CONCILIER TERRASSEMENTS, GEOTECHNIQUE ET … 2008 pp 183-190... · Journées Nationales de Géotechnique et de Géologie de l’Ingénieur JNGG’08 - Nantes, 18-20 juin 2008 CONCILIER

Journées Nationales de Géotechnique et de Géologie de l’Ingénieur JNGG’08 - Nantes, 18-20 juin 2008 CONCILIER TERRASSEMENTS, GEOTECHNIQUE ET ENJEUX PAYSAGERS : UNE NOTE D’INFORMATION DU SETRA

RECONCILE EXCAVATIONS, GEOTECHNIC AND LANDSCAPED STAKES : A NOTE OF THE SETRA

Amandine BOMMEL(1), Yasmina BOUSSAFIR(2), Valérie BRILLAUD(3), Dominique GUY(4), Olivier MALASSINGNE(5), Jérôme VARILLON(6) (1) paysagiste, SETRA, Paris, France (2) géotechnicien, Laboratoire Régional des Ponts et Chaussées, Blois, France (3) paysagiste, CETE Nord Picardie, Lille, France (4) paysagiste, CETE Normandie Centre, Rouen, France (5) géotechnicien, Laboratoire Régional des Ponts et Chaussées, Saint Brieuc, France (6) géotechnicien, Laboratoire Régional des Ponts et Chaussées, Clermont Ferrand, France

RÉSUMÉ – Le Service d'Etudes Techniques des Routes et Autoroutes (SETRA) du MEEDDAT1 a rédigé une note d’information avec des paysagistes et des correspondants terrassement des Laboratoires Régionaux des Ponts et Chaussées afin de sensibiliser les acteurs (maître d’ouvrage, concepteur routier, paysagistes, géotechniciens) aux enjeux de l’insertion des ouvrages dans le territoire. L’objectif est de pouvoir concilier les contraintes (géotechnique et paysage) avec la fabrication de l’image future de l’infrastructure.

ABSTRACT – The Technical Department for Transport, Roads and Bridges Engineering and road Safety (SETRA) of the ministry MEEDDAT2 drafted a note with landscapers and correspondents excavation of the LRPC to inform the actors in the insertion of the works in the territory. The objective is to be able to reconcile the constraints (geotechnics and landscape) with the manufacturing of the future image of the infrastructure.

1. Introduction

Vecteur de promotion des régions et de leurs paysages, une infrastructure

s'implante dans le territoire en y imposant ses propres caractéristiques et une nouvelle organisation des milieux. La difficulté de l'insertion de tels aménagements provient, entres autres, des nouveaux jeux d’échelles engendrés par le projet, et des conflits d'images du territoire traversé, vis-à-vis de celles antérieures au projet et communément appropriées par les riverains.

Les terrassements ont un impact important dans la fabrication de l'image projetée de l'infrastructure et dans son acceptabilité sociale future. Ainsi, la répartition et le traitement des déblais et des remblais jouent un rôle essentiel dans le rapport de force entre l'infrastructure et le territoire. Les terrassements permettent de conférer à la route ses caractéristiques géométriques et techniques, en rendant compatible sa destination fonctionnelle avec les contraintes physiques des sols traversés.

Pour aboutir à un projet d'aménagement techniquement et qualitativement inséré dans le paysage, la mise en place de démarches de communication et d'échange

1 Ministère de l'écologie, de l'énergie, du développement durable et de l'aménagement du territoire 2 Ministry for Ecology, Sustainable Development and Spatial Planning

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Journées Nationales de Géotechnique et de Géologie de l’Ingénieur JNGG’08 - Nantes, 18-20 juin 2008 d'informations entre les équipes en charge des études géotechniques et paysagères apparaît comme primordiale. Trop souvent, la question du paysage et de l'insertion du projet dans le territoire sont envisagées tardivement en tant qu'éléments secondaires ou solutions de rattrapage. Or, le travail du paysagiste consiste à mettre en relation le territoire et l'infrastructure en prenant en compte la perception des usagers et le confort des riverains.

