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GEOLOGIE APPLIQUEE AU GENIE CIVIL
Articles récents

La Géologie sur le terrain avec l'IDGT

9 Avril 2018 , Rédigé par Almandin

Si vous souhaitez vous initier ou participer à des sorties géologiques sur le terrain, l'Association IDGT (Initiation et Découverte de la Géologie sur le Terrain) présidee par Bruno CABANIS, Docteur d'Etat en géologie et professeur de géologie.

L'IDGT vous propose des conférences et balades historico-géologiques à Paris , des sorties géologiques en région parisienne sur le week-end et des excursions géologiques de plusieurs jours dans différentes régions de France.

L'adhésion annuelle est de 15 euros, alors n'hésitez pas vous êtes les bienvenus quelque soit votre niveau en géologie, votre âge, votre niveau d'études......

Pour plus de renseignements : bcabanis@free.fr

blog IDGT : http://idgt.over-blog.com

Sortie IDGT du 24 mars 2018 à la Maison de la Pierre de Saint Maximim, B. Cabanis explique la géologie du Lutétien.

Balade historico-géologique dans Paris le samedi 10 mars 2018 sous la conduite de B. Cabanis

Balade historico-géologique dans Paris le samedi 10 mars 2018 sous la conduite de B. Cabanis

Visite de la carrière souterraine de la Brasserie à Vincennes

Visite de la carrière souterraine de la Brasserie à Vincennes

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Premiers résultats de la composition de géologie 2016 pour les B1

4 Février 2016 , Rédigé par Almandin

La notation a été extrêmement bienveillante : total de 22/20 et ajout d'un bonus d'un point en fonction du contenu de la feuille A4.

Aucune réclamation ne sera donc prise en compte pour une erreur inférieure à un point.

La moyenne de la composition est de 11,50 (11,66 pour les TP1)

La moyenne des applications est de 14,85 (14,34 pour les TP1)

La moyenne générale est de 12,67 (12,55 pour les TP1)

Il y a en B1 davantage de très bonnes notes et de très mauvaises notes.

Les nominés sont pour la composition :

BOURGOIN Steeve (AI5) 19 Moyenne générale 17,8

DEVYS Godefroy 19 Mg 17,7

AURRIERE Léo 18 Mg 17,7

EPAGNEAU Marie (AI5) 18 Mg 17,2

DUVEAU Antoine 17 Mg 16,7

BEDOUCHA Salome 17 Mg 16,5

GRIMALDI Jacques 17 Mg 16,5

CONNESSON Estelle 17 Mg 16,4

Pour les Applications les meilleures moyennes sont :

GENDREAU Clothilde (AI5) 17,7

AURRIERE Leo 17,25

ASSATRIAN Andranik 16,87

COLLIGNON Marie (AI5) 16,6

Le GALL Alizée (AI5) 16,6

Félicitations à tous ces élèves

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Premiers résultats de la composition de géologie 2016 pour les TP1

1 Février 2016 , Rédigé par Almandin

La notation a été extrêmement bienveillante : total de 22/20 et ajout d'un bonus de un point en fonction du contenu de la feuille A4.

Aucune réclamation ne sera donc prise en compte pour une erreur inférieure à un point.

La moyenne de la composition est de 11,66

La moyenne des applications est de 14,34

La moyenne générale est de 12,55

Les nominés sont pour la composition :

SWYNGEDAUW Amaury 19

BARNOUD Jérémy 18

PAMISEUX François 18

CONTE Antoine 17

DROIN Julien 17

LIU Julie 17

MINARD Matthieu 17

Pour la moyenne des Applications

BARRES Julien 16.8

CHEYMOL Victor 16.3

HASSID Manon 16.5

HERBRETEAU Eléonore 16,6

HOUBRON Jean 16,6

JOUTEAU Laetitia 16,8

ROHART Ugo 16,6

Pour la moyenne générale de géologie

SWYNGEDAUW Amaury 17,6

BARNOUD Jeremy 17

MINARD Matthieu 16,5

LIU Julie 16,2

JOUTEAU Laetitia 16,2

CHEYMOL Victor 16,1

Bravo à ces élèves qui font honneur à la géologie...

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Correction succintes de la composition de géologie 2016

1 Février 2016 , Rédigé par Almandin

La coupe de Paris depuis l'anticlinal de Meudon vers le synclinal de Saint Denis

La coupe de Paris depuis l'anticlinal de Meudon vers le synclinal de Saint Denis

La question de cours a été très mal traitée. Il ne s'agissait pas d'énumérer les problèmes ou de recopier l'énoncé voire de partir dans du hors sujet (hs) mais d'analyser les risques géologiques pour chaque zone traversée et de proposer des parades pour y remédier (cf. application Vercors).

Résumé par zones :

1- Cône de déjection = matériaux meubles instables sur pente, risques d'éboulements

parades : purge, filets ASM, grillage, casquette en béton et injections de coulis pour consolider avant d'entreprendre l'attaque du tunnel à la pelle mécanique.

