N°1 - Mai 1994
Contents
1. SelQne STY3 enbnau euionse s 0112912 snjd 91 51 1 so quelsTxe sonQUITANSIS9I LINA Jat nonred SJINOUOS nes 223 mod JUOUTUUOMAUS SHJEUUO SOTUBISIXO SUORPSTTeuso sotyderSeI snyd so sggtrgqoUeIq SJ SIUVISTXI enbnguseuoNse 9 1012232 005 09 amp unsmq 2914 1 yuoulosstaressy neo 19 223 mod sa Jolnonsed alaelsIYa PIPU 1991 LIANT SOJUESTLO suOTesi eaeo Us 4STUUODUI 591281540 SIP gt xneessi sop erdns Jo 3129459 seo sonbnenbe 5215 sop sprundy SJUP STY9 SoBeIANO sop 512934 98eJOJ songuesed sop aNQUITANONPUOCS 52244151597 LING repez enbruusts 142 LAS enguorssesd om NN2. 1 sanbrunjoa sprod samsau 18 3nIsqsp sonbrurnjoa sprod o8ejoeduro9 syaf orpdy awasna 1 uena np aUI SUELO opmandy 51941 21261540 sop ASIUEISTLO SOSBIANO sop nea p oddeu sp soqas31d 920151591 pumiqegutied nee 11203 9 sanbrunjoA sprod 21Q9UIO NUeIs 91422 mod neaimo j nee je 228 mod 12 nonoezjar 51891 LWA PEU sasepuos enprsolo98 HNOINHIHLOHI HONVSSIVNNOD AY Ad SNAAOW ANOISAHdOHIY FONVSSIVNNOOUY SNAAOW URL np sonbysugyerep Sa qe2 zed neo mod no WI xneAny 01213 IMEN SIN FONVSSIVNNOO TA S49VAHANO G SHdAL JoofqO 05 1 00 1 Mepuojorg 591980 002205 8 3 005 soUelsTP peyuozuoy 288104 002 8 008 meuodun g 9pUeI3 reuozuoy 8 L
3. des moyens de reconnaissance g ophysiques moyens de reconnaissance g otechniques 4 4 Moyens de reconnaissances g ophysiques Les principales m thodes de reconnaissances g ophysiques que l on applique ou que l on peut envisager d appliquer pour les reconnaissances pr alables aux travaux sans tranch e sont donn es dans la quatri me colonne du tableau 1 Le tableau 2 d crit bri vement ces m thodes titre indicatif et de mani re non exhaustive et donne pour chacune d elles les caract ristiques et principales limitations Les m thodes g ophysiques remplissent plusieurs fonctions reconna tre la nature et la r partition des mat riaux du sous sol travers s par l ouvrage Du fait de leur caract re continu elles servent optimiser l implantation des forages de reconnaissance carott s ou non Les donn es obtenues gr ce ces derniers permettent l talonnage des mesures g ophysiques qui leur tour permettent d tendre partout les r sultats des forages Il est donc indispensable de commencer la reconnaissance par la g ophysique avant les forages d celer les h t rog n it s ponctuelles qu il est improbable de rencontrer en sondage sous r serve bien s r que ces m thodes r v lent effectivement les dits objets Le tableau 1 montre comment ces m thodes peuvent tre utilis es pour apporter des l ments de r ponse aux probl mes de reconnaissances propres ch
4. et la m thodo logie de mise en oeuvre Avantages o Obtention d une coupe de terrain indiquant les varia tions des propri t s m caniques GEOELECTRIQUE AQUATIQUE Mesure de la o Caract risation g o Application difficile en r sistivit apparente logique et structu zone d estuaire par injection de rale du sous sol masse d eau courant et mesure des h t rog ne et par diff rences de Avantages plus de 15 d eau potentiel o Section continue interpr tation quan Rapide mise en titative impossible oeuvre peu si forte non tabula g nante rit du sous sol o Profondeur d investi gation contr l e Interpr tation automa tique sur le terrain MAGNETOMETRIE o D tection d obsta cles ferreux pa ves bombes Mesure de de champ magn tique terrestre Ne d tecte que les objets d une taille appr ciable RADIO MAGNETO TELLURIQUE EN SITE AQUATIQUE Mesure d un champ lectromagn tique issu d un metteur de radiodiffusion mesure de la r sistivit apparente Identifications g olo Profondeur d investi En cours de giques des terrains gation mal contr d veloppement Obstacles enterr s l e divers m talliques ou non Perturbation par les r seaux m tal Avantages liques peut tre un o Bonne r solution avantage lat rale o Profils continus o Tr
5. Bourgoin SADE P Bousquet Jacq TERRASOL J P Brazzini GD F D ETN D Gailly BONNA 5 Geraads GEOMEGA Guilloux TERRASOL J Ph Hermine TERRASOL P Huet ETERNIT J M Joussin ETERNIT Lothon GD F CERSTA DETN E Morel E U D I L J F Ouvry B R GM J Piraud BRGM G Pottecher S Qu baud EU D IL J Schroeyers SADE S Stringhetta GD F CERST A D ET N Tabbagh CNRS Ce document refl te l tat actuel de connaissance et de d veloppement en mati re de m thodes de r alisation et de moyens de reconnaissance certains aspects abord s dans cette pr sentation sont susceptibles d volution et pourront n cessiter ult rieurement des adaptations SOMMAIRE NECESSITE DES RECONNAISSANCES CO T DES RECONNAISSANCES E OBJECTIFS DES RECONNAISSANCES MOYENS DE RECONNAISSANCE DONNEES ACQUERIR Recherche de donn es ant rieures Estimation des surcharges Besoins en reconnaissances Moyens de reconnaissances g ophysiques Moyens de reconnaissances g otechniques BIBLIOGRAPHIE SOMMAIRE ANNEXES 12 OBJECTIFS ET MOYENS DES ETUDES DE SOL POUR LES PROJETS DE MICROTUNNELS KASTNER LECA LAGABRIELLE Laboratoire de G otechnique n 304 de I I N S A de Lyon Laboratoire Central des Ponts et Chauss es 1 NECESSITE DES RECONNAISSANCES Les projets de microtunnels sont situ s en g n ral dans la tranche superf
