Impact d une tranchée routière sur l écoulement de la nappe phréatique: Cas de la RN19 à Boissy-Saint-Léger

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1 Impact d une tranchée routière sur l écoulement de la nappe phréatique: Cas de la RN19 à Boissy-Saint-Léger Emmanuel Dumont CETE IF Page 1/23

2 Sommaire I Contexte du projet II Etudes hydrogéologiques III Dispositions constructives IV Conclusions Emmanuel Dumont CETE IF Page 2/23

3 I Contexte du projet Description du projet Déviation de la RN19 à Boissy-Saint-Léger, entre la RN406 à Bonneuil-sur-Marnes et la RD94E à Villecresnes. Objectifs - Décongestionner le centre de Boissy-Saint- Léger - Soulager les villes environnantes d une circulation parasite - Augmenter la sécurité des usagers - Améliorer le cadre de vie des riverains - Déclaration d utilité publique en avril 1999 Fig. 1 : Localisation de Boissy-St-Léger Emmanuel Dumont CETE IF Page 3/23

4 I Contexte du projet Historique des études et travaux : Dossier de prise en considération : APS : APSM n : DUP Enquête préalable à la DUP : APSM n : Projet Partiel n 1 (Scission des tronçons Nord et Sud) : Projet Partiel Modificatif n 1 Notification des premiers marchés de travaux de la phase fonctionnelle du Projet Partiel n : Début de l AVPM (MOE: Ingérop-Arcadis) et création d un accord cadre pour le tronçon Sud Emmanuel Dumont CETE IF Page 4/23

5 I Contexte du projet Caractéristiques du projet Tronçon Nord (échangeurs de la RN406 et du RER) travaux en cours Tronçon Nord Tronçon Sud Fig. 2 : Profil en long de la déviation de la RN19 à Boissy-St-Léger Emmanuel Dumont CETE IF Page 5/23

6 LES PLÉNIÈRES 2011 de l Ifsttar I Contexte du projet Caractéristiques du projet Tronçon Nord (échangeurs de la RN406 et du RER) travaux en cours Tronçon Nord Tronçon Sud Fig. 5 : Viaduc du RER Fig. 4 : Bâche de rétention Fig. 3 : Semelle Emmanuel Dumont CETE IF Page 6/23

7 I Contexte du projet Caractéristiques du projet Tronçon Sud (du diffuseur du RER au carrefour RN19/RD94E) Avant-Projet Modificatif n 3 Tranchée couverte Tranchée Ouverte Tronçon Nord Tronçon Sud - Trémie d accès Nord à la tranchée - Tranchée Couverte - Trémie d accès Sud appelée Tranchée Ouverte - Diffuseur de Boissy Sud Fig. 6 : Emplacement des tranchées Emmanuel Dumont CETE IF Page 7/23

8 II Études hydrogéologiques Contexte géologique Plateau surplombant la vallée alluviale de la Seine Stratigraphie: - Limon des plateaux - Argiles à meulières - Marno-Calcaire de Brie (nappe) - Argiles Vertes - Marnes de Pantin (nappe) - Marnes d Argenteuil projet Fig. 7 : Carte topographique Emmanuel Dumont CETE IF Page 8/23

9 II Études hydrogéologiques Contexte hydrogéologique Tranchées, ancrées dans les argiles vertes, perpendiculaires à la nappe phréatique sur plus de 1400 m Risque d effet barrage Enjeux locaux: - Risque pour le bâti - Présence d un cimetière - Forêt régionale - Centre d entraînement de trotteurs Fig. 10 : Lavoir de Boissy Fig. 9 : Forêt régionale - Puits de particuliers Fig. 8 : Château de Grosbois Emmanuel Dumont CETE IF Page 9/23

10 II Études hydrogéologiques Historique Etude du LREP: 1995: Premières études hydrogéologiques 1999: Modélisation numérique de l effet barrage 2001: Dossier de synthèse 2004: Actualisation des relevés piézométriques Etude d ARCADIS 2011: Modélisation hydrogéologique et mémoire technique sur le passage de nappe. AMO du CETE IF. Emmanuel Dumont CETE IF Page 10/23

11 II Études hydrogéologiques Objectifs et principes des modélisations Objectifs: - quantifier l importance de l impact des parois moulées sur les écoulements souterrains - justifier les dispositions constructives Démarche: - utilisation du logiciel Modflow (USGS) - création du modèle géologique (toit du substratum imperméable) - restitution de la piézométrie initiale (calage) - prise en compte de l impact des parois moulées - modélisation de l effet des dispositions constructives Emmanuel Dumont CETE IF Page 11/23