2- Zone 2 = roches carbonatées, calcaires et dolomies avec plis, donc pendage, fracturation et cavités de dissolution possible (karst) avec possibles arrivées d'eau.

parade : renforcement de la voûte (boulonnage, tirants d'ancrage), voussoirs, cintrage

prévoir pompage et injections de coulis si présence de vides

3- Zone 3 = zone dangereuse avec niveaux de charbons (poches de gaz possible, grisou) et pyrite de fer avec oxydation possible et réaction exothermique pouvant entraîner un incendie dans le chantier à cause de la présence de charbon. Creusement avec explosifs et tunnelier selon le type de roches

4- Zone 4 = schistes et quartzites et failles

Les schistes sont tendres avec plan de schistosité donc attaque délicate avec consolidation. Le creusement se fera selon les roches (quartzites et micaschistes) à l'explosif ou au tunnelier.

Les failles sont des zones de roches broyées très instables avec risques d'éboulements et importantes venues d'eau possible, en plus elles peuvent mettre en contact des roches de nature différente. Prévoir injection, étanchéification et pompage. Par contre, il n'y a plus de mouvement à l'heure actuelle au niveau de ces failles.

5- Zone 5 = de nouveau des roches carbonatées comme en 2 mais avec une importante zone d'anhydrite appelée nappe des gypses mais sans rapport avec une nappe d'eau.

Zone très instable, anhydrite difficile à percer au tunnelier car plastique et problème d'hydratation en gypse avec gonflement possible de 60%.

Parade : attaque manuelle et prévoir voûte renforcée pour résister au gonflement de l'anhydrite à l'extrado de la voûte.

Possibles arrivées d'eau importantes puisque sous la vallée de l'Arc, prévoir pompage, étanchéification.

6- Zone 6 = grande profondeur, température élevée du chantier, aération à prévoir

forte pression pouvant entraîner des explosions de blocs sous l'effet de la décompression et risques pour le chantier.

Parade : tunnelier ou grillagé le front de taille et la voûte à l'avancement

7- Zone 7 = calcschistes, roches fragiles avec plans de schistosité et possibilité de vides de dissolution.

Prévoir soutènement et voussoirs, pompage, coulis d'injection...

Pour les exercices, la question 1 a été la mieux traitée. Pour la construction d'une tour de 200m, il fallait au minimum des pieux reposant sur le calcaire grossier en dessous des carrières ou aller dans la craie comme pour la Tour Montparnasse.

Pour le Grand Paris, il fallait tenir compte du bâti existant et des réseaux souterrains (métro, RER, égouts, tunnels routiers).

Les problèmes géologiques à prendre en compte étaient : présence de carrières souterraines

gonflement-retrait des argiles

dissolution du gypse infra-ludien

problème lié à la présence de nappe captive

problème de l'attaque au tunnelier des sables de Fontainebleau hors nappe

La question 2 hydrologie a été comprise par 50% des élèves

En A la nappe était captive et en B la surface piézométrique était au niveau de la surface topographique donc c'était une nappe libre pouvant entraîner des inondations en surface et nécessitant un pompage préalable pour rabaisser la nappe en cas de fouille ou de construction en sous-sol.

La question 3 sur les carrières a été bien comprise mais pas toujours traitée faute de temps.

Pour le bâtiment "Recherche" le traitement des vides de carrières s'est fait avec un puits pour mettre en place des piliers de maçonnerie dans une zone où le calcaire était karstifié et donc les pilers étaient peu efficaces. Dans une deuxième phase on a procédé à une injection de coulis après avoir ceinturé les galeries mais sans avoir consolidé préalablement les hagues (murets fragiles en pierres sèches). Il s'en est suivi d'importantes fuites de coulis dans les galeries et certainement une injection coûteuse en volume et inefficace pour maintenir la stabilité des terrains situés au-dessus et donc du bâtiment lui-même.

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La géologie de Paris à travers la composition de géologie 2012 et l'application n°1 2013

1 Novembre 2013 , Rédigé par Almandin Publié dans #ESTP Enseignement

QUESTION 1 : cadre géologique de Paris (4 pts)

1-1   - Calculez l’échelle numérique  du document présenté sur le schéma 1 (p2) et la distance entre la place du Panthéon et le Parc des Buttes-Chaumont matérialisée par une double flèche et notée d.

Réponse 3,2 cm = 10km soit 3,2 cm pour 1000000 cm soit une échelle de 1/312500°

distance d :2,1 x 312500 = 6km562 (il fallait expliquer les résultats) 

en fait cette distance est erronée à cause de l'imprécision de la carte distribuée pour la composition.

Pour l'Application 1 en 2013, la distance a été recalculée sur une carte plus précise; elle est égale à 4256m

 

  Schéma 1 : Représentation des plates-formes structurales de la région parisienne

Plates-Formes web

Schéma structural extrait de la notice géologique de Paris au 1/25000° (BRGM)

Légende : 1) Calcaire Grossier, 2) Calcaire de Saint Ouen, 3) Calcaire ou meulière de Brie, 4) Calcaire ou Meulière de Beauce.