6. CAHIERS TECHNIQUES OBJECTIFS ET MOYENS DES ETUDES DE SOL POUR LES PROJETS DE MICROTUNNELS N 1 Mai 1994 Construisons ensemble sans tranch e oF 2 a lt LS Construisons ensemble sans tranch e 9 aN Res Gig ee 4 sues L OBJET DE L ASSOCIATION L association FSTT de caract re scientifique et technique a pour objet la promotion la connaissance la formation et la pratique des m thodes sans tranch e pour les travaux relatifs aux canalisations des r seaux enterr s de toute nature Ces m thodes sans tranch e s entendent en souterrain sans creusement de tranch e pour l entretien la r novation et le remplacement des ouvrages existants et la construction d ouvrages neufs de r seaux publics priv s ou concessionnaires Ce domaine d activit couvre toutes les techniques de rep rage ou de cartographie de ces r seaux FSTT Le champ d application s tend au domaine non visible soit tout ouvrage enterr de dimension inf rieur ou gal 1200 mm ou quivalent s il s agit d un ouvrage non Comit Francais circulaire A 9 OBJECTIFS ET MOYENS DES our les Travaux Sans Tranch e ETUDES DE SOL POUR LES LES STATUTS DE LA FSTT 3 rue Berri Cr le 4 Juillet 1990 le Comit Frangais pour les travaux sans tranch e FSTT PROJETS DE MICROTUNNELS 75008 PARIS dans sa d nomination fran aise et French Society for Trenchless Technology pour ses rapports internationaux est
7. le forage pressiom trique qui permet une identification des terrains si le forage est r alis la tari re et fournit des donn es sur la r sistance et la d formabilit des terrains le module de d formation est n cessaire pour le dimensionnement des sout nements et parfois des tuyaux dans le cas des ouvrages r alis s au microtunnelier et n est pas directement fourni par les essais de p n tration La pr sence d une nappe d eau et les variations du niveau de celle ci sont recherch es en quipant les sondages de tubes cr pin s relever p riodiquement La perm abilit des terrains peut tre valu e en laboratoire mais aussi in situ par des essais appropri s mai 1994 Cahiers Techniques de la F S T T BIBLIOGRAPHIE SOMMAIRE G ophysique M thodes sismiques BERTIN J 1981 Prospection lectrique et sismique La pratique des sols et fondations chapitre 22 Ed Moniteur LAVERGNE 1986 M thodes sismiques Technip 207 pp LYSIAK J L 1990 Etude de g nie civil par sismique r flexion haute r solution traitement G ologues revue de I UFG n 93 17 22 M thode Radar GARNEAU P A GOUPIL ASTIER J L GERAADS S GEORGE 1990 G nie civil et subsurface radar g ologique G ologues n 92 pp 25 36 GERAADS S 1991 La prospection par radar Les dossiers d arch ologie n 162 pp 79 80 GERAADS S MACHET J M 1989 Orly un
8. 10 33 American Society for Testing Materials ASTM 1988 Advanced triaxial testing of soil and rock STP 977 Essais au bleu de M thyl ne recueil d articles Bulletin de Liaison des Laboratoires des Ponts et Chauss es 1990 80 pp Note d information Technique LCPC 1969 La reconnaissance des sols 42 pp Note d Information Technique LPC 1977 Mesure en place de la pression interstitielle 16 pp Projet de DTU Etude g otechnique et reconnaissance des sols Revue Francaise de G otechnique N 22 f vrier 1983 152 pp Normes AFNOR S rie 94 050 057 059 070 074 077 090 a 092 110 117 119 120 130 133 157 S rie NF T 90 006 009 011 014 M thodes d essais LPC M thodes d essais n 13 15 18 19 21 et 22 Projets de M thodes d essais n 6 et 7 Modes op ratoires Mode op ratoire G2 1970 Dunod Analyse granulom trique par tamisage Mode op ratoire MSL4 1970 Dunod Essai triaxial Mode op ratoire CT1 1970 Dunod Essai Proctor ee Cah ier technique n 1 mai 1994 Cahiers techniques de la F S T T 12 enbnusis smde1 ouro Lwy 51591 51591 pes onbrusig Ad S
9. bases de la Radiomagn totellurique Revue de l industrie min rale Mines et carri res octobre 1986 pp 373 384 BEYAERT CHEVASSU LAGABRIELLE R 1987 Reconnaissance rapide de projets de tranch es par radiomagn totellurique Actes des journ es SEE Sup lec 4 et 5 f vrier 1987 7 pp CHEVASSU G LAGABRIELLE 1990 Radiomagnetotellurics apparent resistivity high velocity continuous profiling for shallow works Proc 6th Intern Congress IAEG Vol 2 pp 899 905 CHEVASSU G GRISONI G LAGABRIELLE R 1990 Reconnaissance des sols supports de chauss es radiomagn totellurique Bulletin de Liaison des Laboratoires des Ponts et Chauss es n 166 pp 73 82 Prospection lectrique en site aquatique LAGABRIELLE TEILHAUD S 1981 Prospection de gisements alluvionnaires site aquatique par profils continus de r sistivit au fond de l eau Bulletin de Liaison des Laboratoires des Ponts et Chauss es 114 pp 17 24 LAGABRIELLE R CHEVALIER M 1991 Prospection lectrique par courant continu en site aquatique Bulletin de Liaison des Laboratoires des Ponts et Chauss es n 171 pp 57 62 G n ralit s ASTIER J L 1971 G ophysique appliqu e l hydrog ologie Masson Paris 278 pp mai 1994 Cahiers Techniques de la FS TT Ul 10 Cahiers techniques de la F S T T eather techniques de ta ST mm mm 1 EFFENDIANTZ L 1989 Evaluation
