BRGM L'ENTRIPRISE AU SERVICE DE LA TEDIE

D . D . E .

VOIE SUR BERGES

JARRY - BAIE-MAHAULT (GUADELOUPE)

RECONNAISSANCE GEOTECHNIQUE PRELIMINAIRE

RAPPORT R 32834 4S ANT 91

Par C. PERRIN Sous la direction technique

de J.L. FOUCHER

AVRIL 1991

B R G M - ANTILLES MARTINIQUE km 0,9 roui« de Didier - B.P. 394 • 97258 Fort-de-Fronce cedex Til.: 19 (596) 71.88.68 - Télécopiai» : 19 (596) 63.30.46 - Tél.* : 912 354 M R

GUADELOUPE Villa d'Huy - Morne Notre-Dame - 97139 Abymet Til.: 19 (590) 82.75.40 - Télécopieur : 19 (590) 91.51.66

Voie sur berges

Reconnaissance géotechnique préliminaire

RESUME

Rapport R32834 4S ANT 91 Avril 1991

Dans le cadre de la nouvelle liaison port-aéroport, une voie sur berges est prévue à Jarry, reliant la rue de la Chapelle à la nouvelle zone portuaire ZICP.

Le BRGM-Antilles a été mandaté par la DDE d'une mission de reconnaissance géotechnique préliminaire aux abords du projet, en zone maritime.

La campagne d'investigations a compris, outre une recherche documentaire :

- 2 sondages carottés à 10 m, réalisés à partir d'un appontement EDF (SCI) ou d'une digue remblayée de la ZICP (SC2);

- 5 sondages au pénétromètre statique lourd;

- 3 profils en long de jettings : dans l'axe, à 15 m au Nord de l'axe et à 15 m au Sud de l'axe;

- essais de laboratoire.

Cette étude a permis de distinguer deux zones fondamentalement différentes :

Zone A : (profil J6 à J9 inclus, d'après la numérotation des jettings)

Sous 0,70 à 2 m d'eau, des tourbes, dont l'épaisseur varie de 2 à 4,50 m, surmontent des argiles molles ou peu consistantes.

Zone B : (autres profils)

La tranche d'eau, moins importante, recouvre des formations argilo-sableuses. Le niveau plus consistant sous-jacent est composé de sable coquillier ou d'argile bariolée.

A ce stade des reconnaissances et au vu des résultats des essais de laboratoire, deux phases de travaux sont à prévoir : mise des remblais hors-eau sur l'emprise totale du projet (2 x 2 voies), puis remblaiement jusqu'à la cote finale du projet.

Afin d'optimiser la seconde phase, une auscultation des tassements (piges, tassomètres) et la mesure des valeurs de cohésion non drainée (profils scissométriques après tassements) est nécessaire.

Il semble souhaitable de renforcer la stabilité par mise en place de géotextiles et création de banquettes latérales.

Les talus seront protégés des phénomènes usuels ondulatoires (houle, marée) et des phénomènes exceptionnels (marée cyclonique, raz-de-marée sismique,...) par enrochements, géofibres,...

Il importe dès maintenant d'élargir l'appréhension de ce contexte par une campagne géotechnique complémentaire incluant :

- levé bathymétrique;

- sondages carottés à partir de pontons flottants;

- détermination des profils scissométriques à partir de pontons flottants, selon une maille régulière (100 m au plus);

- essais de laboratoire;

étude de la stabilité par exécution de logiciels (TALREN,...).

Par C. PERRIN sous la direction technique

de J.L. FOUCHER

TABLE DES MATIERES

1 - INTRODUCTION

2 - CONTEXTE

2.1 - Contexte géographique

2.2 - Contexte géologique

3 - R E C H E R C H E DOCUMENTAIRE

4 - RECONNAISSANCES COMPLEMENTAIRES ET RESULTATS

4.1 - Sondages carottés

4.2 - Sondages au pénétromètre statique lourd

4.3 - Campagne de jettings

4.4 - Essais de laboratoire

5 - INTERPRETATION

5.1 - Tassements

5.2 - Stabilité

5.2.1 - Stabilité au poinçonnement

5.2.2 - Stabilité à la rupture circulaire

5.3 - Discussion et recommandations préliminaires

6 - OBJECTIFS DES C A M P A G N E S COMPLEMENTAIRES

7 - CONCLUSION

FIGURES DANS LE TEXTE

Figure 1 : plan de situation (échelle 1/25 000)

Figure 2 : profil en long n° 1 (à 15 m Nord de l'axe du tracé)

Figure 3 : profil en long n° 2 (dans l'axe du tracé)

Figure 4 : profil en long n° 3 (à 15 m Sud de l'axe du tracé)

Figure 5 : profil en travers J7

ANNEXES

Annexe 1 : plan d'implantation des reconnaissances (échelle 1/2000)

Annexe 2 : tableau récapitulatif des essais de laboratoire sur prélèvements en milieu marin (Port de Pointe-à-Pitre)

Annexe 3 : résultats de la campagne de reconnaissance pour la station d'épuration de Jarry (extraits du rapport R 77 ANT 13)

Annexe 4 : coupes géologiques des sondages carottés SCI et SC2

Annexe 5 : graphes des sondages au pénétromètre statique lourd (PSI à PS5)

Annexe 6 : résultats des jettings

Annexe 7 : résultats des essais de laboratoire

1 - INTRODUCTION

Dans le cadre de la nouvelle liaison port-aéroport, un tronçon de la voie sur berges doit être construit à Jarry, reliant la rue de la Chapelle à la nouvelle zone portuaire ZICP.

Le BRGM-Antilles a été mandaté par la DDE d'une mission de reconnaissance géotechnique préliminaire aux abords du projet, en zone maritime.