Principales buttes-témoins : Montmartre, Buttes-Chaumont et Romainville, Belleville, Etoile, Passy-Trocadéro, Panthéon, Butte aux Cailles, Mont Valérien, Cormeilles -en –Parisis.

Axes des plis de Meudon et de la Seine (Saint Denis) 

1-2   - Expliquez la formation  des quatre  plates-formes structurales présentes dans la région parisienne et celle des différentes buttes-témoins ; vous pourrez vous aider également du tableau 1 

Réponse : Les quatre plates formes structurales correspondent aux couche de terrain les plus résistantes à l'érosion (calcaires, meulières).

Au cours du Quaternaire, les différentes formations géologiques tertiaires se sont empilées les unes au dessus des autres depuis le calcaire grossier la plus ancienne jusqu'au calcaire de Beauce (meulière de Montmorency) la plus récente.

Dès leur émersion (surrection tectonique, basculement NE-SW et plissement (Meudon et Seine), elles sont  progressivement érodées par les cours d'eau; en particulier au cours du Quaternaire par la Seine et la Marne et leurs affluents.

Les couches les plus résistantes (calcaires, meulières) résistent mieux à l'érosion et forment des plates formes. Sur le flanc des plis subsistent quelques buttes témoins (Montmartre, Romainville....) témoignant du dépôt des terrains avant érosion.

La plate-forme de Beauce la plus récente et la plus élevée subsiste au Sud  à l'altitude de 165 NGF (Meudon et Beauce) et ce, malgré la présence de l'anticlinal de Meudon,.

La plate-forme de Brie est présente à l'Est et à Romainville à l'altitude 100 NGF , la plate-forme du calcaire de Saint Ouen est présente au Nord (Roissy) celle du calcaire grossier à Paris au voisinage de la Seine à l'altitude 26 NGF. La craie apparaît au niveau de la Seine et de l'anticlinal de Meudon où l'érosion a été la plus forte. 

 

1-3   - A quoi correspondent  les plis de Meudon et de Saint Denis (schéma  légendé obligatoire)?

Réponse : le pli de Meudon est un anticlinal en dôme qui fait remonter les terrains (craie de Meudon) et le pli de la Seine est un synclinal en cuvette responsable de l'enfoncement des couches de terrain.

 

 Diapositive18

 

 

Question 2 : Réalisation d’un log de sondage Montmartre-Buttes-Chaumont (8 points)

2-1 -  A partir des données de forages présentées dans le tableau 2 (p7) extrait de la notice géologique de Paris au 1/25000°, vous dessinerez sur l’annexe 1 un log de forage complet en réunissant sur un même log les sondages 3-C-570 (Montmartre) et 3-D-100 (Place Armand Carrel -Buttes-Chaumont).

2-1-1 -  Calculez l’échelle des hauteurs (cote NGF) de l’annexe 1 

Réponse : échelle 1/1000° 

2-1-2 -  Pour dessiner le log de sondage, suivez les instructions ci- dessous :

Vous utiliserez le premier sondage 3-C-57 jusqu’au toit du calcaire de Saint Ouen (SO, cote +45) puis le second sondage 3-D-100 à partir du toit du calcaire de Saint Ouen (SO, cote +39).

Pour simplifier le log on réunira en une même couche : les 2 couches  e7c, les 5 couches  e7b, les 2 couches  e7a et les 3 couches  e3-4 ; on distinguera en deux couches e6b2 et e6b1.

Les différences des cotes au toit du calcaire de Saint Ouen (SO) +45 et +39 seront positionnées sur le log par un niveau non référencé noté par une étoile *. On privilégiera les cotes au toit par rapport aux épaisseurs lorsqu’elles  sont indiquées  sur le sondage (ex. SO).

Les couches seront nommées  successivement sur le log : g2b, g2a, g1b, g1a, e7c, e7b, e7a, e6b2, e6b1, e6a,  e5c, e5a-b,  e3-4, e1, c6. Pour chacune vous positionnerez à côté du log à gauche la cote NGF du toit et à droite l’épaisseur  e  de la couche en mètre. 

Il était important de relier le toit du calcaire grossier entre les différents logs pour faire apparaître le pendage des terrains du SW vers le NE

LOG0001 compo web 

2-2 -  A partir du sondage, vous donnerez la cote NGF du toit des trois plates-formes visibles : CG calcaire grossier, SO calcaire de Saint Ouen, TB calcaire et travertin de Brie. Pour évaluer le toit du calcaire grossier vous lui attribuerez une épaisseur moyenne de 20 m.

Réponses

Cote NGF au toit du Calcaire Grossier CG : -10m

Cote au toit du calcaire de Saint Ouen SO :  +30m

Cote au toit du calcaire de Brie TB : +103,7m

2-3 - Vous indiquerez ensuite le matériau  géologique susceptible d’avoir été exploité  au niveau des Buttes-Chaumont et de la butte Montmartre en précisant la méthode d’exploitation et l’utilisation du matériau (schémas obligatoires)

Seul le gypse (gypse de Montmartre) a été exploité sur ces buttes témoins, les autres formations géologiques étant situées trop profondément à cause du synclinal de la Seine.