10. des structures existantes Tunnels et Ouvrages Souterrains n 96 280 283 SCOLLAR I TABBAGH A HESSE A HERZOG I 1990 Archeological prospecting and remote sensing Cambridge University Press 674 pp BRGM CGG CFPG LCPC 1992 G ophysique Appliqu e code de bonne pratique diffus par l Union Fran aise des G ologues FSTT NANCIE 1992 Guide international pour l auscultation et la r habilitation des conduites 270 feuillets G otechnique Essais de M canique des Sols et des Roches AMAR S JEZEQUEL J F 1972 Essais en place et en laboratoire sur sols coh rents Comparaison des r sultats Bulletin de Liaison des Laboratoires des Ponts et Chauss es n 58 mars avril pp 97 108 AMAR S JEZEQUEL J F 1978 Propri t s m caniques des sols d termin es en place Techniques de l ing nieur C220 18 pp AMAR S MAGNAN J P 1980 Essais de m canique des sols en laboratoire et en place aide m moire Note d Information Technique LCPC 27 pp BAGUELIN JEZEQUEL J F LE MEHAUTE A 1976 Mesure des caract ristiques des sols par autoforage Bulletin de Liaison des Laboratoires des Ponts et Chauss es Paris n 81 63 72 janv fev BAGUELIN F JEZEQUEL J F SHIELDS D H 1978 The pressuremeter_and foundation engineering Trans Tech Publications Switerland 617 Pp BLIVET J C MIEUSSENS C 1990 D termination de la r
11. eren resso 9508951591 4 y pmonsejd Sroqiony SOU sep nes 11903 nes 11203 emsou SIN SA VAANO d SHdAL ANOISAHdOAD 5 Ad SNAAOW LNANASNHAO ANOINHOAL HONVSSIVNNOOWA SNIOSAA TONVSSIVNNOD TA Ad SNAAOW MAHONVEL SNVS XNVAVUL SAT ANOd ADNVSSIVNNODAA Ad SNAAON LA SNIOSHE NEIGE METHODE RADAR RADAR DE FORAGE RDF TOMOGRAPHIE RADAR TOMOGRAPHIE ELECTROMAGNE TIQUE dans la bande 200 MHz TABLEAU 2 METHODES GEOPHYSIQUES DE RECONNAISSANCES R flexion d impulsions lectromagn tiques sur les discontinuit s du terrain M me principe Inversion des temps de trajet ou de Patt nuation d ondes radar travers la zone tudier Inversion des phases ou de l att nuation d ondes lectromagn tiques travers la zone tudier DOMAINE APPLICATION o R seaux m talliques ou non o Structure g ologique o Obstacles enterr s divers artificiels ou naturels Avantages haute r solution o section continue o rapide mise en oeuvre peu g nante o m thode d j mise en oeuvre M me domaine d application que le radar au sol mais la m thode est peu employ e en g nie civil Peut tre mise en oeuvre dans des forages verticaux ou horizontaux o Etude de la structure g o
12. fus e pneumatique forage la tari re battage de tube forage horizontal dirig le remplacement place pour place clatement de conduite extraction de conduite mange tube Le probl me de la r habilitation n a pas t trait dans la mesure o il s agit plus dans ce cas d auscultation d ouvrage que de reconnaissance des terrains Par ailleurs l ordre dans lequel apparaissent les techniques de reconnaissance recommand es n est pas significatif les m thodes de reconnaissance g otechniques prioritaires sont rep r es par un ast risque Les besoins en reconnaissances apparaissent dans la deuxi me colonne du tableau 1 Ils incluent selon les techniques de creusement tout ou partie des informations suivant s nature paisseur et position relative des diff rents terrains e caract ristiques physiques des terrains granulom trie poids volumiques teneur en eau plasticit susceptibilit au collage perm abilit caract ristiques m caniques des terrains r sistance d formabilit possibilit de fluage propri t s de gonflement abrasivit duret param tres hydrog ologiques pr sence de nappes d eau souterraines propri t s chimiques de l eau Cahier technique n localisation x y 2 des ouvrages existants connus et certitude de l absence d ouvrages anciens inconnus Pour obtenir ces donn es deux types de moyens sont la disposition du praticien
13. g n rale pr sence de blocs plasticit e Localisation des ouvrages existants 2 Localisation des obstacles inconnus MOYENS DE RECONNAISSANCE GEOTECHNIQUE Reconnaissance au niveau des puits Consultation de donn es g ologiques Reconnaissance au niveau des puits Consultation de donn es g ologiques Reconnaissance au niveau des puits Consultation de donn es g ologiques D termination des limites d Atterberg Consultation de donn es g ologiques D termination des limites d Atterberg 2 MOYENS DE RECONNAISSANCE GEOPHYSIQUE Radar RMT r sistivim tres conductivi m tre microgravim trie cavit s RMT radar r sistivim tres conductivim tre D tection lectromagn tique des r seaux m talliques RMT RMT radar r sistivim tres conductivim tre D tection lectromagn tique des r seaux m talliques Radar RMT r sistivim tres conductivim tre sismique r fraction et tomographies sismiques ventuelles D tection lectromagn tique des r seaux m talliques SJ9oofqO alles 90107001 onbnsed 2 maun 2199 enauIIANonpuoo 51591 LINY TPLA e F 8 4 B a S a E 5 8 E 8 8 Bunea odd oq 8 UE JULIE 10324
14. sistance au cisaillement des sols en laboratoire Essais a l appareil triaxial Essais de compression simple Essais de cisaillement direct a la bo te Essais de cisaillement direct altern Laboratoire Central des Ponts et Chauss es Paris Projet de m thode d essais LPC 83 pp BISHOP A W HENKEL D J 1962 The measurement of soil properties in the triaxial test Edward Arnold Ltd 2 me dition r imprim en 1964 et 1969 228 pp EEE Cahier technique n 1 CASSAN 1978 Les essais in situ en m canique des sols Vol 1 r alisation et interpr tation Vol 2 applications et m thodes de calcul Eyrolles 786 HEAD K M 1986 Manual of soil laboratory testing Vol 1 Soil Classification and Compaction Tests Vol 2 Permability Shear Strength and Compressibility Tests Vol 3 Effective Stress Tests Pentech Press London 1238 pp JEZEQUEL J F 1969 Les p n trom tres statiques Influence du mode d emploi sur la r sistance de pointe Bulletin de Liaison des Laboratoires des Ponts et Chauss es n 36 janv f v pp 151 160 JEZEQUEL J F LEMASSON H TOUZE J 1968 Le pressiom tre Louis M nard Bulletin de Liaison des Laboratoires des Ponts et Chauss es n 32 juin juil pp 97 120 JOSSEAUME RAT M LAVION F JOREZ DE RAGUENEL 1970 Mesure du coefficient de perm abilit du sol en place essais de pompage Lefranc Lugeon Bulletin
