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Eau et infrastructures souterrainesM.FORT Tristan
SommaireI) Type d’infrastructures souterrainesII) Difficultés de mises en œuvreIII) Impact sur la nappe et les écoulementsIV) Conséquence sur le patrimoine bâtiV) Solutions
Présentation Solscope 2013
I) Type d’infrastructures souterrainesInfrastructures souterraines non-inondables
Parois étanches Technique de cuvelage Association d’autres méthodes : drainage, pompage
Présentation Solscope 2013
Infrastructures souterraines inondables Parkings : barbacanes, cunettes et évacuations
Drainage accentué
II) Difficultés de mises en oeuvreProtection étanchePompage, assèchement
Présentation Solscope 2013
III) Impact sur la nappe et les écoulementsStructures étanchesStructures drainantes, rejetsModification des paramètres de la nappeModification des conditions d’écoulement de
la nappe
Présentation Solscope 2013
Structures étanche Barrière hydraulique importante ou barrage
complet Incidence dépendant de la hauteur d’interception Décalages des isopièzes
Présentation Solscope 2013
Structures drainantes, rejetsCas des parkings souterrains lyonnais (Sanglerat.G et
Montgereau.N, Pathologie des parkings enterrés sous la nappe à Lyon, 2002, paru dans la revue Française de Géotechnique) Radier drainant
Volume important des eaux d’exhaure (phase travaux, phase définitive), frais de fonctionnement important
Suralimentation de la nappe par les eaux artésiennes : pompage important des eaux d’exhaure, réinjections en nappe
Présentation Solscope 2013
Parking de la Cité Judiciaire Radier drainant : erreur sur la perméabilité, mauvais
dimensionnements des puits Pompage important : +350 m3/h
Structures drainantes, rejetsParking Part-Dieu et parking Cité Judiciaire
+ de 11 000 000 m3/an : réservoir molassique : eau de caractéristiques
équivalentes aux eaux de Volvic, ancienne de 2800 à 4500 ans (C14)
Rejet dans les eaux de surface : caractéristiques chimiques différentes (éléments bactériologiques et chimiques), remontée de la nappe de surface, envahissement des sous-sol voisins
Présentation Solscope 2013
Nécessité en cas de drainage de trouver une réutilisation des eauxArrosage, nettoyagePompes à chaleur : problème d’élévation des
températures
Modifications des paramètres de la nappeRemontée de la nappe à l’amont des
structures, baisse piézométrique à l’aval
Présentation Solscope 2013
Perturbation des zones d’alimentation et de décharge
Mélange d’eaux de provenances et de caractéristiques différentes
Perturbation du régime d’écoulement
Entrainements de fines dans le cas de pompages
IV) Conséquence sur le patrimoine bâtiRemontée de la nappe Déstabilisation du sous-solPoussée d’Archimède
Présentation Solscope 2013
Remontées de nappesNiveau de référence « ancien » pré-industriel
(ex : carte Delesse sur la région parisienne) => nouvel état d’équilibre à définir
Dépréciation de la nappe à l’échelle régionale
Construction en basses eaux, mauvaises appréciations des remontées de nappes (conditions trompeuses)
Phase de désindustrialisation : grands travaux à Paris (Halles, RER, etc…)
Présentation Solscope 2013
Présentation Solscope 2013
Remontées de nappesVenues d’eau, défaut des dispositifs de
protection, désordres structurelsSols argileux gonflantsInjections d’eau parasites (réseaux) : inondations,
surcoûts, dimensionnements
Cas particuliersInfiltrations et réinjections : nappe suralimenté,
débordementsCréation de retenues d’eau : remontée locale,
surpression de la nappe, débits verticauxExploitation du sous-sol : remontée par abrasion de
couches imperméables
Présentation Solscope 2013
Déstabilisation du sous-solAction chimique de l’eau sur les bétons :
corrosion, phase oxygénéePréjudices aux fondationsBaisse des niveaux => tassements des solsHausse des niveaux :
Réduction de la capacité portante des fondationsSous-pression et soulèvements (notamment en
phase travaux)Cas particulier
Liquéfaction des solsBords de littoral : modification de la géométrie du
biseau saléPrésentation Solscope 2013
Poussée d’ArchimèdeProblèmes importants lors des phases
travauxFissuration nuisibles à la soliditéProblèmes de cohésion et de stabilité
Solutions:Lestage : alourdir le bâtiment, la structure =>
cas de sous-pression faibleAncrage : solidariser le complexe sol-structure
Présentation Solscope 2013
V) SolutionsModélisationPrévention : Grand Camp à Lyon
Présentation Solscope 2013
ModélisationNécessité d’appréhender les caractéristiques des
nappes : géométrie, conditions aux limites, caractéristiques physiques, historiques piézométrique
Présentation Solscope 2013
Utilisation de logiciel de modélisation : Visual ModFlow, Feflow, modélisation 3D des écoulements
Prévision déterministe et quantitative des impacts des aménagements urbains :
Incidence des infrastructures souterraines Equipements nécessaires pour réguler et limiter les effets Simuler les écoulements futurs de la nappe Eviter les surcouts
Prise de conscience du cout de l’étude par rapport au coût futurs des conséquences négatives d’une action
PréventionActions actives ou passives
Surcoûts importants
Prévoir l’évolution de la surface piézométrique
Gestion des nappes : affaires collectives
Cas pratique : Grand Camp à Lyon
Présentation Solscope 2013
RéférencesBRGM, Remontées des nappes d’eau
souterraine – Causes et effets, 1983BRGM, La remontée des nappes d’eau
souterraine en site urbain, Décembre 1993Fouché.O, Impact des eaux souterraines sur
le patrimoine bâti, 2009Monition.L, Effets de l’urbanisation sur les
eaux souterrainesSanglerat.G et Montgereau.N, Pathologie des
parkings enterrés sous la nappe à Lyon, 2002Présentation Solscope 2013