Le gypse a été exploité par la méthode dite du "Pilier Tourné" (cf. Poly Applications) 

Le gypse est utilisé pour la fabrication du plâtre et comme retardateur de prise dans la fabrication de certains ciments.

 

2-4 Vous donnerez les caractéristiques de ce matériau (composition chimique, mode de formation, divers problèmes présentés par ce matériau en BTP).

 

Le gypse est une roche sédimentaire sulfatées (SO4Ca,2H2O) qui s'est formée par évaporation dans une lagune sursalée......

 

2-5 - Vous rappellerez les caractéristiques des fondations de la Basilique Montmartre (type, profondeur, terrain d’appui). Expliquez ce choix (schéma).

Les fondations de la basilique Montmartre reposent sur la Haute Masse de gypse non exploitée à une quarantaine de mètres de profondeur. Ce sont des puits maçonnés réalisés en 1872. 

 Montmartre Basilique    

2-6 -Les accidents et instabilités sont nombreux au-dessus des anciennes carrières de gypse ; expliquez pourquoi ? Faire un schéma à deux stades d’évolution d’un accident arrivant sous un bâtiment en faisant figurer toutes  les formations géologiques situées au-dessus de la Haute Masse de gypse exploitée (G1 sur le log) d’une épaisseur de 16,2m.

Réponse : les terrains situés au-dessus de la Haute Masse de gypse correspondent aux marnes supragypseuses très épaisses surmontées par le calcaire de Brie et les sables de Fontainebleau.

19

 

 

QUESTION 3 : Colline Sainte Geneviève-Place du Panthéon (4 points)

Atlas Panthéon N&B hor 

Schéma 2 : Extrait de l’Atlas de l’Inspection Générale des Carrrières au 1/5000° du V° Arr. de Paris.

Sur cet Atlas sont représentées les courbes de niveaux avec une équidistance d’un mètre et les formations géologiques à l’affleurement ainsi qu’un grand nombre de sondages par des lettres symboliques et des cotes NGF.

Légende : R : remblais ; Aa : alluvions anciennes ;  SO : calcaire de Saint Ouen ; SB : sables de Beauchamp ; M et C : Marnes et Caillasses, CGs : Calcaire Grossier supérieur ;

Aa/SO ou SB : alluvions anciennes sur SO ou SB

 

3-1-  Vous établirez le log du sondage encadré sur la feuille annexe 1 en utilisant les lettres symboles comme R, Aa, SB…..

Légende du sondage utilisé : R 57,70 ; Aa 52,70 ; SB 51,20 ; M et C 45,10 ; CGs 29,80

 Diapositive33

3-2 -  Vous comparerez ce deuxième log de sondage très partiel au précédent et relierez les cotes au toit du calcaire grossier.  Les cotes obtenues sont très différentes. Expliquez pourquoi ? Réponse :  29,80 à -10 soit 39,80m .

La colline Sainte Geneviève est située plus près de l'axe de l'anticlinal de Meudon et Montmartre plus près du synclinal de Saint Denis; les terrains présentent donc un pendage vers le NNE .

 

coupe géol simplifiée 2012 Web

 

3-3  Expliquez la présence des alluvions anciennes de la Seine à cette altitude et la faible épaisseur des M et C.

Les alluvions anciennes de la Seine  au niveau de la colline Sainte Geneviève témoignent de l'enfoncement progressif de la Seine au cours du Quaternaire depuis le sommet de la plate-forme de Beauce  dans les différents terrains tertiaires jusqu'au calcaire grossier (Ile de la Cité) .

La faible épaisseur des Marnes et Caillasses résultent de l'érosion d'une grande partie de celles-ci. 

3 -4- Connaissant la distance entre le Panthéon et la place Armand-Carrel-Buttes-Chaumont (calculée à partir du schéma 1),  évaluez la pente en % du calcaire grossier et calculez son pendage en degré en précisant la direction du pendage.

Réponse : distance entre Panthéon et Buttes-Chaumont : 2.1 cm sur le document soit à l'échelle 2,1 x 312500 = 6km562

La différence de cote du CG est 39,80 entre les deux points d'où la pente de 0,60%

et en degré un pendage de 0,35° vers le N-NE (schéma indispensable)

Attention la distance Panthéon-Place Armand Carrel a été rectifiée dans l'Application 1 (2013) et le pendage est d'environ 0,5° vers le NNE

d = 4256m ;  h=39,80

pente de 0,9% et pendage en degré de 0,53° vers le NNE

QUESTION 4 : Le Trocadéro (6 points)

Diapositive1 

Schéma 3 : Extrait de l’Atlas de l’Inspection Générale des Carrrières au 1/5000° du XVI° Arrondissement de Paris, secteur Jardins du Trocadéro.  