15. NANASATAO SNVS XAVAVAL SAT 4 Ad SNAXOM LA SNIOSHA neAqeL Tableau 1 BESOINS ET MOYENS DE RECONNAISSANCE POUR LES TRAVAUX SANS TRANCHEE TYPES D OUVRAGES MIS EN OEUVRE TECHNIQUES DE CREUSEMENT Fus e pneumatique Impact Moling Tuyaux P V C pour assainissement fourreau PTT et EDF Tuyaux PE pour 20 150 Profondeur 1 00 m 1 50 m ou 10 15 eau potable Forage la tari re Auger Boring Tuyaux acier pour fourreau 100 1000 mm Longueur 10 80 m Tuyaux P V C et fibre ciment pour assainissement Tuyaux acier servant de fourreau pour gaz eau assainissement c bles etc Battage de tube Pipe Ramming Possibilit 1000 mm sur 50 m 2 5 m de profondeur Objectifs prioritaires BESOINS EN RECONNAISSANCE Recherche des obstacles inconnus anciennes fondations carri re importants blocs rocheux 1 3 du du tunnelier ouvrage abandonn Connaissance sommaire du terrain stratigraphie g n rale pr sence de blocs Localisation des ouvrages existants 7 2 PTT EDF GDF eau assainissement branchements divers Connaissance sommaire du terrain stratigraphie g n rale pr sence de blocs plasticit Localisation des ouvrages existants 2 Localisation des obstacles inconnus Connaissance sommaire du terrain stratigraphie
16. NTAON 0 M09 3091199009552 2 A x snuuos 51 51 sap aSeIgday sap nes snbrurryo SoNQuIOZ d nea p oddeu stesso pamp 9 512559 SIAISEIQR SrzaqurV IepnH sessa anamopso 1219 ne Moyes SOMUN 98enlJ resse 38en enguoissoud SNTIQUULIOFSP 142 148 ND erer esso 151591 mis y 0919 maea Srequeyy P sou e8enoo gurrqndeosns SOON sop UONEUULISP 919054 Meus neo meus 9 IPULI PANET SUSUSP sonbnmjoa sprod sp sonbrumjoa sprod 1 42LD9UONUEIS 3091951912 ne oprynde surera sop 5 senbisuyd sanbmsr3loeTeD seSepuos 801098 syenbug 111191 TOINHDITLOTD TDONYSSIVYNNODH Ad SNAAOW SNIOSHH SJISSEA 1 lt Smd zed mod 3 Iqelod nes sorera
17. aque technique de r alisation Quatre m thodes sont le plus fr quemment cit es dans un ordre arbitraire Il s agit du radar de reconnaissance du sous sol de la radio magn totellurique Radio MT du r sistivim tre lectrique ou lectrostatique et du conductivim tre lectro magn tique Ces quatre m thodes ont pour caract ristique commune de d livrer des profils continus avec un rendement lev Le radar permet une bonne mise en vidence des limites g om triques des mat riaux verticalement et horizontalement avec des informations pauvres concernant la nature de ces mat riaux c est un excellent outil pour d tecter les obstacles enterr s si le sous sol n est pas trop argileux Les trois autres m thodes quant elles d crivent la r partition horizontale des mai 1994 mat riaux avec une information plus riche concernant leur nature elles servent aussi d tecter les obstacles mais sans doute moins efficacement que le radar et sans donner beaucoup d information sur leur profondeur et leur dimension leur co t est plus faible que celui du radar 4 5 Moyens de reconnaissances g otechniques Les moyens de reconnaissances g otechniques que l on peut pr coniser pour chaque technique de r alisation de microtunnels apparaissent dans la troisi me colonne du tableau 1 Les particularit s des essais g otechniques indiqu s sont donn es dans le tableau 3 La premi re investigation mettre en oeuvre con
18. connaissance pr cise Bien entendu plus la machine est sophistiqu e et co teuse plus le chantier justifie une reconnaissance pr cise Le ratio reconnaissances travaux sera plus lev pour les chantiers de microtunnels que pour les tunnels visitables et ce d autant plus qu il s agit en g n ral de travaux de faible longueur Un ratio de 5 15 est tout fait normal ceci conduirait par exemple pour un microtunnel de 200 m x 5 1 de travaux un budget de reconnaissance de 100 La reconnaissance pr alable est une d pense que l on effectue pour diminuer le risque de surco ts li s aux dommages ou la perte de la machine et de l ouvrage 3 OBJECTIFS DES RECONNAISSANCES Comme pour les tunnels de plus gros diam tre il para t normal que les reconnaissances soient assur es par et aux frais du ma tre d ouvrage de telle sorte que leurs r sultats soient joints l appel d offres travaux qu une comparaison puisse tre faite avec la solution en tranch e et qu un partage quitable du risque g ologie obstacles soit si possible convenu comme pour les travaux souterrains habituels Ceci dit les tudes de sol poursuivent dans le cas des microtunnels quelques objectifs assez sp cifiques a tudier la faisabilit du microtunnel pour certains diam tres et dans l tat actuel des techniques il peut Cahier technique n 1 Cahiers techniques de la F S T T avoi
