Sondages carottés

Les travaux de reconnaissance sont effectués à l’aide des sondages, carottés (non destructif) ou destructif. La distance entre deux sondages est en fonction de la géologie du terrain rencontré, elle peut varier de 50 à 200 m. Les sondages carottés apportent des informations ponctuelles précises sur le massif au niveau du tracé, et permettent d’examiner la roche et de prélever des échantillons, cependant, ils sont néanmoins limités quand il s’agit de repérer avec précision l’orientation des discontinuités dans les massifs rocheux.

En effet le nombre des sondages, vu leur coût élevé, est certainement limité, surtout lorsque la couverture dépasse plusieurs centaines de mètres. L'exécution des sondages doit être envisagée en liaison étroite avec le levé géologique et les prospections géophysiques.

La figure (II.13) illustre une coupe géologique de terrain encaissant avec les positions probables des sondages, en présentant le tracé de tunnel dans la formation géologique des argilites inférieures moyennement fracturés et montre la position des sondages effectués.

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Figure II.13 : Coupe géologique le long du tunnel

Le tableau (II.1) montre les coordonnées des positions des sondages et la figure (II.13) présente une coupe géotechnique des différents profils obtenus par le sondage FT5.

36 II.4.2 Sondages TBH

Les sondages TBH sont réalisés dont le but de compliter les données sur la formation géologique du terrain encaissant en particulier au niveau de portail sud la ou un glissement de terrain est observé.

Le sondage TBH-1, a été réalisé pour analyser la géomorphologie et l’épaisseur du glissement de terrain localisé entre PK 24+955 - PK 25+125 et son influence sur la stabilité du tunnel. Au niveau de centre de cette zone (PK 25-030), une zone de glissement de terrain a été identifiée, contenant des morceaux de roches appartenant à une pile de flysch aux dimensions de gravier fin-gros dans une matrice d’argile sableuse d’épaisseur de 21.50 m. De mudstone - siltstone- du grès alterné ont été découvertes avec une pile de flysch dans le sondage allant de 21.50 m jusqu’à 80 m, qui représente le fond du bure. Ces unités sont décomposé avec une résistance moyenne à faible entre 21.50-35.50 m et peu décomposé fraiche à une résistance moyenne à partir d’une profondeur de 35.50 m.

Le sondage TBH-2, a été effectué pour déterminer si la formation de la vallée tranchante l’axe du tunnel avait une structure tectonique à faille. Dans ce sondage, des unités d’argilites/siltstone appartenant au pile de flysch ont été observés, issues de la décomposition (décomposition à forte-moyenne d’un endroit à l’autre) de degré W4 et W3 jusqu’à 9.00 m depuis la surface. Entre 9.00 - 40.00 mètre, des roches de flysch décomposé de degré (W2- W3), et non décomposé de résistance faible-moyenne ont été découvertes. De 40.00 m jusqu’à 50.00 m, qui est le fond du bure, des alternances de mudstone - siltstone - du grès à résistance peu décomposé et non décomposée de moyen degré ont été décelées par le sondage. Des niveaux d’argilites en lamelle-couche très fines ont été extrait dans des caisses de carottage sous forme fragmenté / partiellement fracturé. Une zone tectonique, à transporter jusqu’à l’axe du tunnel, qui sera considéré comme zone de faille visible a été découverte.

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II.4.3 Essai in Situ

II.4.3.1

Figure II.14 : Essai préssiométrique

Les figures (II.15) illustrent l’évolution de la pression en fonction de déplacement et le tableau (2) donne les résultats obtenu par l’essai TF-4.Les autres courbes d’essais sont regroupées dans l’annexe -C-.

Figures II.15 : courbes préssiométrique a) essai 1 b) essais 2

L’objectif principal de cette essai est de déterminer les caractéristiques mécaniques module préssiométrique EP et pression limite P_L de la formation rocheuse Figure(II.14), qui constitue le terrain encaissent de l’ouvrage et d’estimer aussi les risques de fluage et toutes instabilités lors des travaux de creusements.