R : Remblais ; Am : Alluvions modernes de la Seine ;  SB : Sables de Beauchamp ;  M et C : Marnes et Caillasses ; CG : Calcaire Grossier ; SS+FG+SA : Sables d’Auteuil  (SA) ; AP : Argile Plastique ; MM : Marnes de Meudon ; C : Craie de Meudon (non visible).

Sondage : R 59,40 ; Met C 57,40 ; CG 49 ,90 ; SA (SS+FG+SA)34,40 ; AP 30,80 ; MM 5,55

4-1 -  Vous effectuerez le log du sondage encadré sur la feuille annexe en utilisant les lettres symboles comme CG et  en précisant les cotes NGF et les épaisseurs des niveaux.  Vous rassemblerez les couches SS+FG+SA en une seule couche nommée SA (Sables d’Auteuil).

4-2 -  Vous comparerez les résultats obtenus avec ceux du sondage précédent, en particulier la cote au toit du calcaire grossier. Expliquez cette différence.

 coupe géol simplifiée 2012 Web

Réponse : le Trocadéro est plus proche de l'anticlinal de Meudon 

 

4-3 -  Expliquez l’origine des Jardins  en amphithéâtre du Trocadéro (schéma). Anciennes carrières de calcaire grossier à ciel ouvert en gradins prolongées par des carrières souterraines (Aquarium) sous la colline du Trocadéro.  

4- 4 - L’aquarium souterrain du Trocadéro a été installé dans d’anciennes carrières  souterraines. Expliquez la méthode d’exploitation utilisée en carrière souterraine pour ce matériau dans Paris et à Cachan (schéma obligatoire) cf Poly Application :

Réponse : méthode des hagues et bourrages avec piliers à bras.

20

4-5 -  Les carrières de calcaire grossier sont très abondantes dans Paris Rive Gauche et jusqu’à Cachan. Expliquez les différentes méthodes de confortation et de traitement utilisées dans ces carrières souterraines pour permettre la construction de bâtiments légers et lourds. On prendra l’exemple des bâtiments du campus de Cachan avec une profondeur des vides d’exploitation du CGs à 20m de profondeur et des vides d’une hauteur de 2m (schémas obligatoires pour illustrer ces différents modes).

Réponse : piliers de maçonnerie (Nexity, Recherche, Laplace), injection de coulis après ceinturage des galeries (Recherche, Vauban), pieux reposant en dessous du plancher des carrières (Vauban).  (Schémas).

4-6 -  La Seine coule à l’altitude de 26m, sa profondeur est de 4m et les alluvions ont une épaisseur de 5m. Quel type de terrain trouvera-t-on  sous les alluvions Am ?

Réponse AP (Argiles Plastiques)

4-7 -  Donnez les propriétés de ce matériau géologique, son mode de formation, ses problèmes en BTP et ses différentes utilisations.

cf. poly de cours 

4-8 - Ce terrain affleure dans une grande partie du XV° arrondissement où il a été autrefois exploité. Lors des constructions des tours du quartier Beaugrenelle, il a posé problème pour les fondations.  En conséquence,  quel terrain a-t-il été choisi pour les fondations profondes de ces tours?

La craie située sous les AP et Marnes de Meudon. 

4-9 Vous rappellerez les caractéristiques des fondations de la Tour Montparnasse (schéma).

Réponse : pieux à 70m de profondeur à travers ligne de métro et carrières de calcaire grossier  dans la craie.

14

La Tour Montparnasse est un exemple remarquable d'utilisation de fondations profondes par pieux (piliers) de 70 m de profondeur dans la craie après avoir traversé depuis la surface les sables de Beauchamp, les marnes et caillasses et le calcaire grossier exploité en galeries souterraines par la méthode des hagues et bourrages et enfin les argiles plastiques. Les pieux ont été réalisés de part et d'autre de la ligne de métro (ligne 12) sans en interrompre le traffic, une prouesse....!.  

Diapositive4

Tableau 1 : échelle stratigraphique de la région parisienne avec l'emplacement des différentes plates-formes structurales (extrait notice géologique feuille Paris au 1/25000° BRGM)

 

        Tableau 2 des différents sondages extrait de la notice géologique de Paris au 1/25000°. Pour la correspondance des symboles avec les formations géologiques vous pouvez également vous aider du tableau 1.

cf. poly application.

 

 

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Le site géologique de Paris

1 Novembre 2013 , Rédigé par Almandin

Le site géologique de Paris

Paris est situé dans la partie centrale du Bassin Parisien.

Les formations géologiques s'échelonnent depuis le Crétacé (craie, 65 millions d'années) jusqu'au Tertiaire avec une succession de terrains subhorizontaux empilés sur environ 250m d'épaisseur.

Carte géol simplifiée 2012 web

Carte géologique de Paris sans les remblais et alluvions réalisée par G. Mesnier à partir de la carte géologique de Paris au 1/25000° du BRGM. 