19. de Liaison des Laboratoires des Ponts et Chauss es num ro sp cial Hydraulique des sols 246 pp KERGOET M 1986 Mise au point d une m thode rapide d identification des sols Rapport LPC GT11 28 LAGRANGE M PERRIN J MAGNAN J P 1980 Classification g otechnique des sols M canisation du test de Von Post pour les sols organiques Bulletin de Liaison des Laboratoires des Ponts et Chauss es n 105 janv f v pp 53 56 LEFLAIVE Les limites d Atterberg et le p n trom tre a c ne Bulletin de Liaison des Laboratoires des Ponts et Chauss es 50 janv f v pp 123 131 LEMASSON H 1966 Un exemple d utilisation du scissom tre de chantier Bulletin de Liaison des Laboratoires des Ponts et Chauss es n 20 ao t pp 114 124 PAREZ L 1963 Les p n trom tres et leur utilisation Journ es des Fondations LCPC 6 11 mai PAUTE J L Y 1968 Le p n trom tre de consistance Bulletin de Liaison des Laboratoires des Ponts et Chauss es n 33 ao t sept pp 105 116 PERRIN J 1974 Classification des sols organiques Bulletin de Liaison des Laboratoires des Ponts et Chauss es n 69 janv f v pp 39 47 mai 1994 xt STEIN D MOLLERS BIELECKI 1989 Microtunneling Installation and Renewal of Nonman size Supply and Sewage Lines by the Trenchless Construction Method Ch 2 7 geology and hydrogeology Ernst und Sohn pp
20. ensuite pour valuer au mieux le niveau probable et maximal de la nappe au cours des travaux la fois pour la construction des puits et pour le mode de progression de la machine Ce param tre essentiel ne peut tre d duit de la seule pi zom trie mesur e lors des sondages de reconnaissance sujette variations importantes au gr des intemp ries des crues ou de l arr t de captages voisins 4 2 Estimation des surcharges L existence de surcharges peut s av rer importante pour le dimensionnement des conduites pos es ou fonc es a faible profondeur On distingue mai 1994 Cahiers Techniques de la 5 des surcharges permanentes transmises par les fondations des b timents surcharges mobiles dues la circulation Bien que ne faisant pas partie des contraintes g ologiques ces surcharges se transmettent de mani re diff rente en profondeur et lat ralement selon Ja nature du terrain Celles dues aux fondations d ouvrages voisins devront donc tre estim es avec soin lors de la phase d examen des dossiers 4 3 Besoins en reconnaissances Les besoins en reconnaissances d un projet de microtunnel d pendent fortement du type de technique de r alisation choisie Une liste d taill e des besoins propres chaque technique est donn e dans le tableau 1 On a choisi de se limiter deux types de travaux les r alisations de nouvelles installations creusement au microtunnelier
21. g olo gique des terrains Avantages o Utilisable sur recouvrement isolant o Bonne r solution lat rale Profils continus Tr s rapide mise en oeuvre peu g nante o Faible co t o Pas de contre indica tion g ologique Profondeur d investi gation r glable Profondeur d investi gation mal contr l e Perturbation par les r seaux m tal liques peut tre un avantage perturb s par les objets m talliques N cessit d un bon contact lectrique avec le sol d o difficult en milieu urbain o Exp rience limit e M thode d j au point Multicapteur d bou chant sur plusieurs profondeurs d investigation simultan e M thode bien au point interpr tation automa tique en temps r el DETECTION ELECTROMAGNE TIQUE TOMOGRAPHIE ELECTRIQUE SISMIQUE REFRACTION SISMIQUE TRES HAUTE RESOLUTION TOMOGRAPHIE SISMIQUE MICROGRAVIMETRIE DIAGRAPHIES Cr ation de courants de Foucault mesure du champ induit Mesures de potentiel lectrique partir d un r seau d lectrodes entourant plus ou moins la zone tudier R fraction d ondes sismiques R flexion d ondes sismiques S en particulier Inversion de temps de trajet d ondes sismiques travers la zone tudier ondes ou ondes 5 Variations locales du champ de pesanteur Mesure de param tres physiques en forage D tection et locali sation des r sea
22. i pressiom trique module pressiom trique pression limite Pl essai SPT coups SPTN essai CPT r sistance de pointe frottement lat ral essai de perm abilit perm abilit k puits excavation mesure pi zom trique niveau pi zom trique pressions interstitielles r FSTT Comit Fran ais pour les Travaux Sans Tranch e 3 rue Berri 75008 PARIS T l 43 59 95 61 Fax 43 59 95 60 Bruno DUQUENOY B C S 389 080 508
23. icielle de terrain comprise entre 2 m et 20 m de profondeur o l on rencontre le plus souvent des terrains meubles Ceux ci peuvent tre regroup s en trois cat gories principales d ge croissant les remblais anthropiques les formations superficielles alluvions moraines limons oliens qui se sont d pos es sur un substratum plus ou moins rod les produits de l alt ration en place de ce m me substratum ar nes alt rites argiles de d calcification craie alt r e On rencontre aussi des terrains s dimentaires en place marnes calcaires gr s est clair que du fait de leur grande diversit ces terrains ne pr sentent pas du tout les m mes caract ristiques vis vis des diff rentes techniques de creusement De plus chacun de ces terrains est susceptible de contenir des h t rog n it s naturelles ou artificielles qui sont autant Cahier technique n 1 d obstacles souvent infranchissables pour des appareils con us pour des sols meubles On peut citer en particulier dans les remblais les produits de d molition et de d charge b ton ferrailles les anciennes fondations pieux ou puits oubli s sans compter les conduites et r seaux divers actifs ou abandonn s dans les formations superficielles meubles les blocs de roche dure assez fr quents la base des alluvions et toujours nombreux au sein des moraines les boulis de pentes enfouis dans les forma
