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Proceedings of the 18
th
International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris 2013
Proceedings of the 18
th
International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris 2013
l’épaisseur de terrain n’est pas suffisante pour faire passer le
tunnel au-dessus de la zone de carrières souterraines
La distance entre la voûte du tunnel et le plancher des
carrières est ajustée selon la nature du terrain, afin de conserver
une épaisseur suffisante de « bon » terrain au-dessus du tunnel.
Les hypothèses prises en compte en études préliminaires seront
à confirmer dans les études à venir qui permettront d’affiner
l’identification et la caractérisation des terrains situés en
dessous des carrières afin de définir la bonne distance à retenir
entre la voûte et la base de carrière.
Si la carrière s’avérait en trop mauvais état ou si la distance
entre la voûte et la base de la carrière était trop faible, des
traitements devront être réalisés, afin que la stabilité d’ensemble
du massif soit préservée. Les études et les investigations à venir
permettront d’identifier ces zones.
3.1.4 Mesures mises en œuvre
Les mesures à mettre en œuvre pour supprimer le risque de
désordre sur les bâtis et les ouvrages souterrains dans la zone
d’influence du projet et des carrières sont les suivantes:
- En phase études : Investigations des anciennes carrières
avant le chantier (bibliographie, visites, inspections,
sondages, essais, mesures in situ) afin de reconnaître leurs
limites, leurs épaisseurs, la nature des remblais de
comblement et de définir l’état de la carrière. Ces
investigations ont pour objet de caractériser le massif et
ainsi définir les zones et les volumes à traiter, ainsi que le
type de traitement à mettre en place.
- En phase travaux, pour les zones où les études ont montré la
nécessité d’un traitement de carrières : des injections ou
comblements des carrières (à ciel ouvert ou souterraines)
nécessitant un confortement pourront être réalisées.
Plusieurs techniques sont possibles ; le traitement retenu
dépendra de différents paramètres dont la distance entre le
plancher de la carrière et la voûte du tunnel, le mode de
stabilisation préexistant de la carrière, l’état de la carrière, la
densité du bâti en surface, la nature des terrains, etc...
Deux grandes techniques existent :
•
injection depuis la surface grâce à des forages afin de
combler les carrières avant la réalisation du tunnel ;
•
comblement à pied d’œuvre : réalisation du
comblement depuis les galeries des carrières, mise en
place de murs masques et remplissage par mortier à
l’arrière.
3.1.5 Méthodes de suivi des effets des mesures
Afin de vérifier l’efficacité du renforcement des carrières, des
sondages de contrôle des traitements des carrières seront
réalisés.
Par ailleurs, une méthode observationnelle sera mise en place,
comme décrit au chapitre 2.1
3.2 Nappes et circulations souterraines
Le projet Grand Paris Express de par sa profondeur va se situer
majoritairement sous nappe. De ce fait, sa réalisation est
susceptible de générer différents phénomènes :
- modification du niveau de la (des) nappe(s),
- modification des écoulements : « effet barrage »,
- pollution d’une nappe par mise en communication, du fait
de la réalisation de l’infrastructure, avec une nappe polluée.
Le projet Grand Paris Express va traverser différents aquifères
ayant leur propre système hydrogéologique : sens d’écoulement,
puissance de l’aquifère, perméabilité. Chaque aquifère ne
répondra pas de la même façon à la réalisation de ce projet.
3.2.1 Impacts de la modification du régime d’écoulement des
eaux souterraines
Une modification du régime d’écoulement des eaux
souterraines, quelle qu’en soit l’origine, pourrait avoir un
certain nombre d’incidences potentielles:
- Tassements : l’abaissement du niveau de la nappe peut
générer des déformations de terrain en surface.
- Ennoiement des structures enterrées : la hausse du niveau de
la nappe peut provoquer des ennoiements dans les sous-sols de
bâti existant.
- Une modification des écoulements et de la teneur en eau des
sols peut favoriser différents phénomènes naturels tels que la
dissolution du gypse (cf. titre 3.3) ou le retrait/gonflement des
argiles (cf. titre 3.4).
- Modification des usages anthropiques : l’abaissement du
niveau de la nappe risque notamment de dénoyer les pompes
existantes (captage d’eau potable, géothermie, etc.).
3.2.2 Prise en compte des enjeux dès la conception
- Modification du niveau de la/des nappe(s)
Le tunnel n’impacte pas le niveau des eaux souterraines. En
effet, la technique du tunnelier permet d’éviter tout rabattement
de nappe en créant une paroi étanche à l’avancement de
l’excavation.
Pour les gares et tranchées couvertes, la méthode
constructive « enceinte étanche » en parois moulées est
majoritairement retenue, ce qui limite les venues d’eau
horizontales.
En fonction des conditions géologiques (zones à dissolutions
de gypse potentielles par exemple), de la sensibilité de la zone
en termes environnementales (proximité de zones abritant des
espèces protégées ne permettant pas une modification du niveau
piézométrique, même temporaire), il peut également s’avérer
nécessaire de limiter au maximum les venues d’eau par le fond
de fouille. Pour cela un bouchon injecté en sous face du radier
sera réalisé. Dans le cas de terrain imperméable en fond de
fouille ou de bouchon injecté, l’eau extraite en phase chantier se
limite au volume d’eau contenu dans la gare, ainsi que des
venues d’eau résiduelles, l’évacuation de ces dernières est
toutefois non significative au regard du niveau de la nappe
baignant l’ouvrage.
Certaines gares peuvent être réalisées en technique mixte
associant la réalisation d’un puits en parois moulées présentant
les mêmes caractéristiques que présentées ci-avant, et le reste
réalisée en méthode traditionnelle. Cette technique est utilisée
lorsque des contraintes de surface ne permettent pas de réaliser
la gare uniquement depuis la surface.
La partie puits est similaire au cas d’une enceinte étanche.
Pour la partie traditionnelle des pompages en phase chantier
s’avèreront nécessaires ; quand le contexte géologique ou
environnemental ne permettra pas de rabattre la nappe de façon
importante, un traitement d’étanchéité préventive des terrains
sera mis en place par injections ou jet-grouting, permettant ainsi
de limiter au maximum l’impact des travaux sur le niveau
piézométrique de la nappe en présence.
- Effet barrage
L’effet barrage induit par la réalisation du tunnel est fonction
du sens d’écoulement de la nappe dans laquelle s’insère ce
dernier. Cet effet se manifeste par l’abaissement du niveau
piézométrique en aval du tunnel et une augmentation du niveau
piézométrique en amont de ce dernier. Certaines zones du tracé
ont d’ores et déjà été identifiées comme susceptibles d’être le
siège d’un tel phénomène (Pont de Sèvres, le Nord de Paris).
Certaines gares ou tranchée couverte peuvent induire un effet
barrage non négligeable, qui nécessite la mise en œuvre de
mesures spécifiques. En premier lieu, les études à venir
permettront de quantifier cet effet et d’estimer le réel impact des
ouvrages du métro souterrain sur le niveau des nappes afin de