Le travail mis en œuvre par le SETRA consiste à sensibiliser les différents acteurs pour donner des outils de dialogues (compréhension des objectifs de chacun, vocabulaire technique…) et à insister sur le phasage du projet. Le rôle du chef de projet est indispensable pour créer ce dialogue et garantir la conciliation des points de vue du paysagiste et du géotechnicien, car une approche unilatérale (uniquement sous l’angle du paysage ou de la géotechnique) conduirait à des erreurs de conception.

Prendre en compte les enjeux paysagers suffisamment tôt au cours de la démarche (dès les phases amont) permet d'aboutir à un meilleur projet tant du point de vue technique, environnemental qu'économique. Par ailleurs, cela répond aux nouvelles orientations de la convention européenne du paysage.

2. Les acteurs

2.1. La mission et démarche du paysagiste Sa mission consiste à définir un parti d’aménagement paysager visant à insérer le

projet d’infrastructure dans le territoire en valorisant les paysages traversés. Cette insertion passe par une mise en cohérence de l’infrastructure avec les grandes lignes et composantes du paysage en considérant les différents échelles et modes de perception (territoriale, locale, vision des usagers et des riverains).

Par ailleurs, la proposition doit également tenir compte des usages et fonctionnalités des lieux traversés (pratiques agricoles et forestières, développement urbain, fonctions écologiques…) mais aussi des exigences budgétaires et techniques (assainissement, tracé routier, géotechnique…).

C’est donc ce défi que le paysagiste doit relever pour chaque projet. Ceci nécessite une vision globale des problématiques et une attitude transversale. En pratique, le paysagiste agit sur la conception des terrassements, le parti architectural (ouvrage d'art, soutènement, protections acoustiques, etc.) et sur les principes de plantations. Il faut souligner que les opérations de terrassements ont un rôle définitif dans la fabrication du paysage de l’infrastructure.

Pour mener à bien sa mission le paysagiste s’appuie sur une démarche de projet itérative et fait appel à l’interdisciplinarité. À chaque étape le paysagiste est amené à « ré-interroger » les principes ou orientations d’aménagement. Dans cette perspective il est toujours à la recherche d’un dialogue avec les acteurs et autres professionnels impliqués pour faire émerger des solutions appropriées et acceptées de tous ( hydraulique, acoustique, ouvrage d'art,…).

2.2. La mission et démarche du géotechnicien

Sa mission consiste à définir les contraintes géotechniques du site s’exerçant sur

le projet d’infrastructure (contrainte de stabilité), et à caractériser les matériaux du site en proposant leur valorisation dans l’ouvrage routier.

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Dans un premier temps, le géotechnicien réalise un état des lieux concernant la nature du sol afin de préciser ses caractéristiques et les difficultés susceptibles d'être rencontrées. Ce travail permet de définir les principes techniques compatibles avec les caractéristiques géotechniques et de stabilité des matériaux (pente des talus…) mais aussi avec la géométrie du projet (profil en long et en travers).

Dans un deuxième temps, le géotechnicien contribue à l'étude du projet de terrassements proprement dit. Les volumes de terrains générés en déblais et les volumes crées en remblais doivent dans l'idéal s’équilibrer. L'étude de terrassements doit proposer des destinations privilégiées au sein de l’ouvrage routier (en remblais, partie supérieure des terrassements, en couche de forme, en aménagements paysagers…). Ces déplacements de matériaux constituent le mouvement des terres. Toute opération modifiant l’équilibre des terres a une conséquence directe sur le coût des travaux de terrassement et sur le parti d'aménagement général.

Le géotechnicien doit répondre à un défi double, assurer la stabilité à long terme du projet routier et optimiser la valorisation des matériaux du site. Le mouvement des terres constitue l’aboutissement de l'étude géotechnique et le document de base pour l'élaboration du projet de terrassements.