24. logique Port e de 5 m argile 100 m granite o Etude de la structure g ologique Port e de 5 argile 20 granite D tection de cavit s souterraines LIMITATIONS o Mise en oeuvre par un sp cialiste Interpr tation par un sp cialiste Interpr tation souvent d licate en zone h t rog ne P n tration 1 2 mpour r seaux de 0 20 mm tr s affect e par l argile difficile pr voir o Mise en oeuvre complexe o Absence d exp rience pour l application aux travaux sans tranch e o Le mat riel existant n est pas adapt aux faibles port es R solution 1 5 m o Mat riel cher et d licat d emploi o Interpr tation g ologique non vidente o M thode aveugle aux profondeurs inf rieures la moiti de la distance entre les forages o M thode aveugle aux profondeurs inf rieures la moiti de la distance entre les forages PROGRES ATTENDUS o Mat riels d di s simples d emploi avec interpr tation assist e voire automatique pour certaines applications o Extraction de donn es quantitatives aidant classer les terrains Caract risation voire identification des r flecteurs o P n tration accrue de 50 100 R seaux d antennes pour imagerie Gestion automatique de la position des mesures o Elargissement des applications D veloppement d antennes UHF Mat riels adapt s aux plus hautes
25. lution o Rendement faible o Difficile en ville Emploi assez lourd sauf pour la radioactivit naturelle Mat riel de mesure plus performant Inversion automatique rapide Am lioration des sour ces sismiques emploi plus souple o D veloppement de la m thode Interpr tation imm diate Am lioration progres sive du mat riel Adaptation aux fo rages horizontaux METHODES DE RECONNAISSANCES EN SITE AQUATIQUE eaux int rieures METHODE DOMAINE APPLICATION LIMITATIONS PROGRES ATTENDUS SISMIQUE REFLEXION R flexion d impulsions m caniques sur les discontinuit s du terrain o Caract risation g o m trique des struc tures g ologiques Ne s applique pas s il y a moins de 10 m d eau si le fond est constitu de vases contenant du gaz Avantages o Section continue obtenue en temps r el Rapide mise en oeuvre peu g nante o M thode bien connue SISMIQUE REFRACTION AQUATIQUE Mesure d s temps de trajet d ondes m ca niques se propageant le long du trajet en r fraction totale le long de discontinut s planes du terrain Mise en oeuvre assez lourde o Probl mes de couches lentes et des couches masqu es Caract risation g o m trique et m ca nique vitesse des ondes lastiques des structures g ologiques Progr s dans le mat
26. nd xneo sogsn xnea uewsssturesse 910jue1 nbnsejd mown 19102 5918 2101 SUIS JULIE SIN SAD VUANO d SHdAL sane oad SJR 40 UONOVEI op JISSEUI OST 80 5 mp AU MOO 8 OT 06 MOPUOJOIT 0071 OOE IPUIN DN SNOILVTIVISNI STTIAANON LNIWAISATAO Ad SHNOINHOAL HAHONVAL SNVS XAVAVAL STI 4 AONVSSIVNNODAA Ad SNAAOW LA SNIOSHA NEIQEL ANNEXES mai 1994 91 Cahier technique eidns Jo 1me3Uo9 sonbnenbe says 1591 LWY pey mono2eI9IenprausfS am9mAmeq enbrusts 2 ug qo39 svo sonbis ydos3 sopotnou sonbrjeiqur s p 8 10A enbrusis 18 1 IPULI enbrunoa sprod samsu 13 sosepuog anbiZojo93 8 saneurered sap 8 142 LAS eneuorssord NO NAN eren aus x SOMUN S P 1 nee Meus SOTPUT
27. ndages la tari re ou le carottier battu de petit diam tre et des essais in situ suivants le SPT Standard Penetration Test auquel beaucoup de constructeurs de microtunneliers font r f rence tr s r pandu hors des fronti res fran aises mais mis en oeuvre en France par peu de soci t s qui fournit des chantillons remani s et un indice de r sistance la p n tration N qui ne diff rencie pas effort de pointe et frottement lat ral p n trom tre statique ou CPT Cone Penetration Test qui permet de mesurer s par ment effort de pointe et frottement lat ral et offre des profils de Cahier technique n Cahiers techniques de la 5 mesure relativement continus ce qui permet une corr lation assez fine avec la stratigraphie cet essai poss de une certaine similitude avec les processus physiques mis en jeu par certaines techniques de microtunnels un effort de frottement intense mesur par le p n trom tre se traduira s rement par des efforts de m me nature affronter lors du chantier par la machine le p n trom tre dynamique qui fournit un indice de r sistance la p n tration ne faisant pas la part du frottement et de l effort de pointe comme pour le p n trom tre statique la mesure est assez continue et cet essai bon march peut fournir des donn es qualitatives int ressantes sur la compacit des terrains utiliser cependant avec pr caution