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2 - CONTEXTE

2.1 - Contexte géographique (cf figure l)

Le projet est établi pour une chaussée à 2 voies, extensible à 2x2 voies à terme. Cette route s'appuie au Sud sur les digues des zones remblayées de la ZICP.

Contournant les stockages d'hydrocarbures de la SARA, puis le barrage flottant d'EDF (servitudes liées aux stockages conformes aux instructions de Novembre 1989), le tracé se poursuit en zone maritime jusqu'au Nord de la Chapelle Notre-Dame.

La dernière portion du projet, pour rejoindre la Voie Verte, se situe en milieu terrestre.

En première phase, un raccordement provisoire est prévu, après les pontons EDF, vers le Boulevard de la Pointe Jarry, par la voie de la Chapelle.

(Ces éléments sont extraits du projet communiqué en Novembre 1990 par la DDE, cf annexe 1.)

2.2 - Contexte géologique

L'étude concerne essentiellement le tracé en zone maritime.

Dans ces zones, les matériaux de surface sont des dépôts fins, gorgés d'eau : vases, tourbes, argiles molles plastiques (matériaux quelquefois sableux). Ces formations hautement compressibles ont des puissances très variables sur le littoral de Jarry. La formation résistante sous-jacente est soit un sable coquillier, moyen à dense, soit une argile à rognons calcaires (toit du marno-calcaire), soit une argile d'altération de produits volcaniques (argiles de 1'Antémiocère marrons ou bariolées). Cette dernière altérite sert de formation superficielle sur les tronçons terrestres.

Le substratum marno-calcaire existe à des profondeurs souvent importantes, surtout en traversée maritime.

2

F igure 1 : P lan de s i tuat ion

3 - RECHERCHE DOCUMENTAIRE

Concernant la zone de traversée maritime, il n'a pas été trouvé trace de sondage ayant eu lieu à proximité du projet.

Un tableau récapitulatif des essais de laboratoire effectués sur les sols prélevés dans le port de Pointe-à-Pitre (extension Nord) est fourni en annexe 2.

Même si le lieu du prélèvement n'est pas strictement le même, les fourchettes de valeurs apportent des renseignements précieux, surtout pour les matériaux tourbo-vaseux (population de 10 éléments).

Quant à l'extrémité du tracé terrestre (secteur de la Chapelle Notre-Dame), une étude géologique et géotechnique a été menée en 1977, pour la station d'épuration de Jarry (rapport BRGM 77 ANT 13). Une partie des reconnaissances (sondages carottés SI et S2, sondages pénétrométriques PI, P2 et P3) se situe sur le tracé du projet ou à proximité immédiate Sud.

Les résultats de ces sondages sont présentés en annexe 3, avec un plan d'implantation au 1/2000 et le tableau des essais de laboratoire pratiqués sur les prélèvements dans ces sondages.

Ces implantations sont aussi reportées sur le plan du projet "Voie sur berges" et d'implantation des sondages de la campagne 91 (annexe 1).

L'étude pour la station d'épuration montre l'existence, sur le site et le long de la voie sur berges, d'une formation volcanique altérée, argileuse, épaisse, reposant sur un marno-calcaire.

Cette formation argileuse est consistante puisqu'elle permet d'adopter une capacité portante de calcul de 2 Bar pour des fondations superficielles (sur le site délimité sur le plan d'implantation au 1/2000 présenté en annexe 3).

L'étude met aussi en évidence la complexité de la stratigraphie locale puisque le marno-calcaire est quasiment affleurant au Sud du site, vers la Pointe-A-Donne (marno-calcaire à -1,20 m/TN sur S3).

3

4 - RECONNAISSANCES COMPLEMENTAIRES ET RESULTATS

4.1 - Sondages carottés

Deux sondages carottés de 10 m, notés SCI et SC2, ont été foncés par la SAFOR.

Le sondage SCI a été réalisé à partir d'un appontement EDF en Juin 1990.

Le sondage SC2 a été effectué à partir d'une digue des zones remblayées de la ZICP en Juin 1990.

Les implantations précises des sondages (conformes au tracé en vigueur en Juin 1990) sont indiquées sur le plan en annexe 1; les coupes géologiques sont fournies en annexe 4.

Ces sondages ont donné lieu au prélèvement de deux échantillons intacts (APM) par sondage, pour essais de laboratoire.

Le sondage SCI présente, enfermée sous le remblai de 1'appontement (épaisseur 1 m ) , une couche de tourbe noire molle et fibreuse. Cette formation meuble a une puissance de 4,60 m; elle surmonte une argile grise à rognons calcaires (toit du marno-calcaire), débutant à -5,60 m/TN.

Le sondage SC2 ne comporte pas de formation meuble à proprement parler : sous le remblai hydraulique (1 m ) , se trouvent des sables coquilliers (argileux de -2,50 à -3,40 m/TN) puis une argile d'altération d'origine volcanique. Le toit du marno-calcaire est détecté à -5,50 m/TN.

4.2 - Sondages au pénétromètre statique lourd

Le pénétromètre statique lourd, de marque Gouda, permet de foncer une pointe de mesure avec un maximum de 10 tonnes de poussée. La résistance de pointe qc et le frottement latéral Qst des formations traversées sont mesurés tous les 20 cm avec une vitesse d'enfoncement constante de 2 cm/s. Les sondages sont menés au refus de l'appareil, soit par butée (sur une formation dure ou un bloc rocheux) , soit par atteinte des limites de l'appareillage (frottement latéral sur le train de tiges trop important).

Cinq sondages de ce type, notés PSI à PS5, ont été foncés le 20 Juin 1990.

