ETUDE D’IMPACT
HYDROGEOLOGIE
rechargement constant induit par l’horizon drainant et donc une charge hydraulique constante en tête de l’aquifère.
hydrodynamiques propres (perméabilités horizontales et verticales notamment). Généralement, le système est schématisé sous la forme d’une coupe verticale passant par l’ouvrage considéré.
A l’inverse, lorsque l’aquifère n’est pas alimenté par un ou des horizons drainants, la principale hypothèse de cette méthode de calcul, n’est pas vérifiée et son utilisation tend à maximiser les débits d’exhaure.
Le logiciel permet de représenter également la géométrie et les caractéristiques des parois moulées, des jupes injectées ou des bouchons injectés de manière précise. Un potentiel imposé (c’est-à-dire un niveau de nappe constant) en périmètre du domaine de calcul permet de représenter le niveau de la nappe concerné par le pompage d’épuisement. Un niveau de nappe à atteindre sous le fond de fouille est fixé au niveau de l’ouvrage de sorte à ce que le logiciel puisse évaluer quel débit d’eau souterraine est nécessaire pour assurer la mise hors d’eau des travaux.
Pour une enceinte rectangulaire, le débit d’exhaure en fond de fouille est donné par la formule suivante :
e. Principaux paramètres retenus pour les calculs et résultats
Avec : -
k : la perméabilité de la couche d’ancrage des parois moulée, en m/s ;
-
ΔH : la différence de charge entre l’extérieur de l’enceinte et le fond de fouille, en m ;
-
L : la longueur de l’excavation, en m ;
-
B : la largeur de l’excavation, en m ;
-
∅1 et ∅2: des fonctions de charge données par l’abaque de Davidenkoff.
Cette méthode permet l’évaluation des débits d’épuisement résiduels lorsqu’une paroi moulée est réalisée. Elle permet de calculer un débit en renseignant la distance (entres autres) de la paroi moulée et l’horizon imperméable le plus proche.
Sur le secteur du plateau d’Issy à Cachan, il existe deux nappes : celle du Lutétien portée par les Argiles Plastiques et celle du Montien. Pour toutes les gares de ce secteur (Fort d’Issy – Vanves – Clamart, Champigny Centre, Bagneux et Arcueil Cachan) les enceintes des parois moulées sont ancrées dans les Argiles Plastiques (voire les Marnes de Meudon), formations très peu perméables. De plus il n’y a pas de nappe au niveau du fond de fouille des gares du secteur, hormis au droit de la gare Arcueil Cachan. Par conséquent, les débits calculés en fond de fouille sont très faibles.
Dans le cas où la profondeur de pénétration de la fiche hydraulique dans l’aquifère est faible en comparaison à l’épaisseur de l’aquifère, les écoulements seront davantage laminaires et la formule de Dupuit est la plus adaptée.
Sur le secteur du plateau de Villejuif, plusieurs nappes sont distinguées : celle du Calcaire de Brie, des Sables de Fontainebleau et celle des Marnes supra-gypseuses. Les gares de ce secteur (Villejuif IGR et Villejuif Louis Aragon), ont leurs enceintes ancrées dans les Masses et Marnes du Gypse, formation peu perméable. La perméabilité retenue pour cette formation au droit des gares est de 1.10-7 m/s. Il en résulte des débits de pompage du fond de fouille très faibles.
La formule de Dupuit permet de lier le débit de pompage au rayon d’action en fonction de la perméabilité. En faisant les hypothèses suivantes, la formule de Dupuit est applicable et permet d’estimer les débits d’exhaure en assimilant l’excavation à un puits équivalent :
Pour les deux secteurs suivants, la plaine de Vitry et le plateau de Champigny, le contexte hydrogéologique a conduit à la mise en œuvre d’injection de sol pour la plupart des gares de sorte à réduire autant que possible le débit d’épuisement.
c. Débits d’exhaure en fond de fouille sans radier injecté : méthode de Dupuit
Milieu homogène, isotrope et indéformable ;
Écoulement horizontal ;
Vitesse d’écoulement identique en tout point d’une même verticale.
Cependant, la formule de Dupuit est en théorie valable pour un puits crépiné sur toute la hauteur de l’aquifère, ce qui n’est pas le cas du « puits équivalent » formé par les ouvrages du projet. Les débits de pompage obtenus par cette méthode seront donc surestimés, notamment si la profondeur de pénétration de l’ouvrage dans l’aquifère est faible, soit inférieure à 50 %. d. Calculs numériques locaux Pour les cas de figure complexes ne pouvant être évalués analytiquement avec une précision satisfaisante, les Maîtres d’Œuvre ont réalisés des calculs numériques locaux. Ces calculs numériques consistent à représenter sur un logiciel, de manière schématique mais exhaustive, l’ensemble des couches géologiques concernées en leur attribuant des paramètres
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Dans le secteur de la Boutonnière de Boulogne, la nappe des alluvions et celle de la Craie sont en communication. Ce secteur qui comprend deux gares (Pont de Sèvres et Issy RER) est caractérisé par la succession des formations géologiques suivante : remblais, Alluvions et Craie. Le complexe Alluvions et Craie a été considéré comme très perméable (3.10-3 m/s). Un horizon intermédiaire de Craie altéré de perméabilité 3,5.10-4 m/s a également été considéré. Ainsi, afin de limiter les débits de pompage en fond de fouille, ces derniers ont été calculés en considérant une fiche hydraulique des parois de 20 m pour la gare Pont-de-Sèvres et de 16 m pour la gare Issy RER. Ces parois seront donc ancrées dans la Craie saine, formation pour laquelle la perméabilité retenue est 5.10-6 m/s.
Réseau de Transport Public du Grand Paris / Ligne 15 Sud (rouge)
Les gares du secteur de la plaine de Vitry, pouvant être regroupées en fonction de leurs caractéristiques, sont les suivantes :
Les Ardoines, Le Vert-de-Maisons, Créteil L’Échât : une perméabilité globale caractéristique de l’aquifère du Lutétien a été considérée pour toutes ces gares comme supérieure à 5.10 -5 m/s. En considérant une telle perméabilité, les débits de pompage du fond de fouille, sans protection particulière apparaissaient forts. Par conséquent, pour ces gares, les débits de pompage ont été évalués en calculant les débits d’infiltration au travers d’un radier injecté de 5 m d’épaisseur dans les Calcaires Grossiers prolongé à la base des parois moulées par une jupe injectée de 2 m d’épaisseur. La perméabilité attendue de ces radiers et jupes est de 1.10-6 m/s ce qui est une performance tout à fait atteignable dans ce contexte et pour ce type d’ouvrage. Néanmoins, le débit d’exhaure retenu, et présenté ci-après, a été calculé avec un coefficient de sécurité de l’ordre de 1,5 à 2 sur la performance des injections de sol de sorte à couvrir la possibilité d’aléas géologiques locaux ne permettant pas de réaliser des injections de qualité homogène sur toute la surface des terrains injectés. Ces aléas sont notamment des hétérogénéités de perméabilité des terrains injectés liées à la fissuration naturelle ou à la présence de vides locaux potentiellement associés au phénomène de
Pièce B3 : « Analyse des impacts et présentation des mesures associées »