On remarque la localisation de la craie en vert (c6), des argiles plastiques en violet (e3-4), du calcaire grossier en beige (e5), du calcaire de Saint Ouen en bleu et des Masses et Marnes du gypse en jaune (e7).  La zone rayurée indique la zone des alluvions de la Seine et de la Marne.

 

On distingue sur cette carte l'emplacement de l'axe du pli anticlinal de Meudon au sud et  au nord de l'axe du synclinal de Saint-Denis. 

Ces terrains sédimentaires sont de nature variée (calcaires, marnes, argiles, sables, gypse, meulière) corespondant à différents étages géologiques définis en région parisienne (Sparnacien, Lutétien, Ludien, Stampien).

La dernière formation géologique qui a recouvert le bassin de Paris est représentée par le calcaire de Beauce déposé dans un vaste lac en climat chaud. Le dernier dépôt marin correspond aux Sables de Fontainebleau.

Dans l'empilement des couches géologiques, ils existent des couches dures (calcaires, meulières) plus résistantes à l'érosion et qui vont donner naissance à des surfaces planes appelées plate-formes, on distingue de bas en haut : plate-forme du calcaire grossier (Valois, Soissonnais), plate-forme du calcaire de Saint Ouen (Parisis), plate-forme du calcaire et de la meulière de Brie, plate-forme du calcaire et de la meulière de Beauce.

Plate forme structurale ancien web

Extrait Guides Géologiques Régionaux Paris et Région Parisienne (Masson ed.)

Les plates-formes vont du haut vers le bas (de la  plus récente à la plus ancienne) : Beauce (calcaire et meulière), Brie (calcaire et meulière), Parisis (calcaire de Saint Ouen), Valois et Soissonnais (calcaire grossier).

  Diapositive4.JPG

 

Tableau stratigraphique de Paris indiquant la succession des dépôts et l'emplacement des différentes plates-formes structurales (plf). La colonne "notations" se réfèrent aux signes conventionnels utilisés par les cartes géologiques au 1/50000° du BRGM et accessibles sur le site Infoterre.

Le bassin de Paris au cours du Miocène a subi une élévation d'environ 100m avec un léger basculement du NE vers le SW. L'érosion des rivières a donc dégagé des plates-formes structurales légèrement inclinées et en marche d'escalier depuis le NE vers le SW. Il subsiste sur les plates-formes des collines résiduelles appelées "butte-témoin" parcequ'elles témoignent des terrains qui existaient avant l'érosion des rivières.

La butte témoin de Villers-Cotteret à 70km au Nord de Paris montre à son sommet un vestige de la plate-forme de Beauce située à 270m d'altitude, soit 100m plus haut que la plate-forme de Beauce à Meudon.

A Paris la colline de Belleville (128m) et la butte Montmartre (127m) sont des buttes témoins de la plate-forme de Beauce. La montagne Sainte Geneviève et la place de l'Etoile sont des témoins de la plate-forme du calcaire de St Ouen.

coupe géol simplifiée 2012 web

Sur cette coupe SSO-NNE dont l’échelle des hauteurs a été multipliée par 30, on observe le pendage des couches de terrain depuis l’anticlinal de Meudon (pli en bombement) jusqu’à la butte témoin de Montmartre situé non loin du cœur du synclinal (pli en cuvette) de Saint-Denis. Ces plis anticlinaux et synclinaux d'axe orienté N120° (anticlinal de Meudon, synclinal de la Saint-Denis) entraînent des variations importantes de l'altitude des terrains. Le pendage des couches de terrain demeure faible et toujours inférieur au degré.

 

 

La diversité des matériaux géologiques en région parisienne a favorisé le développement de Paris et entraîné aux différentes époques l’existence de multiples exploitations

Matériaux du sous- sol et leur utilisation :

 

◊ alluvions (sables, graviers, cailloux) : granulats pour béton

 

◊ meulière de Beauce : pierre à bâtir, meules

 

◊ sables de Fontainebleau : verrerie, mortier d’injection

 

◊ gypse : plâtre, ciment

 

◊ calcaire grossier : pierre à bâtir

 

◊ argile plastique : briques, tuiles, poteries 

 

 

◊ craie : ciment, blanc de Meudon, amendement.

 

Il s'ensuit l'existence d'anciennes carrières à ciel ouvert et pour les matériaux les plus recherchés (calcaire grossier, gypse, craie) de nombreuses carrières souterraines localisées à Paris et en banlieue.

Par exemple le calcaire grossier anciennement exploité à Paris Rive Gauche (5°,6°,13°, 14°) a continué à l'être en continu jusqu'à Cachan. Il a été aussi exploité sur la rive droite dans le 16° (Jardins du Trocadéro)

Le gypse a été exploité sur la butte Montmartre et la butte de Romainville. Le Parc des Buttes-Chaumont a été aménagé sur d"anciennes carrières souterraines de gypse. Le gypse est toujours activement exploité au niveau des buttes témoins situées autour de Paris (Cormeilles, Montmorency, Vaujours).