Les sondages PSI et PS2 ont été réalisés de part et d'autre du bâtiment "Antilles de Commerce".

Les sondages PS3 à PS5 ont été effectué sur les digues des zones remblayées de la ZICP.

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Ces implantations correspondent au tracé en vigueur en Juin 1990. Les points de reconnaissance sont indiqués sur le plan en annexe 1.

L'annexe 5 comporte les graphes des cinq sondages.

Les sondages PSI et PS2 intéressent la phase provisoire, terrestre de raccordement à la rue de la Chapelle et au Boulevard de la Pointe Jarry.

Le profil de résistance de pointe de PS2 est à rapprocher des éléments bibliographiques de la station d'épuration : le sondage traverse une formation homogène sur 8 m environ, avec qc compris entre 10 et 20 Bar. Nous apparentons cette formation à l'argile d'altération de produits volcaniques marron à rouge-brique, bariolée.

Le sondage PSI, réalisé à proximité (distance entre les points de l'ordre de 10 m ) , montre l'existence au sein de poche très molle, la résistance de pointe qc étant nulle, jusque vers -2,6 m/TN.

4.3 - Campagne de Jettings

Les sondages par jettings consistent en la pénétration de terrains meubles par une lance en PVC, sous injection d'eau sous pression.

Ce type de reconnaissance permet, à partir de l'analyse de l'enfoncement de la lance et des éléments remontés avec l'eau d'injection, la connaissance des matériaux meubles traversés et de leur épaisseur respective.

Ce mode d'investigation ne peut intéresser que des matériaux mous ou très peu consistants (tourbe, sable argileux, argile sableuse, . . . ) . Le refus est très vite observé dans des couches résistantes (sable coquillier, argile à rognons, ...) ou dans des formations cohésives (argiles consolidées, . . . ) .

A cet égard, le niveau de refus constaté sur chaque jetting n'a pas de'signification physique ou stratigraphique. En particulier, le refus obtenu dans de l'argile ou du sable coquillier ne signifie pas l'atteinte du toit du marno-calcaire (à de rares expressions près, signalées par "arrêt sur rognons" dans les bordereaux de résultats).

Sur le profil en long de la voie sur berges, 21 profils, notés Jl à J21, ont été définis; ils sont représentés sur le plan en annexe 1.

Sur chaque profil, trois jettings répertoriés Ji-1, Ji-2, Ji-3 ont été réalisés. Le n°2 est implanté sur l'axe du profil en travers; les n° 1 et 3 sont situés à égale distance (~ 15 m) de l'axe sur le profil en travers, respectivement côté Nord et côté Sud.

5

Les tableaux complets des résultats sont présentés en annexe 6.

Ces résultats sont synthétisés sur les profils en long PI, à 15 m Nord de l'axe (figure 2), P2, dans l'axe (figure 3) et P3, à 15 m Sud de l'axe (figure 4).

Ces profils permettent de distinguer 2 zones :

- zone A : de J6 à J9 inclus;

- zone B : de Jl à J5, de J10 à J17 et de J18 à J21.

Dans la zone A, les matériaux immergés sous 0,70 à 2 m d'eau sont des tourbes, surmontant des argiles molles ou peu consistantes (le frottement des argiles sur la lance occasionne généralement un refus rapide, avec moins d'un mètre d'argile traversée; ici, la profondeur de fonçage de la lance dans l'argile atteint 2,50 m en J7-3).

Les tourbes ont une puissance variant de 2 à 4,50 m. Le profil le plus critique correspond à J7 ; un profil en travers interprétatif est donné en figure 5.

Dans la zone B, les formations immédiatement sous l'eau de mer sont des sables argileux ou argiles sableuses. L'horizon sous-jacent plus consistant (ne pas confondre avec substratum) est composé de sable coquillier ou d'argile.

Ces formations meubles ont une puissance cumulée de 4,7 0 m en J21-2.

Entre les profils 10 et 16, la couche de sable argileux a une épaisseur peu variable d'environ 2 m.

4.4 - Essais de laboratoire

Quatre échantillons APM, prélevés lors des sondages carottés SCI(2) et SC2(2), ont été testés en laboratoire.

Les matériaux issus de SCI sont tourbeux (zone A ) , ceux de SC2 sont sableux puis argileux (zone B) . Les profondeurs de prélèvement et l'intégralité des résultats de laboratoire figurent en annexe 7.

Chacun des échantillons a subi la série d'essais d'identification physique (description, teneur en eau et poids spécifiques).

Deux essais de compressibilité à l'oedomètre sur les tourbes prélevées en SCI montrent leur caractère fortement compressible : coefficient de compression vaut Cc = 2,2 à -2,5 m/TN et Cc = 0,75 à -4 m/TN, avec un indice des vides e respectivement de 5,7 et de 3.

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Figure 2 : Profil en long n°l

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Remblais

Tourbe

Argile sableuse

et Sable argileux

Argile

Sable et coraux

Echelle horizontale : 1/5000

Echelle verticale : 1/100

Contour bathymétrique

Figure 3 : Profil en long n°2

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Figure n°4 : Profil en long n°3

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Figure 5 : Profil en travers J7

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Legende

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Echelle horizontale : 1/200

Echelle verticale : 1/100

-çjrt Argile grise a - " rognons

Afin d'étudier la stabilité des remblais sur sols compressibles, deux essais de cisaillement UU ont été réalisés à la boîte de Casagrande. La tourbe sableuse et argileuse (SCI) est caractérisée par Cu = 0,4 bar et le sable argileux (SC2) par C = 0,05 bar.

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5 - INTERPRETATION

NB : équivalence des unités de pression IMPa = 10 Bar = 100 t/m2

5.1 - Tassements

Les tassements primaires absolus sont évalués à partir des essais de compressibilité à l'oedomètre.

