Mise à jour : 09/2015 UNITE D ENSEIGNEMENT Domaine de compétences : Maîtrise des sciences et techniques de base Unité d enseignement : ST-1 Crédits ECTS : 12 ELEMENT CONSTITUTIF DE L UNITE D ENSEIGNEMENT Matière : GEOLOGIE Module : ST-1-1 Professeur : CABANIS Bruno Langue d enseignement : Français Niveau : Licence Année d études : 3 ème Semestre: 5 Classe : TP1 Code : 23-1 N : 1408 Coefficient : 3 PREREQUIS Programmes de géologie des classes de 1èreS et TS COMPETENCES A L ISSUE DE L ENSEIGNEMENT / RESULTATS DE FORMATION (en termes de savoir, savoir-faire et savoir-être) Connaître les problèmes et dangers liés à la nature géologique du sous-sol. Effectuer une reconnaissance géologique préalable à un aménagement ou une construction à partir des documents en ligne sur le web (photos aériennes, carte topographique, carte géologique, données des sondages, banque de données du sous-sol). Savoir identifier par des méthodes de chantier la plupart des matériaux géologiques courants (roches magmatiques, roches sédimentaires, roches métamorphiques). Savoir établir et interpréter des cartes de risques (PPR, PPRi). Aménager un site en respectant l environnement le patrimoine naturel. Utiliser des matériaux géologiques (constructions, granulats, ballast) dans le cadre du développement durable. CONTENU DE L ENSEIGNEMENT INTRODUCTION Importance de la géologie en Génie Civil A partir d exemples anciens célèbres (Malpasset, Clamart) ou plus récents (Eole, Méteor, Chasseneuil, Valmeinier, etc), on démontre la nécessité d une reconnaissance géologique préliminaire et d une bonne connaissance des matériaux géologiques avant tout projet d aménagement. CHAPITRE I
LES MATERIAUX NATURELS de l'ecorce TERRESTRE MINERAUX et ROCHES Genèse, caractéristiques, classification, utilisation, altérations et conséquences géotechniques 1-1- Compositions chimique et minéralogique des différentes enveloppes terrestres. 1-2- Représentation des matériaux géologiques : exemple de la carte géologique de France 1-3- Les minéraux des roches. 13-1- Notion de roche Minéraux et roches 13-2- Minéraux silicatés et non silicatés. Principales espèces et caractéristiques. 13-3- Quelques critères d identification des minéraux courants des roches de la croûte terrestre. 13-4- Fiches descriptives des minéraux les plus courants. 1-4- Les roches. 14-1- Les roches magmatiques. 141-1- Genèse et modalités de cristallisation des magmas. 141-2- Classification des roches magmatiques d après leur structure et mode de gisement, leur cortège minéralogique, leur composition chimique. 141-3- Les principales familles de roches magmatiques. 14-2- Les roches sédimentaires. 142-1- Origine des matériaux sédimentaires et milieux de dépôt 142-2- Evolution des matériaux sédimentaires et mode de gisement (strates) 142-3- Principales catégories de roches sédimentaires. 1423-1- Les roches détritiques ou terrigènes et les formations superficielles récentes. 1423-2- Les roches carbonatées (calcaires), 1423-3- les roches siliceuses 1423-4- les roches salines ou évaporites 1423-5- les roches carbonées et les autres roches. 14-3- Les roches métamorphiques. 143-1- Le phénomène de métamorphisme. Schistosité et litage. 143-2- Les principaux types de roches métamorphiques. 14-4- Principales utilisations des roches en bâtiment et en travaux publics. 