2.3. Lien entre l’étude géotechnique et de paysage

Etude géotechnique

Description géotechnique du sol

Stabilité (sol support et talus)

Mouvement des terres :- profil en long géotechnique- potentialité de valorisation et de réemploi des matériaux- gestion des matériaux(excédents/déficit)

Pente/stabilité par unité deterrassementProfil en long géotechnique Précision % réemploi des terres

Nature géologique du sol (meuble, rocheux)

Zones de contraintes

Etude paysage

Parti d’aménagement paysager :- plan masse- schémas- coupes de principe

Plan de modelés paysagersplan de plantationscoupes et/ou détails

Caractéristiques du territoire

Enjeux

Études préliminaires

(Etudes préalables)

Avant projet

Projet(Conception

détaillée)

DCE Rédaction du DCE

Echange

Dialogue

Esquisse :- plan d'orientations - principes d'aménagement

Phases d'étude

- Modèle géologique et hydrogéologique- Contraintes géotechniques- Risques naturels

Elaboration du projet :schéma d'aménagement

Dossier PROJET

Définition d'une zone oud'un fuseau d'étude

Echange

Dialogue

Mouvement des terres définitifs

Figure 1 : Relations et échanges entre l'étude géotechnique et l'étude de paysage

pendant l'élaboration du projet Le concepteur de l'infrastructure doit, avec l'accord du maître d'ouvrage, établir un

mouvement des terres « définitif » répondant à la fois aux besoins géotechniques, hydrauliques et aux enjeux paysagers. Cette synthèse nécessite d’initier le dialogue

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Journées Nationales de Géotechnique et de Géologie de l’Ingénieur JNGG’08 - Nantes, 18-20 juin 2008 (figure 1) entre les spécialistes des terrassements et du paysage le plus tôt possible. L'objectif est de concilier les contraintes de chacun dans un projet partagé.

3. Les moments clés du projet et du travail en équipe

Pour chacune des phases de déroulement des études, il est possible d’identifier

des « points clefs ». Ceux-ci permettent de garantir les échanges nécessaires entre les différentes disciplines, d’affirmer la volonté d’un travail d’équipe où chaque réflexion apporte des éléments au projet d’ensemble (tableau I). Ceux-ci permettent également d’anticiper les difficultés et de trouver les solutions pour s’en affranchir.

3.1. Etudes d’avant projet

A ce stade de première esquisse, chacun doit faire évoluer ses propositions. Le

travail et les modification sur les profils en travers et les profils en long, doit pouvoir se faire en concertation (géologue, concepteur routier, paysagiste).

D'autres thématiques qui font également appel au modelé de terrain sont également sollicitées (acoustique et ouvrage d'art notamment). Ne pas oublier la dimension foncière (grands principes) : celle-ci est à aborder avec les acteurs du territoire (agriculteur, forestiers...) avant de confirmer les options en phase Projet.

Le paysagiste peut produire un carnet d’esquisses préalables pouvant servir de support de discussion entre les disciplines et avec les acteurs locaux.

Le géotechnicien précise les contraintes incontournables (équilibre des terres, stabilité des talus, stabilité des sols support).

Les grandes lignes du projet de terrassement et les partis d’aménagement du territoire émergent à ce stade d’étude, par exemple :

- concilier emprunt de matériau de bonne qualité et création d’effets de mise en scène en travaillant sur le substratum géologique

- concilier gestion d’excédent de terres et création de modelé reproduisant la morphologie du site.

3.2. Phase projet (ou conception détaillée)

A ce stade, les résultats des études complémentaires peuvent permettre des

ajustements des principes d’aménagement envisagés. Établir un calendrier, formalisant des réunions de travail ou des temps d’échange

interdisciplinaires : interfaces, points d'arrêts ou d'information, moment d'échanges/d'informations/de décision. L'objectif est d'établir la conception détaillée de l'ensemble du projet d'infrastructure concerté.

