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ISDND OPALE A LA BISTADE (62)

Etude de stabilité de l’extension verticale de l’exploitation

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ISDND OPALE DE LA BISTADE (62)

Etude de stabilité de l’extension verticale

de l’exploitation

Novembre 2014

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OPALE ENVIRONNEMENT

Hameau de la Bistade

62370 SAINTE MARIE KERQUE

Tél. : 03 21 85 01 00

Agence NORD-EST

Implantation de Lille

Synergie Park – 5 avenue Louis Néel – 59260 LEZENNES

Tél. :03.20.43.25.55

Fax. : 03.20.05.54.87

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Sommaire

Pages

1. Introduction ............................................................................................ 3

2. Risque sismique ....................................................................................... 3

3. Approche retenue ................................................................................... 4

4. Présentation de l'étude de stabilité ........................................................ 5

4.1. Méthodes et moyens utilisés ................................................................... 5

4.2. Hypothèses de calcul ............................................................................... 5

4.2.1. Géométries de digues retenues ................................................................ 6

4.2.2. Caractéristiques géotechniques des matériaux ......................................... 8

5. Résultats des calculs de stabilité ........................................................... 10

Liste des figures

Figure 1 : Implantation de la zone d'étude sur le zonage sismique en vigueur au 1er mai

2011. ............................................................................................................. 4

Figure 2 : Illustration de la géométrie retenue pour la future digue Ouest ....................... 6

Figure 3 : Illustration de la géométrie retenue pour la digue Est ...................................... 7

Figure 4 : Illustration de la géométrie retenue pour le talutage des déchets des alvéoles

impairs .......................................................................................................... 7

Figure 5 : Illustration de la géométrie retenue pour les alvéoles récentes sans mur armater

..................................................................................................................... 8

Liste des annexes

Annexe 1 : Présentation des calculs TALREN

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1. Introduction

La présente étude consiste à étudier les conditions de stabilité dans le but de rehausser

l’ISDND jusque +30 m NGF. Les dispositions sont les suivantes :

• Coté Est, l’état actuel ne sera pas modifié. La rehausse devra donc prendre appui sur

la couverture et les déchets sous-jacents, soit une base de rehausse vers +17 m à +18

m NGF environ ;

• Coté Ouest, les déchets seront réeploités, y compris les déchets anciens. Le

déblaiement s’effectuera jusqu’à la base des déchets, la digue périphérique prendre

donc appui sur le terrain naturel. La base de la rehausse se situera à +2,3 m NGF.

• Dans le cadre du déblaiement des déchets, la stabilité du talus de déchets sera

vérifiée.

Cette étude de stabilité entre dans le cadre d'une mission G2 phase AVP au sens de la

norme NF P94-500 de novembre 2013.

2. Risque sismique

Afin de correspondre aux nouvelles normes européennes (EUROCODE 8), une

réévaluation du zonage sismique français a été réalisée en 2005 par le BRGM. Ce zonage

est entré en vigueur le 1er mai 2011.

Basée sur une approche probabiliste de l’aléa sismique, la nouvelle carte d’aléa prévoit

un découpage du territoire français en communes et non plus en cantons. Le nouveau

zonage comprendrait alors 5 zones :

1. zone de sismicité 1 : sismicité très faible,

2. zone de sismicité 2 : faible,

3. zone de sismicité 3 : modérée,

4. zone de sismicité 4 : moyenne,

5. zone de sismicité 5 : forte.

D’après le nouveau zonage de l’aléa sismique de la France, ce site est situé dans une

zone où il est considéré comme faible. L’accélération sismique de référence est égale

à 0,7 m/s². La Figure 1 présente un extrait de la carte de l’aléa sismique régional (MEDAD,

2005).

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Figure 1 : Implantation de la zone d'étude sur le zonage sismique en vigueur au 1er mai

2011.

En l’absence d’arrêté fixant les règles parasismiques applicables aux ouvrages en terre,

nous nous rattacherons à l’arrêté du 26 octobre 2011 concernant les ponts de classe dite

à « risque normal ».