La formule est la suivante, pour une couche d'épaisseur ¿\ z :

S =Az .— . log $7(fp) 1+e

avec S : tassement de la tranche considérée A z : épaisseur de la tranche considérée C c : indice de compression eQ : indice de vides initial

Çj~p : pression de préconsolidation *\f : surcontrainte verticale augmentée du poids des terres

sus-jacentes (déjaugées le cas échéant) e : indice des vides correspondant à^*

Nous considérons un remblai constitué de "tuf" calcaire sain, avec : ^ R = 2 t/m^

ï'R = 1 t/m3 (poids dé jaugé) C R = 0 (remblai purement frottant) /R = 35

Nous prenons l'hypothèse d'un niveau de service de la voie sur berges à + 2m NGG.

Zone A : des essais de compressibilité à l'oedomètre ont été menés sur des échantillons tourbeux, prélevés à des profondeurs différentes.

Leurs résultats permettent de déterminer l'amplitude des tassements primaires absolus pour le profil P7 .

La hauteur du corps de remblai considéré est minimale, à savoir la hauteur d'eau (1,50 m) et la hauteur hors-eau ( 2 m ) , soit 3,50 m (n'incluant donc pas la part importante de tassements). Le tassement primaire sous cette charge est d'un mètre environ.

Pour une épaisseur de remblai à mettre en place de 4,50 m, les tassements primaires absolus sont estimés à 1,10 m; le niveau de la plate-forme sera alors approximativement de +2 m NGG.

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NB : * les estimations précédentes, pour la consolidation pri­maire exclusivement, ne prennent pas en compte des phénomènes importants dans de tels matériaux à forte teneur à matière organique :

- tassement instantané - tassement secondaire - fluage

En première approche, ces phénomènes peuvent atteindre 25 % du tassement primaire. Le coefficient de sécurité au glissement ne devra pas être inférieur à 1,5 .

* les amplitudes indiquées sont sous-estimées, étant don­né que les prélèvements ont eu lieu en zone remblayée (appontement EDF). Les matériaux testés à l'oedomètre ont donc été consolidés par rapport aux sédiments in situ.

Zone B : nous ne disposons pas d'essai oedométrique sur les sédiments hybrides la composant (sables argileux et argiles sableuses).

Les tassements seront relativement peu importants.

Les phénomènes .retardés (consolidation secondaire, fluage, •••) seront, dans cette zone, très limités et générés principalement sous sollicitation dynamique (séisme avec liquéfaction).

5.2 - Stabilité

5.2.1 - Stabilité au poinçonnement

Cette rupture se manifeste par affaissement du remblai sans qu'il subisse de cisaillement; deux bourrelets se forment au niveau du terrain naturel de part et d'autre des talus.

Le facteur de sécurité s'exprime dans de tels cas par :

F = qmax

q

et

^max = (1T+ 2) • cu

avec Cu : cohésion non drainée du terrain naturel F : coefficient de sécurité qmax: contrainte apportée provoquant la rupture q : contrainte sécuritaire

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Zone A : les matériaux tourbeux testés en laboratoire sont caractérisés par C u = 4 t/m .

Le calcul des tassements présenté au paragraphe précédent indique la nécessité de mettre en place 4,5 m de remblai pour un remblai hors d'eau de 2 m.

La surcharge apportée est, pour un remblai ¿ R = 2 t/m de 6,5 t/m2.

Le coefficient de sécurité F vaut 3,3.

La stabilité au poinçonnement est donc pleinement assurée.

La nature fibreuse des tourbes nécessite d'utiliser la cohésion Cu avec prudence, toutefois la marge de sécurité étant importante, on peut estimer la stabilité comme acquise.

Zone B : l'échantillon de sable grossier argileux est caractérisé par une cohésion non drainée de 0,05 bar soit 0,5 t/m2.

Cette valeur faible de cohésion n'autorise, pour F = 1,5, qu'une surcharge de g = 1,7 t/m—.

La hauteur d'eau maximale sur l'axe est de 1,5m (2 m pour le pied de talus Sud), le remblai y est considéré avec son poids déjaugé, ^'R = 1 t/m .

Dès lors, il est clair que la contrainte sécuritaire de 1,7 t/m permet seulement de sortir le toit des remblais de l'eau. Même dans ce cas de figure d'un phasage avec la réalisation primaire d'une plate-forme hors-d'eau, les profils les plus critiques (hauteur d'eau maximale, P5, P10) devraient subir un facteur de sécurité plus faible que 1,5.

La montée soudaine des remblais pour atteindre la côte +2 m NGG provoquerait à coup sûr la rupture par poinçonnement.

5.2.2 - Stabilité à la rupture circulaire

A ce stade des reconnaissances, nous étudions le risque de glissement par rupture circulaire à partir des abaques de Pilot-Moreau.

Le remblai ne comporte pas de banquettes stabilisatrices.

Deux possibilités usuelles pour les pentes de ces talus sont explorées : pentes 2/3 ou 1/2.

Le remblai considéré est le même que dans les paragraphes précédents : y R = 2 t/m-*

Y'R = 1 t/m3 CR = 0

?R = 35°

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Zone A : la hauteur de remblai à mettre en place est : H = 4,5 m pour une épaisseur de matériaux tourbeux compressibles de D = 4,5 m.

Pente des talus ß

2/3

1/2

Coefficient de sécurité F

2,34

2,42

La stabilité du remblai vis-à-vis de la rupture circulaire semble assurée en milieu tourbeux.