12 II Études hydrogéologiques Choix de la zone modélisée et de la discrétisation Petit modèle LREP Grand modèle LREP Modélisation Arcadis Discrétisation: 7.2 km x 8.8 km 650 lignes 411 colonnes Cellule de 50 à 1 m de côté Fig. 11 : Délimitation des modèles Emmanuel Dumont CETE IF Page 12/23

13 II Études hydrogéologiques Définition du toit des argiles vertes Interpolation du toit des argiles vertes avec Surfer: - 90 données de sondage - 97 points situés à l affleurement - Radial Basis Function - Traitement manuel Fig. 12 : Interpolation du toit des argiles vertes Arcadis Emmanuel Dumont CETE IF Page 13/23

14 II Études hydrogéologiques Calage de l état initial Paramètres de calage: - Perméabilité du calcaire de Brie - Débit d infiltration (pluie utile) - Conditions aux limites Fig. 13 : Comparaison des données mesurées le 16/06/1999 (bleu) et simulées (rouge) Emmanuel Dumont CETE IF Page 14/23

15 LES PLÉNIÈRES 2011 de l Ifsttar II Études hydrogéologiques Définition du zonage de l infiltration En rose: zones urbanisées (5 cm/an) En blanc: zones non imperméabilisées (10 cm/an) Fig. 14 : Délimitation des zones urbanisées Arcadis Emmanuel Dumont CETE IF Page 15/23

16 LES PLÉNIÈRES 2011 de l Ifsttar II Études hydrogéologiques Définition du zonage des perméabilités En bleu: zones périphériques (K= m/s) En blanc: zone centrale (K= m/s) Fig. 15 : Attribution des perméabilités Arcadis Emmanuel Dumont CETE IF Page 16/23

17 II Études hydrogéologiques Modélisation de «l état initial» Ecoulement principal de l Est vers l Ouest Thalwegs non représentés Fig. 16 : Résultat de la modélisation représentant l état initial Courbes isopièzes Arcadis Emmanuel Dumont CETE IF Page 17/23

18 II Études hydrogéologiques Prise en compte des parois - mêmes hypothèses que pour l état initial, mais désactivation des cellules concernées - problème de dénoyage des cellules - remontées maximales à l amont: 2.6 m - zones concernées par des remontées supérieurs à 1 m jusqu à 250 m - abaissements atteignant 3 m Fig. 17 : Modélisation de l effet barrage Courbes iso-rabattement Arcadis Emmanuel Dumont CETE IF Page 18/23

19 III Dispositions constructives Modélisation du rétablissement de la continuité hydraulique - tranchées drainantes descendues jusqu au toit des argiles vertes (K= m/s) - construction de siphons reliant la tranchée amont à la tranchée aval Arcadis Fig. 18 : Modélisation des siphons Emmanuel Dumont CETE IF Page 19/23

20 III Dispositions constructives Résultats des modélisations - Remontées de nappe inférieures à 15 cm dans la partie sud - Remontées de nappe inférieures à 30 cm dans la partie nord - Abaissement de la nappe inférieur à 50 cm - Débits transitant dans les siphons variant de 0.34 à 1.83 m 3 /h. Fig. 19 : Modélisation du rétablissement de la continuité hydraulique à l aide de 7 siphons Courbes iso-rabattement Arcadis Emmanuel Dumont CETE IF Page 20/23

21 III Dispositions constructives Mémoire technique Utilisation des issues de secours pour les siphons Arcadis Fig. 20 : Coupe en travers représentant le fonctionnement des siphons Emmanuel Dumont CETE IF Page 21/23

22 IV Conclusions Rétablissement des écoulements - Nécessité d affiner la modélisation de l état initial (zonage de perméabilité; représentation du thalweg) - Optimisation des dispositions constructives (nombre de siphon, emplacement et dimensionnement des tranchées drainantes) Aspect législatif - Projet basé sur DUP de 1999 (prorogée jusqu en 2009) - Evolution législative (DCE, loi LEMA) Nécessité de pouvoir justifier l impact de la tranchée grâce à une modélisation réaliste Emmanuel Dumont CETE IF Page 22/23

23 Merci de votre attention Emmanuel Dumont CETE IF Page 23/23