1-5- Altération des minéraux et des roches et conséquences géotechniques. 15-1- Le phénomène d'altération. Importance, définitions et facteurs. 15-2- Altération des roches magmatiques et métamorphiques : altération per descensum, altération per ascensum 15-3- Altération des roches sédimentaires : par dissolution, par hydratation, par oxydation 15-4- Mesure de l'altération et prévision de l'altérabilité. 15-5- Cas particulier de l'altération des roches en milieu urbain. CHAPITRE II LES STRUCTURES de l'ecorce TERRESTRE ACQUISES par DEFORMATION sous CONTRAINTE 2-1- Comportement des matériaux rocheux soumis à des contraintes. 2-2- Les structures acquises par déformation sous contrainte. 22-1- Les structures nées de déformations souples. Plissements. 221-1- Formation des plis. Les deux grands types de plis. 221-2- Géométrie des plis. 221-3- Importance de la géométrie des plis en matière de génie civil. 22-2- Les structures nées de déformations cassantes. Fracturation. 222-1- Fracturation à l'échelle des minéraux et des échantillons rocheux (micro-fracturation) 222-2- Fracturation à l'échelle des massifs rocheux. Diaclases et failles. CHAPITRE III
PROBLEMES de FONDATIONS et de STABILITE POSES par les MATERIAUX ROCHEUX 3-1- Classification des plans de rupture existant au sein des massifs rocheux. 3-2- Stabilité générale des fondations au rocher. Traitements spécifiques possibles. 32-1- Fondations sur couches sédimentaires ou massifs schisteux. Ripage; conditions de rupture. 32-2- Fondations sur massifs diaclasés ou faillés. Tassements différentiels. 3-3- Stabilité des versants rocheux. Eboulements. 33-1- Différents types d'éboulements de surplombs rocheux. 33-2- Repérage et travaux préventifs. 3-4- Problèmes liés aux ouvrages souterrains. Décompression dans les tunnels. Confortations. 3-5- Importance des plans de rupture comme drains. Cas des retenues de barrages. CHAPITRE IV PROBLEMES de FONDATIONS et de STABILITE POSES par les MATERIAUX NON ROCHEUX 4-1- Fondations sur matériaux meubles 41-1- Matériaux granulaires (limon, sables, alluvions, éboulis, moraines) 411-1- Tassement 411-2- Phénomènes de liquéfaction. 41-2- Matériaux cohérents (argiles, marnes) 422-1- Consolidation et teneur en eau. 422-2- Tassement et gonflement. 41-3- Formations d origine anthropique : remblais et décharges. 4-4- Glissements de terrain et stabilité des versants 44-1- Caractéristiques générales. 44-2- Glissements rotationnels à surface de décollement cycloïdale 442-1- Aspect général de la zone affectée. Géométrie de la masse glissée. Théorie succincte du phénomène. 442-2- Prévention, traitements et protection des ouvrages. 44-3- Glissements superficiels. 443-1- Solifluxion de versants. 443-2- Coulées boueuses et laves torrentielles. DEROULE PEDAGOGIQUE (nombre de cours, d applications, visite ) 18h de cours, 12h d Applications Deux ou trois visites : une journée + une demie journée Cours magistral Cours magistral de 6 séances de 3h en amphi. Les cours sont présentés sous forme de diaporamas avec un maximum d illustrations et d exemples concrets. Applications Les applications de géologie sont réparties en quatre séances de trois heures (12h au total). Les thèmes traités sont variés et directement en relation avec le cours.