Selon cet arrêté, les ouvrages en zone de sismicité faible (zone 2) ne sont pas soumis à

l’application des règles parasismiques.

Nous n’avons donc pas pris en compte les sollicitations sismiques dans nos calculs.

3. Approche retenue

Après réalisation d’une première digue massive en appui sur le terrain naturel, les

rehausses se feront ensuite par paliers de 2 m de hauteur. Tous les 4 m de hauteur, une

risberme de 3 m de largeur sera réalisée.

Nous avons retenu pour la rehausse la création de digues en matériaux fins de type sable.

Des caractéristiques géomécaniques précises ont été retenues dans la présente étude de

stabilité. En phase Projet, une étude spécifique sera réalisée pour valider le gisement de

matériaux constitutif des digues.

Pour limiter la perte de vide de fouille, les rehausses pourront prendre appui

partiellement sur les déchets. Les rehausses se feront donc à l’avancement de

l’exploitation des alvéoles.

Coté Est, la stabilité des rehausses seront vérifiées ainsi que la stabilité en grand (cercle

passant par les rehausses et le talus existant).

A partir de l’alvéole n°14 coté pair et de l’alvéole n°19 coté impair, le système Armater

laisse place à une digue périphérique composée en matériaux du site (à dominance de

silts), les pentes de parement sont de 2H/1V. La rehausse de l’ISDND pour ces dernières

alvéoles prendra donc appui sur ces digues en silts.

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4. Présentation de l'étude de stabilité

4.1. Méthodes et moyens utilisés

Afin de vérifier la stabilité du système vis-à-vis du grand glissement, les calculs

numériques ont été réalisés avec le logiciel TALREN 5, développé par TERRASOL. Les

calculs de la présente étude ont été menés avec la méthode des tranches de Bishop en

rupture circulaire (type d’instabilité concernant les matériaux en présence).

Pour une surface potentielle de glissement, le calcul fournit le coefficient de sécurité, noté

F, correspondant au rapport des efforts résistants (résistance au cisaillement du sol,

renforcements…) sur les efforts moteurs (poids des terrains, écoulement de l’eau dans le

sol…). Le coefficient de sécurité de l’ouvrage est donné par la surface de glissement la plus

critique (F minimal). En génie civil, la stabilité du talus est considérée classiquement

comme assurée si :

• F ≥ 1,5 à long terme,

• F ≥ 1,3 à court terme.

Dans nos calculs ont cherchera systématiquement à obtenir un coefficient de sécurité de

1.5 dit « long terme » car les phases d’exploitation, bien que se succédant, ont une durée

ne pouvant être assimilées à du court terme.

4.2. Hypothèses de calcul

La coupe retenue pour les terrains d’assise est la suivante, depuis la plateforme de

terrassement :

De 2 à -3 m NGF : Silts localement tourbeux – Assise de Dunkerque,

De -3 à -12,5 m NGF : Sables argileux compacts de l’Assise de Calais,

De -12,5 m à -25 m NGF : Argiles des Flandres.

Cette coupe de sol est jugée représentative du site.

Coté Ouest, la digue se compose ainsi :

De +2 à +9.5 m NGF : un mur Armater et un talus d’appui,

De + 9,5 à +18 m NGF : des digues de 2 m de hauteur en appui sur les déchets, avec des

risbermes intermédiaires

Des surcharges de 10 kPa ont été retenues au droit des risbermes pour prendre en compte

la circulation des camions cheminant sur le site.

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4.2.1. Géométries de digues retenues

Coté Ouest – Anciennes alvéoles réexploitées

Nous avons retenu la création d’une première digue en appui sur l’assise de Dunkerque à

+2 m NGF pour constituer la nouvelle digue périphérique de ce coté. Cette digue de base

atteindra +8 m NGF, aura des parements pentés à 2H/1V, sa crête aura une largeur de

5 m minimum.

Après stockage des déchets jusque la côte +8 m NGF, les travaux de rehausse se feront

ensuite à l’avancement. Les rehausses correspondront a des diguettes de 2 m de hauteur,

de pentes 2H/1V et d’une largeur de crête de 3 m de large.