3.3. Élaboration du DCE et Chantier (ou réalisation des travaux)

La rédaction du CCTP va permettre d’intégrer les spécificités et les exigences

techniques de chaque partie d’ouvrage. Il faut prévoir une liste de points d'arrêt permettant de garantir la qualité des différentes parties d'ouvrages. Celle-ci permet d'anticiper les interactions entre les lots (terrassements, plantations...). La réception de points d’arrêt identifiés nécessite la présence ou l'avis obligatoire du paysagiste (plans d'exécution, stockage et mise en œuvre de la terre végétale, fond de forme, talus...).

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Prévoir la présence du paysagiste en démarrage de chantier (1ère réunion formalisée) pour apporter des précisions ou répondre aux questions que pourrait se poser l'entreprise de terrassements, mais également en cours de travaux (en fonction des contraintes et des aléas du chantier) et à la réception des travaux.

En fonction de l’importance et de la complexité des terrassements, s'interroger sur la nécessite de prévoir :

- la présence du paysagiste pendant les réunions de chantier ; - une assistance conjointe (paysagiste, géotechnicien) pour la réception de

l'ouvrage.

Tableau I : Documents à produire par phase d'étude, relatifs à la thématique

Phase d’étude Équipe Terrassements Équipe Paysage Études préliminaires (Études préalables 1)

Carte géologique - Carte des contraintes Plan du tracé : ébauche de profil en long et en

travers

Esquisse d’un schéma général d’aménagement paysager

Avant projet Profil en long géotechnique Principes de profils en travers

Évaluation des cubatures (réutilisation, excédent...)

Plan masse Principes de mouvement des terrassements (plan

topographique/altimétrique)

Projet (Conception détaillée)

Plan d'entrées en terre % de réutilisation des matériaux

Mouvement des terres géotechnique

plan de terrassement coupes

plan masse carnet de détails (plantations, modelés et

enrochements, épaisseur de la terre végétale) DCE Mouvement des terres définitif

CCTP ; carnet de détails Liste des points d’arrêt avec présence géotechnicien et paysagiste

Chantier (Réalisation des

travaux)

Rédiger et diffuser le planning de l’ensemble des interventions, à tous les lots Caler les points d'arrêt (définir les dates)

4. Dialogue entre choix d’aménagements paysagers et terrassements

La conception des terrassements dans une optique d’insertion paysagère

s’appuie sur les principes ou effets recherchés suivants : - Inscrire l’infrastructure dans la géographie (le sol) qu’elle traverse :

- Relier harmonieusement les lignes de l’infrastructure avec celles du site - Révéler le substrat géologique en déblai

- Créer des effets de mise en scène, de cadrage, de balcon - Permettre la ré-appropriation des espaces proches de la voie pour des

usages agricoles ou d’autres usages, - Créer les conditions optimales à l’implantation et au développement de la

végétation Ces principes généraux peuvent être mis en œuvre de multiples façons et font

appel selon le contexte aux techniques suivantes : - Choix de localisation et morphologie des zones de dépôts ou de protection

phonique (figure 2)

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- Chaussées décalées (figure 3) s’inscrivant dans la pente en respectant la géographie, tout en gagnant en stabilité,

- Pentes raidies (figure 4 et 5) permettant de magnifier la géologie du lieu et de tirer parti d’un mouvement des terres déficitaires,

Figure 2 : traitement morphologique exemplaire d’un dépôt sur A29 (CETE NC)

Figure 3 : exemple de chaussée décalée – mise à 2x2 voies RN31 (Lourdes, 65)

Figure 4 et 5 : pentes raidies mettant en valeur le substratum géologique

- Pentes variables (figure 6) ou adoucies (figure 7) qui s’inscrivent dans la topographie du lieu et qui peuvent par exemple être restituées à l’agriculture, en permettant de gérer des mouvements de terres excédentaires,