1) Utilisation des documents topographiques et géologiques dans le cadre d un projet d aménagement urbain (exemple de Paris). 2) Utilisation des cartes de l Inspection Générale des Carrières (IGC) pour la connaissance des vides souterrains et des méthodes à adopter pour le traitement de ces vides dans le cadre de constructions (exemple des carrières de craie de Meudon sur et des carrières de calcaire grossier sous le campus de Cachan). 3) Identification des matériaux géologiques naturels sur des échantillons représentatifs des principaux minéraux et roches par des méthodes de chantier (dureté, effervescence, caractères spécifiques). 4) Etablissement de cartes de risques (PPR et PPRi) à partir des photo aériennes et des cartes topographiques et géologiques en prenant comme exemples les glissements de terrain de Villerville (Calvados) et l aménagement d une station de haute montagne dans le Parc national de la Vanoise (Peisey-Nancroix). 5) Utilisation de la carte hydrogéologique (région de Douai) pour la localisation des nappes d eaux souterraines. Etablissement de log de sondages piézométriques et discussion dans le cadre des aménagements et des constructions 6) Analyse d un tracé routier en tunnel dans le Parc Naturel Régional du Vercors (Gorge de la Bourne, synclinal d Autrans-Méaudre). A partir de la carte topographique, choix d un tracé routier. A partir de la coupe géologique, discussion des problèmes rencontrés et des solutions géotechniques à envisager. Sorties sur le terrain Deux ou trois visites facultatives sur le terrain permettent d illustrer un certain nombre de notions vues en cours. Chaque visite donne lieu à un CR de visite obligatoire noté et pouvant donner lieu à un bonus sur les notes d applications de géologie. Visite facultative du site de Paris et de la carrière de gypse de Cormeilles-en-Parisis : site géologique de Paris, structure d une butte témoin, exploitation de gypse pour la fabrication du plâtre et du ciment, réaménagement de la carrière. Visite facultative d une journée en Normandie : Pont de Tancarville et Pont de Normandie et problèmes géologiques liés à leur fondations et ancrage, exploitation Eurovia de granulats marins et retraitement des MIOMS, les glissements de terrain de Villerville et leurs conséquences sur les aménagements et construction, explication géologique et parades à adopter. EVALUATION (type, durée, ) COMPOSITION DE GEOLOGIE (2H30) En Applications de géologie, chaque thème traité donne lieu à un travail personnel noté ; ces notes interviennent pour un tiers dans la note finale de géologie comptant pour 3 ECTS. SUPPORT DE COURS - BIBLIOGRAPHIE Un polycopié de cours est distribué aux élèves en début de semestre pour leur permettre de retrouver l essentiel des définitions et notions vues en cours et de réviser la composition. Un polycopié d application permet aux élèves de suivre l essentiel des exercices traités. Un blog est également à leur disposition pour retrouver la plupart des diapositives présentées en cours et les exercices traités en applications. Il met également à disposition des élèves diverses informations utiles sur les sorties et les consignes pour la composition ainsi que les corrigés des compositions des années précédentes. Géologie fondamentale
AURELE PARRIAUX CARON J.M et al. Géologie : bases pour l ingénieur Presses Polytechniques et Universitaires Romandes 2006 Comprendre et enseigner la planète terre (1989) Ophrys FOUCAULT et RAOULT Dictionnaire de Géologie - - Masson 8/6279 Géologie et géotechnique appliquées FILLIAT, DEPREZ et al. La pratique des sols et des fondations. Editions du Moniteur - 1980 4/1994 ANTOINE et FABRE Géologie appliquée au Génie civil. Masson - 1980 8/3498 Méthodes et moyens de reconnaissance CAMBEFORT Géotechnique de l'ingénieur et reconnaissance des sols. Eyrolles - 1972 8/2203 PIMIENTA, ROUSSEAU Reconnaissance géologique du chantier de construction. et MONEK Eyrolles - 1973 8/2201 Laboratoire Central Reconnaissance géologique et géotechnique des tracés de des Ponts et Chaussées routes et autoroutes. Note d'information technique - 1982 Fondations et stabilité des terrains et des ouvrages 4/2274 PHILIPPONNAT et HUBERT Fondations et ouvrages en terre Eyrolles - 1998 8/6610 Hydrogéologie CASTANY Principes et méthodes de l'hydrogéologie Dunod Université - 1982 8/5823 Matériaux de Construction et Granulats POMEROL Terroirs et monuments de France Editions du BRGM (1992) BERTON et LE BERRE Guide de Prospection des Matériaux de Carrière Collection «Manuels et Méthodes» Editions du BRGM (1995) MAILLOT Mémento Technique des Granulats (2001) Presses de l Ecole des Mines CARTES TOPOGRAPHIQUES ET GEOLOGIQUES SOREL et VERGELY Initiation aux cartes et aux coupes géologiques (1999) Dunod SITES WEB Blog de Géologie: http://geologie.over-blog.net/
http://infoterre.brgm.fr/ http://www.geoportail.fr/