NB : pour les deux calculs de stabilité en milieu tourbeux (poinçonnement et rupture circulaire), la cohésion non drainée C„ a été mesurée sur un échantillon compris entre -4 et -4,50 m/TN. Une détermination plus fine des risques de rupture nécessite la connaissance de Cu en surface des sédiments.

Zone B : nous considérons les conditions de non-poinçonnement, soit <5~R = 1,7 t/m .

Le nombre de Taylor N vaut Cu = 0,29.

Entre les profils P10 et P15, la stratigraphie est assez régulière avec une puissance de sable argileux D d'environ 2 m. Dans cette zone :

Pente

2/3

1/2

F

1,57

1,6

Les valeurs de F sont similaires pour le profil critique P21 (puissance des formations compressibles D = 4,7 m).

En première phase de remblaiement (plate-forme juste hors-eau) la stabilité semble assurée vis-à-vis de la rupture circulaire, pour un remblai non poinçonnant, (sous réserve de la représentativité de l'échantillon).

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Cependant, différents facteurs non pris en compte lors des calculs sur abaques, peuvent compromettre la stabilité apparente :

- variations importantes de la tranche d'eau et de la puissance des formations compressibles sur les profils en travers ;

- comportement hybride des formations (argile + sable);

- rôle joué par la formation résistante mais non raide (argile plastique ou sable coquillier) et comportement à l'interface.

La stabilité vis-à-vis de la rupture circulaire nous semble donc plus incertaine en première phase.

En deuxième phase (montée de 0 à +2 m NGG, éventuellement en plusieurs étapes), le problème de stabilité est d'autant plus primordial que l'augmentation de la cohésion non drainée Cu, paramètre déterminant, après consolidation complète, est proportionnelle à tg c u/ donc faible. Les risques de rupture seront alors prépondérants.

5.3 - Discussion et recommandations préliminaires

Zone A :

• Les matériaux tourbeux en place engendrent évidemment des tassements très importants.

Les estimations réalisées ne concernent qu'une des composantes du tassement, à savoir la consolidation primaire (évaluations à partir des essais oedométriques). Le tassement instantané, la consolidation secondaire et les déplacements de fluage sont occultés faute d'expérimentation adéquate.

Cette seule composante implique un tassement relatif de 25 à 30 %.

• La stabilité vis-à-vis du poinçonnement comme de la rupture circulaire semble pleinement assurée. Cependant, la mesure de Cu réalisée en laboratoire intéresse la zone -4 à -4,50 m/TN et ne reflète pas le caractère pseudo-liquide des tourbes de surface.

Ces résultats préliminaires de stabilité doivent donc être considérés avec précaution (ils y "autoriseraient" un remblai non-poinçonnant d'épaisseur totale, eau et hors-eau, de 7 m en considérant un tassement relatif de 25 % ) .

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Zone B :

Deux solutions sont envisageables, au vu du faible potentiel de stabilité offert par les sables argileux :

• Définition d'un phasage détaillé et rigoureux des travaux de remblaiement à partir de la connaissance des profils de cohésion non drainée C u en place et de l'évaluation de l'accroissement de la cohésion non drainée (Cu) sur le premier chargement (mise en place des remblais hors-eau).

• Rupture par poinçonnement provoquée par un remblai surdimensionné afin de refouler les formations compressibles sur les côtés du corps de remblai (mise en place depuis l'axe vers les talus).

Cette seconde solution nous semble préférable même si elle pose le problème de l'interface entre les zones A et B : les matériaux tourbeux sont, exceptée la frange superficielle, plus difficilement poinçonnables.

Ces deux solutions ne sont pas incompatibles : après une rupture par poiçonnement provoquée, les remblais peuvent être montés selon un phasage rigoureux avec suivi, la frange superficielle la plus instable ayant été refoulée au préalable.

Recommandations communes aux deux zones :

• En phase préliminaire, il est nécessaire, afin de satisfaire aux exigences de chacune des zones A et B de prévoir deux phases de travaux :

Première phase : remblai sur l'emprise totale à terme (2 x 2 voies et accotements) avec mise du remblai juste hors-eau (après tassement).

Seconde phase : remblai final jusqu'à la cote du projet (tassements inclus).

Après la mise hors-eau des remblais ( fin de la première phase), une campagne d'auscultation est nécessaire afin d'optimiser le déroulement de la seconde phase. Outre un suivi régulier de l'évolution des tassements par piges ou tassomètres, des profils scissométriques seront effectués à nouveau lorsque les tassements deviendront asymptotiques.

Ces essais permettront de mesurer l'augmentation de la cohésion non drainée in situ et de réactualiser ainsi les paramètres par la définition de la seconde phase.

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• Il est recommandé d'utiliser au sein du remblai des géotextiles, qui devront assumer plusieurs rôles :

* anticontamination; * amélioration de la stabilité par :

- accroissement de la résistance au cisaillement et à la traction;

- adhérence au contact du sol (coefficient de frotte­ment élevé afin d'éviter la création d'une surface de rupture.

* drainage dans les remblais hors-eau.

• La protection des talus vis-à-vis des phénomènes usuels (houle, érosion,...) et occasionnels (raz-de-marée sismique, marée cyclonique, . . . ) peut être envisagée par exemple avec enrochements ou géofibres.

• La réalisation de banquettes en pied de talus est un élément favorable à la stabilité qui pourrait être envisagé pour augmenter la stabilité du remblai ou la vitesse de consolidation.

14

6 - OBJECTIFS DE LA CAMPAGNE COMPLEMENTAIRE

En premier lieu, un levé bathymétrique précis du projet est nécessaire.

Nous recommandons la réalisation de quatre sondages carottés au moins, réalisés à partir de pontons flottants (en terrain non remblayé ni remanié donc) au droit de profils critiques, avec prélèvement d'échantillons intacts.