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Tableau II.3 : Résultats de l’essai préssiométrique (à côté de FT-4)

Profondeur PrT-4 (m) Pression limite PL(MPa) Pression de fluage Pf (MPa) Module préssiométrique Ep. (MPa) EP/ PL 1 0,85 0,57 7,94 9,29 2 0,85 0,39 10,43 12,24 3 1,41 0,43 24,99 17,62 4 2 ,32 0,47 29,16 12,62 5 1,86 0,32 89,10 47,91 6 2,64 0,52 75,85 28,67 9 3,52 0,72 126,34 35,82 12 3,37 0,10 110,41 32,69 15 2,97 0,43 50,03 16,82 18 4,06 0,16 102,73 25,30 21 4,78 2,48 55,38 11,58 24 3,91 0,63 50,07 12,80 27 6,67 5,02 109,84 16,47 30 5,17 2,23 72,58 14,06 33 5,21 0,16 89,03 17,06 36 5,74 4,04 81,45 14,18 39 5,98 4,19 92,11 15,39 42 5,80 0,25 83,93 14,47 45 5,80 4,63 61,51 10,60 48 5,87 0,83 66,32 11,28 51 5,92 4,11 140,16 23,67 54 6,42 4,36 90,79 14,13

II.4.3.2 Essais de perméabilité in situ a. Mesures de perméabilité en place

Les mesures de perméabilité se font par injection d'eau (Lugeon - Lefranc) ou par pompage. La perméabilité Lugeon consiste de mesurer le débit qui s'écoule sous une pression effective de 1 MPa et sur une longueur de 1 m à travers les parois d'un forage (diamètre généralement compris entre 70 et 80 mm). L'unité Lugeàn (litre/mètre/minute) correspond grossièrement à un coefficient de perméabilité K = 10-7m / s. L'essai s'effectue en général sur une tranche de forage de 3 à 5 m de longueur.

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L'essai -Lefranc. Mandel-sert à déterminer la perméabilité d'alluvions situées sous la nappe à partir d'un forage de diamètre « 2 r » dont le tubage est prolongé par une crépine de longueur « L ». La profondeur de la zone- à- essayé étant située à la profondeur « H » sous la cote de la nappe, on ajoute une hauteur d'eau « dH ». Connaissant le débit Q absorbé pour maintenir dHconstant, on calcule :

𝑘 = ^𝑄 𝐶. 𝑑𝐻 Avec 𝐶 = ₂ ^4𝜋 𝑙 . (log_𝑒^𝑙 𝑟) − ¹ 2𝐻

 Les essais de perméabilité in situ ont été exécutés conformément aux normes NF P94-131 et NF P94-132 pour les essais Lugeon et Lefranc respectivement.

Les résultats obtenus sont récapitulés dans le tableau 3. Selon ces résultats trouvées notre terrain est classé moyennement perméable.

Tableau II.4 : Résultats des essais de perméabilité in situ

Sondage Type d’essais Niveau d’essai (m) Élévation (m) Résultat FT-1 Lefranc 9,00 à 10,00 594,00 à 593,00 2,02 x 10-4 ms-1 Lugeon 25,00 à 28,00, 15 m au-dessus de LB (1) 579,00 à 576,00 1,17 unité Lugeon (2) 90,00 à 93,00 15 m au-dessus de LB 514,00 à 511,00 0,003 unité Lugeon FT-2 Lugeon 65,00 à 67,00 15 m au-dessus de LB 523,00 à 521,00 0,02 unité Lugeon 80,00 à 83,00 au-dessus de LB 508,00 à 505,00 0,01 unité Lugeon 98,00 à 100,00 518,00 à 516,00 0,01 unité Lugeon

40 FT-3 au niveau de LB FT-4 Lugeon 48,00 à 51,00 15 m au-dessus de LB 504,00 à 501,00 2,02 unités Lugeon 2,02 X10-7m / s FT-5 Lefranc 6,00 à 7,00 7 m au-dessus de LB 504,00 à 503,00 3,66 x 10-4 ms-1

(1) LB : Ligne bleue du tunnel

(2) Une unité Lugeon est le débit moyen injecté sous une pression de 1 MPa, exprimé en litres par minute et ramené à un mètre de forage.