28. r solutions D veloppement de la m thode M thode en cours de d veloppement RADIO MAGNETO TELLURIQUE Radio MT CONDUCTIVIMETRIE SLINGRAM PROSPECTION ELECTRIQUE PAR COURANT INJECTE Profilage Sondage Multi lectrodes PROSPECTION ELECTRIQUE PAR QUADRIPOLE ELECTROSTATIQUE Mesure d un champ lectromagn tique issu d un metteur de radiodiffusion mesure de la r sistivit apparente Emission et r ception magn tique Mesures de la conductivit lectrique et parfois de la susceptibilit Mesure de la r sistivit apparente par injection de courant et mesure de diff rence de potentiel Mesure de la r sistivit apparente par injection de courant et mesure de diff rences de potentiel courant alternatif de fr quence de 10 kHz 500 kHz o Identifications g olo giques des terrains o Obstacles enterr s divers m talliques ou non Avantages o Bonne r solution lat rale Profils continus Tr s rapide mise en oeuvre peu g nante Faible co t Aucune contre o Identification g ologique objets et obstacles m talliques Avantage o rapidit et facilit de mise en oeuvre Identification g ologique des terrains Avantages Maitrise de la r solution lat rale et verticale et de la profondeur d investigation o Possibilit de profilage continu o Faible co t Pas de contre indication g ololique o Identification
29. r des difficult s importantes ainsi pour la travers e d un substratum rocheux ou d argiles gonflantes au contact de l eau ou tout simplement de fondations profondes oubli es b caler le profil en long sous r serve d en avoir le loisir pour les galeries hydrauliques et ventuellement optimiser le trac en plan c est dire la ligne bris e puits tunnels et la distance entre puits compte tenu des emplacements possibles pour les puits et des conditions de terrain Dans le cas particulier des microtunneliers les tudes de sol permettent aussi c d estimer correctement le co t des puits qui repr sente couramment entre 20 et 40 du prix de l ouvrage et qui augmente tr s vite s il faut tancher et ou consolider des terrains meubles sous la nappe d d acqu rir les param tres n cessaires au choix du microtunnelier et des tuyaux et au dimensionnement du syst me de poussage et corr lativement valuer la dur e du chantier 4 MOYENS DE RECONNAISSANCE DONNEES ACQUERIR 4 1 Recherche de donn es ant rieures Plus que jamais la consultation des documents ant rieurs cartes g ologiques banques de donn es de sondages dossiers d ouvrages ant rieurs visites de chantiers voisins est indispensable dans le cas des microtunnels d abord pour localiser au mieux les r seaux et obstacles souterrains actuels ou oubli s cartes des concessionnaires vieux plans arch ologie
30. radar pour la piste Travaux n 639 pp 38 42 POTTECHER G 1991 Le radar g ologique et les r seaux urbains Gaz d aujourd hui t 115 n 12 pp 573 577 M thodes lectriques et lectromagn tiques DABAS JOLIVET 1987 Profilage lectrique de subsurface par quadrip le tract 4 contact continu avec le sol Journ es de la S E E club 12 f vrier 1987 8 pp GERAADS S MOUNIR A JOLIVET A TABBAGH A 1992 Un nouvel outil pour les reconnaissances pr alables le quadrip le lectrostatique Congr s No Dig 92 No Trenches in Town Paris pp 195 201 GRARD R TABBAGH A 1991 A mobile four electrode array and its application to the electrical survey of planetary grounds at shallow depths Journal of Geophysical Research vol 96 n B3 pp 4117 4123 MCNEIL J D 1980 Electromagnetic terrain conductivity measurement at low induction numbers Technical notes TN 6 Geonics Ltd Toronto 15 pp Cahier technique n 1 TABBAGH A HESSE GRARD 1992 D termination of electrical properties of the ground at shallow depth with an electrostatic quadripole field trials on archeological sites Geophysical Prospecting 41 pp 579 597 Radio MT GUINEAU DUPIS 1973 Dispositif pour la prospection magn totellurique de subsurface Agence Nationale pour la Valorisation de la Recherche Paris Brevet n 73 11 573 LAGABRIELLE 1986 Les
31. s rapide mise en oeuvre peu g nante o Faible co t Aucune contre indication d ordre g ologique o Permet une cartographie de la r sistivit par profilage trans versal Tableau 3 Moyens de reconnaissance g otechniques ESSAIS EN LABORATOIRE oranulom trie s dimentom trie courbe granulom trique e excavation mesures de poids volumiques poids volumiques massif de r action puits pouss e rev tement mesures de perm abilit perm abilit k puits excavation densit relative indice de densit Iq puits excavation pouss e rev tement teneurs en eau teneurs en eau marinage excavation pouss e rev tement limites d Atterberg limite de liquidit limite de plasticit marinage excavation pouss e rev tement collage gonflement r sistance en compression simple r sistance en compression simple excavation essai triaxial U U coh sion non drain e Cu massif de r action puits excavation pouss e rev tement essai triaxial C U avec mesure de u coh sion angle de frottement massif de r action puits excavation pouss e rev tement essai triaxial C D coh sion c angle de frottement massif de r action puits excavation pouss e rev tement gt essai au bleu valeur au bleu collage gonflement essai d abrasivit abrasivit excavation chimiques INVESTIGA TIONS IN SITU Technique Param tres sondage carott nature des terrains pour essais en laboratoire essa
