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GEOLOGIE APPLIQUEE AU GENIE CIVIL

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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