Les essais permettront de mesurer l'augmentation de la cohésion non drainée in situ et de réactualiser ainsi les paramètres par la définition de la seconde phase.

A côté de chaque sondage carotté, à partir du ponton, nous conseillons la réalisation de sondages scissométriques afin d'obtenir in situ les profils de cohésion non drainée Cu-

En dehors des zones de sondages carottés, ces profils scissométriques in situ, à partir de pontons, seront reproduits tous les 100 m au plus.

La campagne d'essais de laboratoire devra comprendre :

* essais triaxiaux UU et CU;

* essais de compressibilité à l'oedomètre sur tourbes, sables argileux, argiles sableuses, argiles plastiques;

* mesure des coefficients Cv et Ce*, à l'oedomètre sur les Différents types de sols;

* essais de cisaillement UU, lent et rapide;

* analyses granulométriques (surtout sur sols hybrides).

Ces données permettront ensuite de discuter la stabilité de l'ouvrage à partir d'exécutions de logiciels (TALREN, PROSPER, . . . ) .

Ces logiciels permettent d'intégrer des éléments tels que palplanches, chargement phase, drainage,...

15

7 - CONCLUSION

Les investigations réalisées en 1990 pour le projet de voie sur berges à Jarry ont permis de distinguer deux zones hétérogènes : une zone de dépôts fins, tourbes et argiles molles, avec une puissance atteignant 4,50 m (tranche d'eau maximale : 2 m) et une zone de matériaux hybrides, argilo-sableux surmontant une argile d'altération ou du sable coquillier.

A ce stade des reconnaissances, deux phases de remblaiement doivent être envisagées, avec une campagne d'auscultation intercalée :

mise des remblais hors-eau sur l'emprise totale (création indirecte de banquettes stabilisatrices);

suivi des tassements par piges ou tassomètres, détermination des nouveaux profils scissométriques in situ à la fin des tassements;

- remblaiement jusqu'à la cote finale.

La stabilité sera renforcée par mise en place de géotextiles et création de banquettes latérales.

Les talus des remblais seront protégés des phénomènes usuels ondulatoires (houle, marée) ou exceptionnels (marée cyclonique, raz-de-marée sismique, •••) par enrochements, palplanches ou géofibres.

Il importe dès maintenant d'enrichir la connaissance de ce contexte par une campagne géotechnique complémentaire incluant :

- levé bathymétrique;

- sondages carottés à partir de pontons flottants;

- détermination des profils scissométriques à partir de pontons flottants, selon une maille régulière (100 m au plus);

- essais de laboratoire;

étude de la stabilité par exécution de logiciels (TALREN,...).

16

ANNEXES

A N N E X E 1

plan d'implantation des reconnaissances

(échelle 1/2000)

A N N E X E 2

tableau récapitulatif des essais de laboratoire

sur prélèvements en milieu marin

(Port de Pointe-à-Pitre)

Port de Pointe-à-Pitre

Formations tourbeuses

Formations vaseuses

Profondeurs des

échantillons

9.90 -10.40

10.70 -11.30

5.50 - 6.50

3.20 - 3.50

5.00 - 5.50

5.00 - 5.50

3.70 - 4.20

3.00 - 3.50

3.00 - 3.20

2.70 - 3.20

Identification

W

572

256

581

494

371

438

285

151

172

101

WL

465

288

527

372

594

471

329

108

99

wp

329

88

330

191

384

307

232

75

56

ZP

136

200

197

180

210

164

97

33

43

¡fit

1.06

1.15

1.06

1.08

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1.12

1.19

1.36

tfd

0.13

0.30

0.15

0.18

0.25

0.13

0.45

0.68

%

MO

49.5

29.4

59.2

54

55.5

5.7

Cisaillement

C ,uu (bar) (°)

Compressibilité

eo

11.9

6

12.5

3.6

(bar)

<0.1

0.18

0.2

0.2

Cc

4

2.1

5.8

1.1

Port de Pointe-à-Pitre

Formations arcrileuses * argiles bleues et vertes

* arg.bariol

* argiles marrons ou brunes

Profondeurs des

échantillons

9.00 - 9.50

12.50 -13.00

13.40 -14.00

16.00 -16.50

11.00 -11.50

6.20 - 6.70

11.70 -12.20

10.20 -10.70

6.30 - 6.80

15.00 -15.60

9.00 - 9.50

18.00 -18.50

10.70 -11.20

9.70 -10.20

Identification

W

114

83

47

65

51

56

55

79

49

38

61

53

50

100

WL

103

134

91

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63

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72

126

118

107

67

wp

38

50

35

36

28

39

33

33

47

45

33

34

XP

65

84

56

39

35

47

67

39

79

73

74

33

n 1.4

1.57

1.71

1.68

1.77

1.70

1.78

1.71

1.73

1.84

1.66

1.76

1.72

1.87

U 0.66

0.86

1.02

1.17

1.08

1.15

1.10

1.11

1.04

1.16

1.14

1.35

% MO

10.6

1.2

Cisaillement

C ,uu (bar)

0.08

0.02

0.1

0.1

0.96

0.63

Í

1

0

0

24

2

4

Compressibilité

eo

3.72

2.5

2.31

1.41

11.75

1.23

1.92

• 1.4

1.4

(bar)

0.18

0.55

0.1

0.53

0.75

0.9

2.8

2.8

1.6

Cc

1.2

0.65

0.55

0.57

7.5

0.16

0.58

0.2

0.2

A N N E X E 3

résultats de la campagne de reconnaissance pour

la station d'épuration de Jarry

(extraits du rapport R 77 A N T 13)

STATION D'EPUBATION DE JARftY BAI£. MAHAULT

Guadeloupe

ÉTUDE C fO iOC/ÛUf ET GÊ07ECHNIQUE

IMPLANTATION DES TRAVAUX DE

RECONNAISSANCE EFFECTUÉS.