Figure 6 : bloc diagramme illustrant le principe des pentes variables (extrait du

document de coordination paysagère N7-N82 de Claude Chazelle et Alain Mazas)

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Figure 7 : gestion d’excédents de chantier et insertion paysagère

5. Traduction technique des effets recherchés

5.1. Adapter les pentes de talus de remblais Les contraintes de stabilité (interne et externe) augmentent avec la hauteur de

l'ouvrage en terre et varient en fonction du contexte hydrogéologique et topographique du site. Un adoucissement des pentes de talus permet généralement de répondre aux contraintes de stabilité interne du remblai. Il convient néanmoins en cas de remblai de grande hauteur ou sur versant ou de sol support de mauvaise qualité de vérifier la stabilité d'ensemble et les rétablissements hydrauliques (figure 9). Cette situation permet d’écouler des excédents de chantier.

Figure 9 : schéma de principe d’un adoucissement des pentes de remblai

5.2. Adapter les pentes des talus de déblais Pour des raisons de stabilité à long terme, un déblai meuble, quelle que soit sa

hauteur, ne pourra pas supporter des pentes de talus supérieures à 3 de base pour 2 de haut (3H/2V) ou 2 pour 1 (2H/1V) ce qui rend le traitement morphologique par raidissement impossible. À noter qu’une étude de stabilité est souvent nécessaire en cas de forte hauteur de talus ou de contexte hydrogéologique particulier, pouvant amener à diminuer la pente ou mettre en place des aménagements spécifiques (redans, rabattement de nappe, protection de talus,…).

Par contre en déblai rocheux, fonction de la hauteur et de la fracturation du

massif, des pentes de talus plus raides peuvent être envisagées de 1 pour 1 jusqu’à 1 pour 5 avec aménagements spécifiques : redans intermédiaires, piège à cailloux, ancrages…. Il faut anticiper sur les évolutions naturelles du talus (érosion régressive, éboulement…) notamment par l’acquisition de terrain, et vérifier la sécurité de la

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route par rapport à d’éventuels rebonds de blocs. Cette situation est très intéressante dans une démarche de recherche de matériau de bonne qualité.

La pente de talus peut être adoucie généralement sans inconvénient pour la stabilité. Les conséquences pour le projet sont également l’augmentation des volumes de déblais et l’augmentation des emprises au sol. Cet adoucissement de pente peut répondre à un besoin de valorisation de matériaux spécifiques généralement meubles.

Figure 12 : traitement d’une zone de raidissement de talus avec mise en valeur de

la roche

6. Conclusion La note d’information du SETRA, diffusée en 2008, fait le point sur les besoins

des acteurs qui fabriquent l’image future d’une infrastructure. L’objectif est de donner les bases communes du dialogue. Le résultat, traité par des exemples, montre que malgré de fortes différences au départ il est possible de créer des convergences dans l’intérêt de l’ouvrage : convergences techniques et paysagères.

7. Références bibliographiques LEYRIT C., LASSUS B. (1994), Autoroute et paysages, Editions du Demi-Cercle,196 p. MAZAS A., CHAZELLE C. (1996), Routes nationales 7 et 82, Coordination paysagère, IVe Phase. Schéma directeur paysager. DDE de l'Allier, de la Loire & et de la Nièvre,113p. SETRA, LCPC (1992), Réalisation des remblais et des couches de forme, Guide technique SETRA (1994), La végétalisation, outil d'aménagement, Guide technique,112p. SETRA (1999), Le nouveau fascicule 35 du CCTG aménagements paysagers, aires de

sports et de loisirs de plein air, Note d'information EEC n°62, SETRA (2002), Gestion des dépôts de matériaux excédentaires en zone agricole, Note

d'information EEC n°68 SETRA (2007), Conception et réalisation des terrassements : Fascicule 1 : Etudes et

exécution des travaux, Guide technique