Les argiles plastiques de Vaugirard ont été exploitées dans le 15° (Parc André Citroen) mais les carrières ne sont plus visibles.

La craie a été exploitée en carrières souterraines sur la rive concave du méandre de la Seine au niveau d'Issy-les-Moulineaux-Meudon-Clamart.

 

 

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Les carrières souterraines en région parisienne

18 Décembre 2012 , Rédigé par Almandin Publié dans #ESTP Enseignement

La région parisienne et Paris en particulier, à cause d'une géologie sédimentaire intéressante et variée, a été le siège au cours de son histoire de nombreuses exploitation de matériaux d'abord à ciel ouvert et ensuite en carrières souterraines.

 

Trois niveaux géologiques ont été exploités en carrières souterraines en région parisienne : la craie, le calcaire grossier et le gypse.

 

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 Coupe géologique schématique de la colline de Meudon à gauche et de la Butte Montmartre à droite permettant de localiser les trois niveaux d'exploitation en carrières souterraines. Attention seul le gypse a été exploité sur la butte Montmartre tandis que le calcaire grossier a été exploité surtout à Paris Rive Gauche et la craie à Issy-les-Moulineaux-Meudon où son niveau remonte à cause de l'anticlinal de Meudon.

 

Deux méthodes d'esploitation ont été utilisées :

 

1)  La méthode dite du "Pilier Tourné" (craie, gypse et parfois calcaire grossier)

 

Dans cette méthode on laisse une partie du matériau en place sous forme de pilier pour assurer la sécurité des galeries souterraine.

 Dans le cas où le matériau possède une épaisseur importante (gypse, craie), on descend par tranche depuis la partie supérieure jusqu'à la partie inférieure en amenuisant progrssivement le pilier vers sa base en tournant autour (pilier tourné). La base et la répartition  des piliers sont calculées pour résister à la charge des terrains sus-jacents à l'exploitation souterraine.

 

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En moyenne, cette méthode laisse entre 40 et 60% de matériau en place pour assurer la sécurité de la galerie.

Aujourd'hui, avec la pénurie du gypse, d'anciennes carrières souterraines sont exploitées à ciel ouvert pour récupérer le gypse laissé en place (piliers tournés).


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Extrait de la carte des carrières de l'IGC pour les carrières de craie de Meudon-Issy-les-Moulineaux 

 

 

2) La méthode dite des "hagues et bourrages" (calcaire grossier uniquement)

Dans cette méthode on récupère intégralement un ou plusieurs  bancs de calcaire de bonne qualité pour le débiter en moellons de construction.Pour maintenir la sécurité de la galerie, les carriers mettent en place des piliers à bras (superposition de gros blocs calcaires en pierre sèche.

Les bancs exploités n'excèdent pas plus de 1m d'épaisseur, cependant les galeries d'exploitation mesurent en général 1m60 à 2m pour faciliter la circulation des blocs et le travail des carriers, donc une partie des terrains déblayés de mauvaise qualité (en général de nature marneuse et appelé bourrage) est utilisée pour remblayer les galeries souterraines au fur et à mesure de l'avancement de l'exploitation. On conserve uniquement les galeries nécessaires à l'exploitation.20

    Exploitation du calcaire grossier en région parisienne par la méthode des hagues et bourrages

                              

                                Carte de l'IGC pour le campus de CachanDiapositive87-copie-1

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A Paris, le calcaire grossier a été exploité intensivement sur la rive gauche (5°,6°,13°, 14°) et sur la rive droite dans le quartier du Trocadéro.

 

Au dessus des carrières, les constructions nécessitent des mesures de traitement particulières du sous-sol  et des vides de carrières. Trois méthodes sont utilisées principalement selon le type de construction et de la charge qu'elle représente.

 

Dans les galeries : pilier en maçonnerie appuyés sur des dalles calcaires de bonne qualité

On peut aussi combler les galeries avec des sablons (sable de Fontainebleau) mais il subsiste des vides résiduels.

La méthode la plus sûre mais aussi la plus coûteuse est celle des fondations profondes allant s'appuyer en dessous des vides sur un niveau résistant. En général celle-ci se fait après une injection préalable des vides.

 

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 Exemple de traitement du sous-sol et des vides pour des carrières de craie par comblement, injection et pieux.

 

Support-carriere068.jpg  Pour le bâtiment Nexity des piliers maçonnés ont été réalisés dans les carrières; pour le bâtiment Vauban on a procédé à une campagne d'injection après avoir ceinturé le périmètre des galeries et réalisés ensuite des pieux traversant l'injection et reposant en dessous du sol des carrières.

 

La Tour Montparnasse est un exemple remarquable d'utilisation de fondations profondes par pieux (piliers) de 70 m de profondeur dans la craie après avoir traversé le niveau de calcaire grossier exploité en galerie et les argiles plastiques et sans interrompre le traffic d'une ligne de métro (ligne 12) durant les travaux.

