«Le sous-sol parisien: carrières, métros et projets du Grand-Paris» Paris 4 avril 2013

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1 «Le sous-sol parisien: carrières, métros et projets du Grand-Paris» Paris 4 avril 2013

2 «.des épopées métropolitaines à la conquêtes du sous sol parisien.» LE RÉSEAU EXPRESS RÉGIONAL D'ÎLE-DE- FRANCE Alain BALAN Directeur du projet EOLE Ancien Président de l AFTES

3 «.des chantiers exceptionnels urbains et souterrains....du XIXème siècle

4 «.des chantiers exceptionnels urbains et souterrains....du XIXème siècle

5 «.des chantiers exceptionnels urbains et souterrains....du XXème siècle

6 «.la compétence du géologue qui s exerce dans un contexte incertain.»??

7 1898, le début des travaux du métro Gare de Lyon 1998, fin des travaux du métro

8 Octobre 1900, la seconde ligne, assez circulaire Mars 1902, lancement d une circulaire sud encore plus aérienne

9 L année 1903, est celle de la 4 ème ligne 1904, voit une cinquième ligne avec les premières réalisations de traversée sous-fluviale

10 En 1910, Les six premières lignes sont en service

11 Dans les années 20, la fin du Nord Sud Et dans les années 30, les premières extensions

12 6 juillet 1961, le lancement de la construction de la première ligne Est-Ouest RER A

13 14 juillet 1999, mise en service de la deuxième ligne Est-Ouest «EOLE» RER E

14 Un centenaire d études, de travaux d incertitudes géologiques

15 et de questionnement!?

16 D un siècle à un autre, ce qui n a pas changé La géologie parisienne Les objectifs de ces épopées: la stabilité de l excavation Les tassements en surface

17 D un siècle à un autre, ce qui a évolué Les reconnaissances géologiques L apport de la géophysique L apport de la géochimie Les méthodes constructives Les méthodes dites traditionnelles La mécanisation de l excavation L amélioration des caractéristiques des terrains Congélation Injection Jet grouting Les caissons Le rabattement de nappes La mise en œuvre de méthodes de soutènement préalable à l excavation combattant la décompression

18 D un siècle à un autre, ce qui a changé Les contraintes d exécution Les nuisances Les gênes Les contraintes administratives L archéologie La loi sur l eau Les assurances La maîtrise des risques

19 La géologie parisienne La plus connue et reconnue au monde Des horizons géologiques de nature hétérogène aux caractéristiques géotechniques variables

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22 Marno calcaire de Saint Ouen

23 Marno- Calcaire injecté

24 Marno-calcaire de Saint Ouen Sables de Beauchamps

25 Marnes et Caillasses

26 Calcaire grossier

27 1/5 ème de la planète 40% du territoire français sont couverts de roches karstiques, et plus encore sous Paris Les systèmes karstiques complexes et les vides anthropiques répartis sous Paris représentent une hauteur de 1m. L aléa cavité doit donc être pris en compte lors de la construction d un ouvrage souterrain.

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32 RER D et ligne 14, METEOR

33 RER E, EOLE 1 ère Étape

34 RER E, EOLE 1 ère Étape. Techniques innovantes. Les reconnaissances à l avancement du tunnelier. les imageries radar

35 Le tunnelier

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37 L image radar

38 Les objectifs de ces épopées: Les tassements en surface

39 Les objectifs de ces épopées: la stabilité de l excavation

40 Les méthodes constructives

41 Les méthodes constructives

42 Les méthodes constructives

43 Les méthodes constructives Les méthodes dites traditionnelles

44 Les méthodes constructives Les méthodes dites traditionnelles

45 Les méthodes constructives Les méthodes dites traditionnelles

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47 Les méthodes constructives Les méthodes dites traditionnelles

48 Les méthodes constructives La mécanisation de l excavation

49 Les méthodes constructives La mécanisation de l excavation

50 Les méthodes constructives La mécanisation de l excavation

51 Le choix de la méthode constructive 2 tubes Tunnelier à pression de boue régulée par air comprimé

52 Identification des risques par une analyse de toutes les configurations du front de taille: L instabilité du front de taille et tassements en surface dans les sables fins silteux ou argileux sous nappe L impact des grésifications dans les sables sur la formation du cake Des débourrages et des fontis dans les sables lorsqu ils présentent un faciès propre