32. siste rassembler le maximum de donn es existantes par une enqu te g ologique qui d butera par la consultation de la carte g ologique du site du projet et se pousuivra par la recherche d informations sur des projets identiques r alis s dans un contexte similaire sur des projets diff rents mais r alis s proximit b timents avec sous sols par exemple ou encore une consultation de la banque des donn es du sous sol Ensuite pour pouvoir mesurer les caract ristiques physiques des terrains ce qui s effectue essentiellement dans un laboratoire sp cialis il est n cessaire de pr lever des chantillons pour lesquels on peut tol rer un certain remaniement Les pr l vements peuvent donc tre effectu s au moyen de sondages carott s mais aussi de sondages la tari re ou de puits creus s la pelle hydraulique Il est important de garder l esprit qu un sondage ne peut pas mettre en vidence de blocs d un diam tre sup rieur au sien si l on suspecte la pr sence de blocs de plus d une dizaine de d cim tres cubes il faut imp rativement r aliser des puits La profondeur des sondages doit tre choisie de mani re garder une certaine libert pour modifier le profil en long pr visionnel sans devoir recommencer de nouveaux sondages Pour mesurer les caract ristiques m caniques des terrains on dispose d essais en laboratoire pour lesquels il faut des chantillons intacts ce qui exclut notamment les so
33. tions s dimentaires plus r centes dans le substratum les zones indur es ou pr serv es de l alt ration superficielle dont la r partition est tr s souvent al atoire L tude de sol pr alable un projet de microtunnel comprendra donc deux aspects compl mentaires la reconnaissance g ologique au sens large c est dire lithologie g otechnique hydro g ologie elle est d autant plus importante que le microtunnel est profond et la technique sensible aux variations de mai 1994 g ologie Cette tape peut servir optimiser le trac de l ouvrage la reconnaissance des obstacles d autant plus n cessaire que l ouvrage sera superficiel avec interf rences possibles avec toutes sortes d obstacles 2 CO T DES RECONNAISSANCES Si les travaux classiques en tranch e pouvaient se satisfaire de reconnaissances sommaires il n en est pas de m me pour les microtunnels et ce malgr le faible montant unitaire des travaux d une part l immobilisation de capital que repr sente la machine et donc l conomie du chantier est incompatible avec un risque de blocage de celle ci qui n cessiterait un puits de et a fortiori avec un risque de perte irr versible si le blocage survient dans un endroit inaccessible d autre part les dommages ventuels aux ouvrages en place peuvent entra ner des co ts de r paration importants qui auraient pu tre vit s par une re
34. une association r gie par la loi 1901 but non T l 43 59 95 61 lucratif se compose de membres fondateurs de membres actifs et de membres Fax 43 59 95 60 honoraires Cette association est administr e par un conseil lu par assembl e g n rale ce m me conseil d administration lit un bureau ex cutif LES OBJECTIFS DE L ASSOCIATION Document tabli par Les diverses actions doivent se d velopper selon plusieurs axes E La promotion des techniques sans tranch e faire conna tre ces techniques par de l assistance expertise en encouragement et m me enseignement z La r glementation normalisation laboration de normes de cahiers techniques e Reconnaissances g ophysiques et contractuels r glementations diverses D g o ie hniques E La recherche mat riel guidage reconnaissance mat riaux outils d aide au diagnostic E L information Communication revues brochures livres conf rences colloques et centre de documentation E Vie associative Missions Voyages d tudes s minaires remises de prix Atelier 3 Interaction sol structure PARTICIPANTS ____ ______ Liste des personnes avant particip l laboration de ce document les animateurs de l atelier n 2 Leca L C P C R Lagabrielle LEPC l animateur de l atelier n 3 R Kastner INSA de Lyon et J M Balthassat B R G M Y Bourdeau INS A de Lyon
35. ux m talliques o Ais mettre en oeuvre et efficace Mise en oeuvre par concessionnaires et entreprises de travaux o Etude de la structure g ologique Efficace pour la fracturation Port e de 08 100 m r glable o Caract ristiques m caniques des terrains o Recherche de substratum o Caract ristiques m caniques des terrains tr s meubles o Structure des terrains obstacles o Port e de quelques metres o Forages cr pin s ou non tub s en eau o Demande une bonne accessibilit o Interpr tation d licate o R solution 10 20 de la taille du dispositif o Rendement moyen Suppose un environ nement plus ou moins tabulaire o Explosif parfois n cessaire o D licat voire impos sible en ville o Mauvaise r solution horizontale R solution d environ m dans les meilleurs cas Caract risation m canique des terrains R solution moyenne de 50 cm 1 m Mise en oeuvre entre forages ou entre le sol et le forage entre galeries Port e selon le mat riel et la compacit de la roche de 10 m plus de 100 m Recherche de vides de reliefs du substratum et de zones d comprim es Caract risation locale des terrains o Certaines zones lentes peuvent tre occult es Demande une bonne couverture angulaire par les trajets de mesure accessibilit o Mise en oeuvre d licate o Rendement moyen o Co t lev Mauvaise r so
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