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Special Lecture /
Conférences spéciales
Proceedings of the 18
th
International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris 2013
prendre d’éventuelles dispositions pour limiter ce phénomène. Il
existe différents dispositifs permettant de lutter contre cet effet
de barrage parmi lesquels : recepage des têtes de parois
moulées, tranchées drainantes, siphons, etc.
- Mise en communication des nappes
La mise sous pression de la chambre d’abattage en tête de
tunnelier et l’injection du vide annulaire permettent d’éviter les
arrivées d’eau à l’intérieur de l’ouvrage.
La technologie utilisée de foration au tunnelier limite donc le
risque de communication entre nappes.
La technique des parois moulées utilisée pour la majorité des
gares permet de limiter grandement les échanges entre les
nappes grâce à la mise sous pression de la fouille par la boue
bentonitique au moment du creusement.
Pour les parties réalisées en méthode souterraine
traditionnelle, les pré-injections d’étanchement permettent de
limiter grandement les échanges entre nappes. Les vides qui
potentiellement pourraient subsister suite à la mise en place des
structures définitives pourront faire l’objet d’injections de
remplissage afin de minimiser les échanges entre nappes, si cela
s’avérait nécessaire.
3.2.3 Méthodes de suivi des effets des mesures
Un suivi des mesures mises en œuvre pour supprimer les
impacts du projet sur le régime des nappes et eaux souterraines
est mis en place dès la phase étude. En particulier :
- un « état zéro » est établi pour les différents paramètres
(niveau piézométrique, débits, température, pH, teneur en
polluants…), ce dans le but de caractériser les différents
aquifères présents sur le tronçon.
- le suivi de ces paramètres est ensuite réalisé par mesures et
analyses chimiques tout au long du chantier.
3.3 Dissolution du gypse
Le gypse est présent dans certaines couches sédimentaires
présentes sur le tracé du Grand Paris Express : Masses et
Marnes du gypse, Calcaire de Saint Ouen Sables de Beauchamp
ou Marnes et Caillasses, essentiellement par exemple.
La dissolution du gypse se produit lorsqu’il est soumis à un
apport d’eau « non chargée en sulfate », ce phénomène peut
entraîner soit une dégradation diffuse des caractéristiques
mécaniques d’un horizon géologique, soit la création de vides
de dissolution accompagnés de décompressions des terrains sus-
jacents et/ou dans le cas extrême, d’apparition de fontis.
Ce phénomène fait l’objet de plusieurs Plans de Prévention
des Risques sur l’ensemble de la région Ile-de-France.
3.3.1 Enjeux d’un projet de type métro souterrain liés à la
dissolution du gypse
Les enjeux sont de deux natures :
•
La présence de zones décomprimées ou de vides dans le
sous-sol préexistants sont potentiellement à l’origine des mêmes
phénomènes que les carrières souterraines d’origine anthropique
(voir détail au chapitre 3.1.2).
De plus dans ce cas particulier, la réalisation d’un projet de
type métro souterrain est susceptible d’activer ou de réactiver le
phénomène de dissolution du gypse de par la modification
éventuelle du régime d’écoulement des nappes d’eau
souterraines dans les zones marquées par la présence de gypse.
La création de ces vides pouvant avoir des impacts sur les
travaux en cours de réalisation (arrêt du tunnelier, adaptation
des méthodes constructives au niveau des gares) comme sur le
bâti situé dans la zone d’influence hydrogéologique du projet.
•
La difficulté des zones de dissolution de gypse résidant
le caractère aléatoire de sa répartition, et dans la difficulté de
localiser avec certitude leur étendue.
3.3.2 Prise en compte des enjeux dès la conception
Dans un premier temps, afin de maîtriser les effets de la
présence de gypse, les mesures suivantes seront mises en œuvre
dans les zones concernées :
- reconnaissances adaptées avant le chantier, en phase études
(bibliographie, sondages, mesures géophysiques, analyses
hydrogéologiques…) : le but est de caractériser le massif et de
repérer d’éventuelles décompressions ou vides ;
- si des anomalies étaient repérées, il pourrait être nécessaire
de traiter les vides par injection, selon leur taille et la sensibilité
de la zone d’influence du creusement (présence de bâti,
d’ouvrage sensible, etc.).
Dans un deuxième temps, afin d’éviter les phénomènes de
dissolution du gypse, la conception du projet Grand Paris
Express prévoit de limiter au maximum l’impact du projet sur le
régime d’écoulement des nappes dans les zones susceptibles de
développer ce phénomène.
La conception et les mesures adoptées pour limiter cet impact
sont donc celles décrites au chapitre 3.2.2 récapitulant les
méthodes constructives à mettre en œuvre pour ne pas perturber
le niveau piézométrique et les sens d’écoulement des nappes.
3.3.2 Méthodes de suivi des effets des mesures
Pour vérifier que les mesures mises en œuvre en cas
d’injection notamment sont efficaces, des sondages de contrôle
des traitements seront réalisés.
Par ailleurs, une méthode observationnelle sera mise en
place dans ces zones, comme décrit au chapitre 2.1.3.
3.4 Retrait et gonflement des argiles
L’argile voit sa consistance se modifier en fonction de sa
teneur en eau. Ces variations de consistance s’accompagnent de
variations de volume, dont l’amplitude peut s’avérer très
importante.
Les variations de volume générées par le retrait des argiles
provoquent des tassements qui se manifestent par des désordres
sur les ouvrages.
A contrario
, le phénomène de gonflement peut
provoquer des soulèvements ou des sur-contraintes (pression de
gonflement sous un radier de gare par exemple).
En général, ces phénomènes se produisent à proximité de la
surface, où la teneur en eau des argiles est soumise à de fortes
variations, liées à la météorologie (périodes de sécheresse
notamment), mais aussi à la végétation (système racinaire) ou à
l’activité humaine (imperméabilisation des surfaces, pompages
ou arrosages…).
Ce phénomène fait l’objet de Plans de Prévention des
Risques en Île-de-France
3.4.1 Les impacts d’un projet de type métro souterrain sur le
retrait/gonflement des argiles
Un projet de type métro souterrain est susceptible d’activer
ou de réactiver le phénomène de retrait/gonflement des argiles
en modifiant le régime d’écoulement des nappes d’eau
souterraines.
Par ailleurs, la réalisation de terrassements à ciel ouvert est
susceptible d’exposer des argiles aux aléas météorologiques
alors qu’elles étaient jusqu’à présent protégées, favorisant
également leur retrait/gonflement. Le projet du Grand Paris
Express recoupe plusieurs formations géologiques argileuses
considérées comme fortement sensibles. On citera en particulier
les Argiles vertes et les argiles plastiques.
3.4.2 Prise en compte des enjeux dès la conception
Le projet du Grand Paris Express traverse les argiles vertes à
l’est de Paris; les gares traversent cette couche et s’ancrent plus