53 Des difficultés de marinage liées à la présence de blocs de grès Des problèmes d engraissement de la boue dans les horizons argileux des sables Des fontis dus à la présence de cavités de dissolution du gypse remplies d eau sous pression dans les marnes L accumulation des blocs en partie basse de la chambre d excavation du tunnelier Des difficultés à l excavation des calcaires grésifiés résistants

54 Les méthodes constructives L amélioration des caractéristiques des terrains Congélation

55 Les méthodes constructives L amélioration des caractéristiques des terrains Congélation

56 Les méthodes constructives L amélioration des caractéristiques des terrains Injection

57 Les méthodes constructives L amélioration des caractéristiques des terrains Jet grouting

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59 Les méthodes constructives. les caissons

60 Les méthodes constructives. les caissons

61 Les méthodes constructives. les caissons

62 Les méthodes constructives. les caissons

63 Les méthodes constructives La mise en œuvre de méthodes de soutènement préalable à l excavation

64 Les méthodes constructives La mise en œuvre de méthodes de soutènement préalable à l excavation

65 Les méthodes constructives La mise en œuvre de méthodes de soutènement préalable à l excavation

66 Les méthodes constructives La mise en œuvre de méthodes de soutènement préalable à l excavation

67 Les méthodes constructives La mise en œuvre de méthodes de soutènement combattant la décompression

68 Les méthodes constructives La mise en œuvre de méthodes de soutènement combattant la décompression

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71 Les contraintes d exécution Les nuisances Les gênes

72 Les contraintes administratives L archéologie La loi sur l eau

73 Les assurances La maîtrise des risques 9 décembre 1899, Ligne 1, effondrement de la voûte du tunnel, cratère de 15m de large, 20m de profondeur 22 décembre 1995, EOLE, affaissement de deux immeubles avec l effondrement d une façade, rue Papillon, fontis de 5m de large, 10m de profondeur mars 2002, METEOR, effondrement de la cour de récréation

74 Metro Line 14 (METEOR) Saint Lazare Gare de Lyon «Saint Lazare Olympiades» 1998 Olympiades

75 Metro Line 14 (METEOR)

76 Metro Line 14 (METEOR)

77 Les causes L état du calcaire Les reconnaissances pressiomètriques dans le calcaire grossier? La fracturation qui pouvait être connue par la visite des carrières! L insuffisance du soutènement Les résultats des calculs > très faibles déplacements verticaux La modélisation d un massif homogène > inadaptée La non prise en compte de l état de fracturation

78 RER E, EOLE 1 ère Étape

79 Des cathédrales souterraines, excavées sans incident

80 Les avantages Une bonne fiabilité du réglage de la pression du front Une régulation sans à coups préjudiciables à la stabilité du front au moyen de la bulle d air comprimé La présence d une réserve de boue de 80m3 pour faire face aux cavités en charge Une simplification des interventions au front..et un incident

81 La rue Papillon

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83 Les causes La fragilisation du sous sol d origine humaine : le puits Samson d origine naturelle : la dissolution du gypse Liées au projet : la foration du tunnel dans un fontis en phase terminale La réalisation d un puits de reconnaissance et la modification le l ordonnancement des travaux

84 Des éléments conclusifs Les incertitudes géologiques: Les incertitudes sur la nature des terrains Les incertitudes sur l état des terrains Les incertitudes sur les reconnaissances Les incertitudes techniques Les incertitudes sur l adéquation de la méthode à la géologie Les incertitudes de la méthode sur l environnement urbain Les incertitudes sur les incertitudes Le comportement des acteurs pendant les travaux

85 Des éléments conclusifs Dans, un contexte incertain, la contractualisation basée sur le partenariat est la solution la moins risquée, la forfaitisation la plus risquée.

86 Des éléments conclusifs Le montant des reconnaissances géologiques est inversement proportionnel à la réclamation de l Entrepreneur La dérive des coûts est d autant plus forte que les incertitudes géologiques induisent des risques subis Et, l offre la moins «disante» ne le sera plus à terminaison en s adossant sur des incertitudes géologiques dites «résiduelles»

87 La géologie appliquée, 1750 Le Métro de Paris La géologie de l ingénieur, 1940 Le RER Recommandations AFTES EOLE METEOR Technologie du boulonnage, 1974 Incertitudes et risques géologiques, 2012

88 La clé de la réussite La géologie de l ingénieur La connexion géologue ingénieur L adéquation géologie méthodes constructives Les recommandations de l AFTES

89 L extensiondu RER E, 15 ansaprès..

90 2017, CONGRÈS INTERNATIONAL DE L AFTES