Implantation d'un bâtiment sur un versant de limon argileux et calcaire karstique
Un maître d'ouvrage veut implanter un bâtiment de trois niveaux, avec un mur de soutènement de 6 m, sur un versant de 30 m de long. Trois sondages ont été réalisés. BH1 : 0 à 4,5 m de limon argileux (w = 28 %, LL = 45, IP = 22), puis calcaire altéré jusqu'à 12 m (RQD = 35 %), avec une cavité de 9,0 à 9,6 m ; nappe à 3,5 m. BH2 : limon jusqu'à 6 m, SPT N = 7 à 4 m, calcaire à 6 m (RQD = 60 %), nappe à 5,0 m. BH3 : 2 m de remblai, limon jusqu'à 8 m, N = 4, nappe à 2,8 m. Le versant montre des fissures de traction en amont et des suintements au pied. Le projet prévoit des semelles superficielles à 2 m de profondeur. L'entrepreneur propose d'injecter du coulis dans la cavité et de démarrer les fouilles. Le bureau d'études doit rendre un avis motivé avant l'appel d'offres.
1. Identifier les principaux aléas géotechniques et géologiques du site, et classer les données manquantes par ordre de criticité.
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Aléas principaux :
- limon argileux mou à ferme (N = 4 à 7), compressible et sensible à la perte de résistance à l'eau ;
- nappe haute (2,8 à 5,0 m) et suintements au pied, donc risque de déstabilisation du versant ;
- fissures de traction en amont, signe possible de mouvement ou de fluage ;
- karst avec cavité à 9 m et RQD faible, risque d'effondrement local et de perte de coulis ;
- remblai hétérogène de 2 m en BH3, aux caractéristiques inconnues.
Données manquantes critiques : essais de cisaillement du limon et pression interstitielle ; piézométrie en période de crue ; extension et continuité des cavités (tomographie, forages) ; caractéristiques de la roche saine sous la cavité ; stabilité actuelle du versant. Sans ces données, on ne peut ni dimensionner les fondations ni valider le mur de soutènement.
2. Évaluer la solution des semelles superficielles à 2 m et proposer une conception de fondation et de drainage. Justifier.
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Les semelles à 2 m sont défavorables : en BH3, la nappe est à 2,8 m et le limon a N = 4 ; la portance admissible serait faible (ordre de 50 à 100 kPa selon la méthode, à confirmer par essais pressiométriques) et les tassements différentiels probables. Le versant avec fissures et suintements exige de ne pas charger la crête.
Recommandation : fondations profondes (pieux) traversant le limon et la cavité, ancrées dans le calcaire compétent sous 9,6 m, ou radier avec amélioration de sol si les charges le permettent. Prévoir un drainage périphérique, des tranchées drainantes, la purge des zones molles et un suivi topographique. Il faut vérifier la stabilité globale du versant, pas seulement la portance locale : un mur de 6 m peut aggraver les fissures de traction.
3. L'entrepreneur affirme que le traitement de la cavité par coulis suffit à sécuriser le projet. Critiquer cette affirmation et indiquer les vérifications à exiger.
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Le coulis peut réduire le risque de cavité, mais il ne traite ni le limon compressible, ni la nappe, ni les fissures de traction. Un coulis mal contrôlé peut migrer dans le karst, ne pas remplir toutes les cavités et créer une fausse impression de sécurité. L'affirmation est donc insuffisante pour fonder une décision.
Vérifications à exiger : reconnaissance complémentaire de l'extension des cavités, essais d'injection, forages de contrôle, mesure des volumes de coulis, contrôle des pressions, auscultation du versant et du bâtiment pendant les travaux. Il faut aussi une étude de stabilité et de tassement, et un plan de gestion des eaux. Le coulis est au mieux un traitement complémentaire, pas la solution unique.