L E G E N D E

(•) $ 1 Somíojí corotte

• ri Sondo je pé nitre métrique

lignatíon: b t a t l O n d ' e p

oúpe où : 1 / 1 0 0 établie par: B . R . G . M . rntcrprétóe por: B . R . G . M .

Y = 1 7 9 5 / 8 4

z soi= + 1 2 , 4 0

Demi coupe technique

Noppes & plan d eau

/ / / / / / / / / / / / / / / / / / / / /

refup. Profond

For. / 131

100

coupsUol

0.A0

1.S0 1.7S

2.S0

2.90

A.00 4.30

8.00

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OESCRIPTION GÉOLOGIQUE

\ Terre végétale, marron, argileuse

Stroti graphie

TV

Argile bariolée, rouge, gris, ocre, jaune, plastique, compacte, alternant avec des passées de tuf volcanique en­tièrement argilisé, compact, friable.

i : I .

i :

tPTÍ'97-1 C O M M U N E : BAIE MAHAULT -s.g.iaíion: Station d'épuration-Jarry •,up<? ou : 1/100 établie par: B .R.G.M.

- S.2 i n te rp ré tée p a r

indice d e c lasserfienl

X-- 654,09 B .R .G .M.

1147 ] / :| 1177^ l! Y - 1795,84

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Nnppes & plan d'eau

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6.00 6.25

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DESCRIPTION G E O L O G I Q U E

\ Terre végétale, marron, argileuse

\

Argile brun-jaunâtre, plastique com­pacte

Slrat graphie

TV

Argile bariolée, rouge, brun, gris, ocre, plastique, compacte d'aspect tuf feux, alternant avec des passées de tu volcanique entièrement argilisé, com­pact, friable.

f.

C:E .B .T .P .

PÉNÉTROMÈTRE STATIQUE GOUDA 10 tonnes

Chantier :_ STATION ÉPURATION JARRY

ESSAI N* P1 (09_03_1977)

50 100 150 200 Pression en bors.,,300

C E : B T . P . •.'•"-••

PÉNÉTROMÈTRE STATÍQ.ÜE

Chantier : _ STATION ÉPURATION JARRY .

ESSAI N" 2 (10 _03_1977)

50 100 150 200 Pression en bars^-.SOD.,

C . E . B . T . P . •'.: . • :>'••'.-"-

PÉNÊTROMÈTRE STATlaUE GOUDA 10 tonnes

Chantier:- STATION ÉPURATION JARRY

ESSAI N° 3 (09.03.1977)

50 100 150 200 Pression en bcrs 300 —i i 1 ' i 1 1 1 1 1 —

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, v|ce.géologique- dés Antilles

S^oe^iJßtatlon-d'Spntatlon de Jarry . RESULTATS DES ESSAIS EN LABORATOIRE:

REPERE OU S O N D A G E

P R O r O N O C O K 01 PRELEVEMENT ( n> )

DESCRIPTION

Nature

Couleur

Consistance

Qu . i l i f ¡crttil

S.l S.l S.2 S.2

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1 argilisé

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C. 'E .B.T . P. Dossier :

ESSAI DE COMPRESSIBILITÉ

PERMÉABILITÉ

Chantier

Sondage

Echantillon

Profondeur

STATION EPURATION JARRY

SI

1.50 â 1.75 m

I-Di C 1 il S i G Coefficient de perméabilité K 0 en cm/seconde

6 0 / 0 8 0 9 -G if .¡S - Û iû ÍC 10 «0 9D1CC

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ESSAI DE COMPRESSIBILITE

PERMÉABILITÉ

Chantier

Sondage

Echantillon

Profondeur

STATION EPURATION JARRY S1

U.00 a U.30 m

Copf f icien

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4NNEXE A S. G. A NT. ÁA7

ANNEXE 4

coupes géologiques des sondages carottés

SC1 et SC2

EPT; g7i C O M M U N E : jarry - Baie-Mahault signation: Voie sur berges SCI upe au : 1 / l Q O établie par; B R G M

indice de classement

interprétée par :

Y

Z sol

Demi coupe technique

Cubage r 140

"orage simple

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Nappes & plan d'eau

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/

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Coupe

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DESCRIPTION GEOLOGIQUE Strati grapnie

Remblai tout-venant

Tourbe noire molle

peu fibreuse

Rognons de calcaire emballés dans une matrice argileuse grise

Forage réalisé par SAFOR

du 15 au 18 Juin 1990

(foreuse XCH 90)

)EPT: 971 C O M M U N E : jarry - Baie-Mahault lesignar.on: Voie sur berges SC2 o u p e a u . ' l / l o O établie par ; g R G M

classement |_

X =

interprétée par :

Y =

Z sol =

Demi coupe technique

Nappes & plan d'eau

Tubage

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Forage

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recup. %

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Profon deur

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DESCRIPTION G E O L O G I Q U E

Remblai hydraulique

Sable coquillier

fëLggfc Sable coquillier argileux gris

LEB

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Argile rouge bariolée de gris

Marno-calcaire blanc

Forage réalisé par SAFOR

du 25 au 26 Juin 1990

(foreuse Sedidrill 350)

J

A N N E X E 5

graphes des sondages au pénétromètre statique lourd

(PS1 à PS5)

BRGM-ANTILLES PENETROMETRE STATIQUE GOUDA 100 KN

CHANTIER DATE TYPE POINTE COORDONNEES OBSERVAT IONS

Voie sur bergej 20/06/90 ESSAI N': cone+che mi se Niv. eau:

PSI

0

Resistance de pointe qc (MPa) c

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Frottement total Qst(kN)

60 70

ANNEXE

80

BRGM-ANTILLES PENETROMETRE STATIQUE GOUDA 100 KN

CHANTIER DATE TYPE POINTE COORDONNEES OBSERVATIONS

Voie s ur berges 20/06/90 ESSAI N': cone+che mi se Niv. eau:

PS2

Resistance de pointe qc (MPa)

o 10 20 30 40 50

Frottement total Qst(kN)

60 70

ANNEXE

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BRGM-ANTILLES PENETROMETRE STATIQUE GOUDA 100 KN

CHANTIER DATE TYPE POINTE COORDONNEES OBSERVATIONS

Voie sur berges 20/06/90 ESSAI N*: cone+chemise Niv. eau:

PS3

0

Resistance de pointe qc (MPa) c

i —

2 -

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Frottement total Qst(kN)

60 70

ANNEXE

80

BRGM-ANTILLES PENETROMETRE STATIQUE GOUDA 100

o

CHANTIER DATE TYPE POINTE COORDONNEES OBSERVAT IONS

Voie sur berges 20/06/90 ESSAI N*: cone+che mi se Niv. eau:

PS4

10 20 30 40 50

Frottement total Qst(kN)

60 70

KN

c

u

i i

2 -

4 -

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E 9-C

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ANNEXE

BRGM-ANTILLES PENETROMETRE STATIQUE GOUDA 100 KN

CHANTIER DATE TYPE POINTE COORDONNEES OBSERVAT IONS

Vo ie sur berges 20/06/90 ESSAI N': cone+chemise Niv. eau:

PS5

0

Resistance de pointe qc (MPa)

c U

1 —

2 —

3 -

4 -

5 -

6-¡

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8 -

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1 0 -

11 -

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' i ' ! 10 20 30 40 50

Frottement total Qst(kN)

60 70

ANNEXE

80

A N N E X E 6

résultats des jettings

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A N N E X E 7

résultats des essais de laboratoire

RESULTATS DES ESSAIS EN LABORATOIRE

REPERE D U S O N D A G E

PROFONDEUR DE PRELEVEMENT (m)

DESCRIPTION Nature

Couleur

Consistance

Qualificatif

CARACTERISTIQUES PHYSIQUES Teneur «n eau naturell« W X

Poids spécifique apparent humide Y

Poids spécifique apparent sec Yd

Poids spécifique des grains Ys

Teneur en eau de saturation W t %

Granulométrle (%< 0 , 0 8 m m )

</) ë ( Limite de liquidité LL

5 g 4 Limite de plasticité LP

2 5 ( Indice de plasticité IP

CLASSIFICATION L P C

CARACTERISTIQUES M E C A N I Q U E S Résistance au cisaillement (bars) Cuu

Frottement interne (degrés) +uu

Résistance à la compression (bars) Rc

COMPRESSIBILITE PERMEABILITE Indice des vides initial e0

Pression de consolidation (bars) O0

Coefficient de compression Ce

Perméabilité pour e0 (cm/s) K

VITESSE DE CONSOLIDATION (çm«/s) Cv

SCI

2,50 - 3,00

Tourbe, argi 1 PIISP

noire, arise

molle

av.rares ooqn

181.5

1 .91

n 43

45

5.7

0.15

2.20

SCI

4,00 - 4,50

Tourbe et sable grossie

aris et noir

molle

a r g i l e u x

75.2

1 .4R

n.R?

24

0.40 b

35.5°

3

0.09

0.75

SC2

2,50 - 3,00

Sable r grossi er

gris-cendre

• SC2

4,50 - 5,00

Argile, h a ri ni P>P

rouae et aris

humide,comoact humide ,comoac

arcril. coquil,

56.8

1 .fi?

1 .04

0.05 b

41°

raide

59.7

1 . 59

i . nn

110

60

50

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.

irvtce géologique des Antilles

Etude E . D . F . . Voie sur berge D a t e 17 Décembre 1990

B. R. G. M . Service géologique des Antilles

ESSAI DE COMPRESSIBILITÉ PERMÉABILITÉ

Etude EDF APPONTEMENT Datei 1/09/90

Sondage SCI

Profondeur 2,00 m - 3,00 m

Nature

RESULTATS

Indice des vides initial : e 0 = 5 * 6 9

Pression de consolidation : O o (bars) = n 1 5

Indice de compression Ce = ? 2 0

Perméabilité pour eQ : K (cm/s) =

DOS 0.1 02 03 04 Coefficient de perméabilité K 0 en cm/seconde

0.5 0.6 O.J 01 09 I 2 .-•' 3 4 5 6 7 I 9 10

0.05 'J « '15 p 0 ) C P 3 9 I 2 3 ! S 6 1 8 9 'ù

Pression normale en k a / c m !

B. R. G. M . ervice géologique des Antilles

ESSAI DE COMPRESSIBIL1TÉ PERMÉABILITÉ

Etude EDF APPONTEMENT

Sondage SCI

Profondeur 4 ,00 m - 4 ,50

Nature

Date H / 0 9 / 9 C

m

RESULTATS

Indice des vides initial : e 0 —

Pression de consolidation : 0 o (bars) =

Indice de compression C c =

Perméabilité pour e0 : K (cm/s) =

3.03

0,09

0,75

ODS 02 G3 Coefficient de perméabilité K 0 en cm/seconde

04 05 0.6 0) 08 09 1 2 3 4 5 6 1 8 9 10

0.05 0 3 0 4 i) 5 0 6 f ) 0 8 0 9 1 2 3 4 5 6 I 8 9 10

Pression normale en k g / c m 2