Eau et infrastructures souterraines M.FORT Tristan La Loi de l’EAU Eau et infrastructures souterraines M.FORT Tristan

Présentation Solscope 2013 Sommaire I) Type d’infrastructures souterraines II) Difficultés de mises en œuvre III) Impact sur la nappe et les écoulements IV) Conséquence sur le patrimoine bâti V) Solutions Présentation Solscope 2013

I) Type d’infrastructures souterraines Infrastructures souterraines non-inondables Parois étanches Technique de cuvelage Association d’autres méthodes : drainage, pompage Infrastructures souterraines inondables Parkings : barbacanes, cunettes et évacuations Drainage accentué Présentation Solscope 2013

II) Difficultés de mises en oeuvre Protection étanche Pompage, assèchement Présentation Solscope 2013

III) Impact sur la nappe et les écoulements Structures étanches Structures drainantes, rejets Modification des paramètres de la nappe Modification des conditions d’écoulement de la nappe Présentation Solscope 2013

Présentation Solscope 2013 Structures étanche Barrière hydraulique importante ou barrage complet Incidence dépendant de la hauteur d’interception Décalages des isopièzes Cas particulier : canalisation de cours d’eau => coupe la relation naturelle nappe-rivière relèvement du niveau de la nappe / fonction drainante supprimée Présentation Solscope 2013

Structures drainantes, rejets Cas 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 Parking de la Cité Judiciaire Radier drainant : erreur sur la perméabilité, mauvais dimensionnements des puits Pompage important : +350 m3/h Présentation Solscope 2013

Structures drainantes, rejets Parking 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 Nécessité en cas de drainage de trouver une réutilisation des eaux Arrosage, nettoyage Pompes à chaleur : problème d’élévation des températures Présentation Solscope 2013

Modifications des paramètres de la nappe Remontée de la nappe à l’amont des structures, baisse piézométrique à l’aval Perturbation du régime d’écoulement Perturbation des zones d’alimentation et de décharge Mélange d’eaux de provenances et de caractéristiques différentes Entrainements de fines dans le cas de pompages Présentation Solscope 2013

IV) Conséquence sur le patrimoine bâti Remontée de la nappe Déstabilisation du sous-sol Poussée d’Archimède Présentation Solscope 2013

Présentation Solscope 2013 Remontées de nappes Niveau 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

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Présentation Solscope 2013 Remontées de nappes Venues d’eau, défaut des dispositifs de protection, désordres structurels Sols argileux gonflants Injections d’eau parasites (réseaux) : inondations, surcoûts, dimensionnements Cas particuliers Infiltrations et réinjections : nappe suralimenté, débordements Création de retenues d’eau : remontée locale, surpression de la nappe, débits verticaux Exploitation du sous-sol : remontée par abrasion de couches imperméables Présentation Solscope 2013

Déstabilisation du sous-sol Action chimique de l’eau sur les bétons : corrosion, phase oxygénée Préjudices aux fondations Baisse des niveaux => tassements des sols Hausse des niveaux : Réduction de la capacité portante des fondations Sous-pression et soulèvements (notamment en phase travaux) Cas particulier Liquéfaction des sols Bords de littoral : modification de la géométrie du biseau salé Présentation Solscope 2013

Présentation Solscope 2013 Poussée d’Archimède Problèmes importants lors des phases travaux Fissuration nuisibles à la solidité Problèmes de cohésion et de stabilité Solutions: Lestage : alourdir le bâtiment, la structure => cas de sous-pression faible Ancrage : solidariser le complexe sol-structure Présentation Solscope 2013

Présentation Solscope 2013 V) Solutions Modélisation Prévention : Grand Camp à Lyon Présentation Solscope 2013

Présentation Solscope 2013 Modélisation Nécessité d’appréhender les caractéristiques des nappes : géométrie, conditions aux limites, caractéristiques physiques, historiques piézométrique 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 Présentation Solscope 2013

Présentation Solscope 2013 Prévention Actions 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

Présentation Solscope 2013 Références BRGM, Remontées des nappes d’eau souterraine – Causes et effets, 1983 BRGM, La remontée des nappes d’eau souterraine en site urbain, Décembre 1993 Fouché.O, Impact des eaux souterraines sur le patrimoine bâti, 2009 Monition.L, Effets de l’urbanisation sur les eaux souterraines Sanglerat.G et Montgereau.N, Pathologie des parkings enterrés sous la nappe à Lyon, 2002 Présentation Solscope 2013