Tous les 4 m de hauteur, soit une diguette sur deux, une risberme de 3 m de large sera

réalisée. La rehausse atteindra la côte NGF maximale de 28 m NGF. La cote finale de 32 m

NGF sera atteinte au centre du dôme, avec la mise en place de la couverture finale avant

tassements.

Ces dispositions géométriques sont illustrées ci-dessous :

Figure 2 : Illustration de la géométrie retenue pour la future digue Ouest

Coté Est – Anciennes alvéoles

Tel que demandé par le Maitre d’Ouvrage, la digue existante ne sera pas modifiée. La

rehausse se fera sur l’existant en respectant une risberme de 4 m de large.

La digue existante a été modélisée par un mur Armater puis par des diguettes en

matériaux du site en appui sur les déchets anciens tel que communiqué par le Maître

d’Ouvrage.

+28 m NGF

+24 m NGF 11 m

3 m

2 m

+8 m NGF

+32 m NGF

Couverture

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Les travaux de rehausses prendront appuis sur les déchets anciens stabilisés. Les travaux

se feront à l’avancement par diguettes de 2 m de hauteur tel que décrit pour le coté

Ouest. La rehausse atteindra la côte NGF maximale de 28 m NGF.


Figure 3 : Illustration de la géométrie retenue pour la digue Est

Anciennes alvéoles - Terrassement dans les déchets

Coté alvéoles impairs, un terrassement dans les déchets selon un talutage de l’ordre

5H/1V (ou 20% environ) est envisagé.

La stabilité du massif de déchets sera vérifiée dans la présente étude.

Figure 4 : Illustration de la géométrie retenue pour le talutage des déchets des alvéoles impairs

Existant

+28 m NGF

+24 m NGF

4 m de large minimum

+32 m NGF

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Alvéoles récentes (n°14 à n°22 et n°19 à n°21)

La rehausse se fera sur l’existant en respectant une risberme de 5 m de large.

Une digue en silts a été modélisée d’après les informations communiquées par le Maître

d’Ouvrage.

Les travaux de rehausses prendront appuis sur les déchets anciens stabilisés. Les travaux

se feront à l’avancement par diguettes de 2 m de hauteur tel que décrit pour les anciennes

alvéoles. La rehausse atteindra la côte NGF maximale de 28 m NGF.


Figure 5 : Illustration de la géométrie retenue pour les alvéoles récentes sans mur armater

4.2.2. Caractéristiques géotechniques des matériaux

La couverture en place, de 1,0 m d’épaisseur, est composée de bas en haut de 0,6 m de

matériaux argileux, de 0,1 m de drainant et 0,3 m de terre végétale. Pour la couverture,

nous avons modélisé une monocouche de caractéristiques suivantes :

γh = 18 kN/m3

C’ = 5 kPa

φ’ = 20°

Les caractérisques du terrain naturel et des digues existantes sont issues des

investigations et calculs menés par FONDACONSEIL en 1995.

Les caractéristiques des déchets sont issues de notre retour d'expérience.

Les caractéristiques des nouvelles digues s’identifient à un silt compacté dans les règles

de l’art, les caractéristiques géomécaniques sont

γh = 18 kN/m3

C’ = 0,5 kPa

φ’ = 35°

5 m de large minimum

Existant

+28 m NGF

+32 m NGF

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La synthèse des paramètres retenus est donnée dans le tableau suivant :

Tableau 1 : caractéristiques géotechniques retenues pour les modélisations

Matériaux en place

Matériaux à

mettre en

œuvre

Couvertur

e en place

Déchet

s

ancien

s

Mur

armate

r

Digu

e en

silts

Assise de

Dunkerqu

e

Sables

argileux

compact

s

Argile

des

Flandre

s

Déchet

s

Digu

e à

créer

γh

(kN/m3

)

18 8 18 18 18 20 20 13 18

C’

(kPa) 5 2 40 0,5 10 20 25 5 0,5*

φ’ (°) 20 23 25 35 25 30 30 24 35*

* Valeur définie pour une mise en place à l’Optimum Proctor, +/-5%

Avec : γh : poids volumique

C’ : cohésion long terme

φ’: angle de frottement long terme

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5. Résultats des calculs de stabilité

Les profils de calculs correspondants sont donnés en annexe.