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Documents photographiques, topographiques et géologiques en ligne sur le web

25 Mars 2007 , Rédigé par Cabanis Bruno Publié dans #ESTP Enseignement

Rappel

Les cartes topographiques et les photos aériennes de la France sont réalisées par l'IGN (cf. site web IGN)

 

Depuis la mise en place de Google Earth , véritable révolution dans la mise à disposition des données photos satellites et photos aériennes du monde entier à destination du public, de nouveaux sites concernant la connaissance du territoire français (photos aériennes, cartes topographiques, cartes géologiques, banque de données du sous-sol) sont ouverts au public et accessibles en ligne.

Le site de l'IGN tout d'abord    

 
 http://www.geoportail.fr/

Il permet d'accéder pour la France aux cartes topographiques aux différentes échelles et aux photos aériennes correspondant aux deux missions les plus récentes.

 

 

9-copie-1

 

Géoportail permet aujourd'hui pour le territoire français d'accéder aux photos aériennes récentes de l'IGN en 2D et 3D (missions 2001 à 2003 et missions 2004 à 2006  superposables) et de les superposer aux cartes topographiques aux différentes échelles.

 La superposition des cartes et photos aériennes est possible ainsi que la couverture géologique.

 

 

 

Exemple d'un cône de déjection dans la vallée des Lanches en Vanoise sur deux photos successives de 2002 et de 2006. Entre ces deux dates, on remarque une érosion accentuée des thalwegs, en particulier à la suite des laves torrentielles de l'été 2003 (orage après canicule et sécheresse)

Culaz geoportail 2002 et 2006

 

 Depuis 2010, les photos aériennes de l'IGN pour la plupart des régions de France ont été achetées par Google (dernière mission photo de 2004 à 2006 et non pas 2010 date de l'achat)

 

Exemple en Vanoise : vallée des Lanches entre les stations des Arcs et de La Plagne respectivement sur Géoportail et sur Google Earth 

Lanches Geoportail

Lanches Google 

       

Cartes géologiques 

Les cartes géologiques sont réalisées par le BRGM (cf. site web BRGM). Une carte géologique avec notice coûte 35 euros.

Aujourd'hui, il est  facile d'accéder aux cartes géologiques de la France au 1/50000°  en ligne.

 

Depuis 2007, le BRGM met en ligne un site permettant l'accès direct et gratuit aux cartes topographiques et géologiques et à la plupart des données du sous-sol :  site InfoTerre 

 

http://infoterre.brgm.fr/ 

 

 


Les cartes géologiques au 1/50000° sont accessibles à différentes échelles dont le 1/25000° et la notice géologique correspondante peut être téléchargée en fichier Adobe Acrobat.
Depuis 2008 une légende géologique apparaît en même temps que la carte géologique en menu déroulant malheureusement sans les symboles et avec des couleurs approximatives, donc d'un usage délicat pour le non spécialiste!


Diapositive14.JPG  

Extrait géologique de la butte-témoin de Cormeilles-en-Parisis (feuille géologique au 1/50000° de l'Isle-Adam) 

Les cartes géologiques sont également accessibles avec Google Earth. Pour accéder aux cartes géologiques, il faut préalablement avoir chargé Google Earth.

Ensuite sur le site du BRGM vous devez dans l'ordre cliquer sur:

1) Données numériques

2) Cartes géologiques

3) Image raster de la carte géologique au 1/50000°

4) choisir Google Earth et non InfoTerre

La carte géologique correspondante à la photo aérienne peut se faire à toutes les échelles avec une résolution variable....

 

Photo aérienne GOOGLE EARTH de la région de Lagny-Meaux et carte géologique correspondante sans légende accessible

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Carte géologique de Meaux au 1/50000° obtenue depuis le site Infoterre et téléchargement de la Notice

Diapositive39.JPG

 Carte géologique de Meaux au 1/50000° scannée (BRGM)

 

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Autres données du site INFOTERRE

 

Avec le site Infoterre, on peur accéder à la banque de données du sous-sol et aux sondages référencés au BRGM.

On prendra l'exemple de la commune de Cachan située à la limite de deux feuilles au 1/50000° de Paris et Corbeil-Essonnes au sud (zone de discontinuité dans les couleurs)

Diapositive40.JPG

Diapositive41.JPG

Différents extraits de la carte géologique de Cachan depuis le site Infoterre. Les notices géologiques de Paris ou de Corbeil peuvent être téléchargées.

Diapositive2.JPG

Ensuite on peut visualiser l'emplacement des sondages référencés et en choisir un pour obtenir les informations complètes et même le log dans certains cas (exemple d'un sondage réalisé sur le campus de Cachan)

Diapositive45.JPG

sondage-Cachan.jpg

Enfin on peut ouvrir la banque de données "Mouvement de terrain" pour les différents risques liés au sol et au sous-sol.

Exemple d'effondrements localisés au dessus d'anciennes carrières

Diapositive48.JPG

Exemple du "gonflement retrait" des argiles sur la commune de Cachan, la zone rouge est fortement exposée.

Diapositive47.JPG

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