage d’un sol hétérogène du à l’histoire post industrielle du site
Remplacement de fondations par un mur poidsSoutènement en gabions
29/04/2009
Réponses et adaptations aux contraintes du site – Sol industrielInstabilité due à un héritage d’un sol hétérogène du à l’histoire post industrielle du site
Remplacement de fondations par un mur poidsSoutènement en gabions
® Bruel-Delmar
29/04/2009
Réponses et adaptations aux contraintes du site – Sol industrielInstabilité due à un héritage d’un sol hétérogène du à l’histoire post industrielle du site
Remplacement de fondations par un mur poidsSoutènement en gabions
® Bruel-Delmar
29/04/2009
Réponses et adaptations aux contraintes du site Sol Pentu + sous sol avec argile à meulières
Instabilité due à la qualité du sous-sol
Remplacement de fondations par un mur poidsSoutènement en gabions – Maille souple
® Bruel-Delmar
29/04/2009
Réponses et adaptations aux contraintes du site
Problème particulier Glissements et instabilitésAdaptation à la pente Exemple de solution – murs gabions
29/04/2009
Réponses et adaptations aux contraintes du site
Problème particulier Glissements et instabilitésAdaptation à la pente Exemple de solution – murs gabions