Dans les conditions citées au chapitre précédent, les résultats des calculs pour ces profils

sont donnés dans le tableau suivant :

Facteurs de Sécurité

à long terme

Stabilité interne Stabilité en grand

Digue Ouest – anciennes alvéoles réexploitées 1,51 ≥ 1,54

Digue Est – anciennes alvéoles - partie existante 1,88 2,19

Digue Est – anciennes alvéoles - rehausse 1,64 1,75

Alvéoles impaires – talutage des déchets 1,84 -

Alvéoles récentes – partie existante 1,45 -

Alvéoles récentes – rehausse 1,61 1,50

D’un point de vue calculatoire, la modélisation de la digue actuelle des alvéoles récentes

ne permet pas d’atteindre le coefficient de sécurité de 1,5. Le résultat reste néanmoins

satisfaisant avec un facteur de sécurité de 1,45 et l’on peut donc considérer la digue

comme stable à long terme.

Dans tous les autres situations, un coefficient de sécurité supérieur ou égal à 1,5 est

obtenu, justifiant à long terme les travaux de rehausse.

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Observations sur l'utilisation du rapport

Ce rapport, ainsi que les cartes ou documents, et toutes autres pièces annexées

constituent un ensemble indissociable ; en conséquence, l’utilisation qui pourrait

être faite d’une communication ou reproduction partielle de ce rapport et annexes

ainsi que toute interprétation au-delà des énonciations d’ANTEA ne saurait

engager la responsabilité de celle-ci. Il en est de même pour une éventuelle

utilisation à d’autres fins que celles définies pour la présente prestation.

Il est rappelé que les résultats de la reconnaissance s’appuient sur un

échantillonnage et que ce dispositif ne permet pas de lever la totalité des aléas

liés à l’hétérogénéité du milieu naturel ou artificiel étudié.

La prestation a été réalisée à partir d’informations extérieures non garanties par

Antea Group ; sa responsabilité ne saurait être engagée en la matière.

1

Annexe 1

Profils de calcul

2

Coté Ouest – Anciennes alvéoles réexploitées

Talren v5v5.0.5

Imprimé le : 17 nov. 2014 14:04:08

Calcul réalisé par : ANTEA

Projet : P3 - Nouvelle digue coté Ouest

K:\AFFAIRES 2014\NPCA140200 à 140299\NPCP140218_NINF_SH_59_OPALE ENVIRONNEMENT_faisa bistade\TAL_OPALE\P3-sans-rampe.t5p Page 1/3

Talren v5v5.0.5

Imprimé le : 17 nov. 2014 14:04:08




3

Coté Est – Anciennes alvéoles (Mur Armater)

Talren v5v5.0.5

Imprimé le : 17 nov. 2014 14:08:06


Projet : Etat existant -- Armater

K:\AFFAIRES 2014\NPCA140200 à 140299\NPCP140218_NINF_SH_59_OPALE ENVIRONNEMENT_faisa bistade\TAL_OPALE\P4.t5p Page 1/4

Talren v5v5.0.5

Imprimé le : 17 nov. 2014 14:08:06




4

Alvéoles impaires - Talutage dans les déchets

Talren v5v5.0.5

Imprimé le : 17 nov. 2014 14:09:31



K:\AFFAIRES 2014\NPCA140200 à 140299\NPCP140218_NINF_SH_59_OPALE ENVIRONNEMENT_faisa bistade\TAL_OPALE\P6-interne.t5p Page 1/1

5

Alvéoles récentes (Digue en matériaux issus du site)

Talren v5v5.0.5

Imprimé le : 17 nov. 2014 14:27:20


Projet : Nouvelles alvéoles - rehausse

K:\AFFAIRES 2014\NPCA140200 à 140299\NPCP140218_NINF_SH_59_OPALE ENVIRONNEMENT_faisa bistade\TAL_OPALE\P5-avec rehausse.t5p Page 1/4

Talren v5v5.0.5

Imprimé le : 17 nov. 2014 14:27:20




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