BUREAU DE RECHERCHES GËOLOGÏQUES ET MINIÈRES

SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL. BP. 6009 - 45018 Orléans Cedex - Tél.: (38) 66.06.60

C.U.D.L.

TOURCOING (NORD)

LYCEE BOULEVARD GAMBETTA

ETUDE GEOTECHNIQUE PRELIMINAIRE DES SOLS DE FONDATION

par

J.M.BONNART

Service géologique régional N O R D - PAS-DE-CALAIS

Fort de Lezennes, B.P. 26 , Lezennes - 59260 Hellemmes-Liile - Tél.: (20) 53.10.13

75 SGN JJ3NPA 23 juillet 1975

C.U.D.L.

TOURCOING (Nord)

LYCEE BOULEVARD GAMBETTA

ETUDE GEOTECHNIQUE PRELIMINAIRE DES SOLS DE FONDATION

RESUME

L'étude géotechnique préliminaire des sols de fondation du futur Lycée,boulevard

Gambetta à Tourcoing, nous a été demandée par le Service Architecture et Travaux Neufs

de la Communauté Urbaine de Lille.

Les travaux de reconnaissance ont été effectués en octobre 1974 ; ils ont

consisté en l'exécution de deux sondages géologiques et d'essais de pénétration dyna-

mique au carottier SPT réalisés ä l'avancement.

Trois échantillons intacts ont été prélevés puis soumis aux essais de mécanique

des sols au laboratoire du B.R.G.M. à Lezennes (Nord).

Les caractéristiques du sol en place sous le remblai permettent d'adopter un mode

de fondation superficielle. Néanmoins, le niveau d'assise des semelles devra être

vraisemblablement recherché vers 1,50m ou 2,00m de profondeur, voire davantage, compte

tenu de l'existence du remblai et des fondations des bâtiments de l'établissement

scolaire existant.qui sera détruit est remplacé par le lycée.

On devra donc envisager éventuellement un rabattement de la happe qui a été

rencontrée vers 2,00m deprofondeur.

S'il s'avère que lès assises doivent être recherchées trop profondément, pour

des raisons inhérentes aux fondations des bâtiments actuels ou aux caractéristiques

des futurs constructions, un mode de fondations profondes par pieux battus moulés ou

forés moulés selon le diamètre serait techniquement plus adapté.

Une reconnaissance complémentaire avec prélèvements d'échantillons intacts dans

les formations profondes permettra de réaliser un dimensionnemênt précis des pieux.

75 SGN 113 NPA 14 avril 1975

S O M M A I R E

1 - GENERALITES

2 - LES TRAVAUX DE RECONNAISSANCE SUR LE SITE .

3 - LES ESSAIS DE LABORATOIRE

4 - LA SYNTHESE GEOTECHNIQUE

5 - CONCLUSIONS

LISTE DES ANNEXES

ANNEXE I Plan d'implantation

ANNEXE II Coupes géologiques ( 2) ,

ANNEXE III Courbes de compressibili té (3)

Pages

3

C.U.D.L.

TOURCOING (NORD)

LYCEE BOULEVARD GAMBETTA

ETUDE GEOTECHNIQUE PRELIMINAIRE DES SOLS DE FONDATION

1 - GENERALITES

L'étude géotechnique préliminaire des sols de fondation du futur Lycée, boulevard

Gambetta à Tourcoing, nous a été demandée par le Service Architecture et Travaux Neufs

de la Communauté Urbaine de Lille. . • •

Ce lycée sera situé au droit de l'établissement scolaire actuel qui s'inscrit

approximativement dans un tr-apëze rectangle situé entre le boulevard Gambetta et le quai

de Bordeaux. . •

Le plan masse du'projet n'est pas encore défini. .

Les travaux de reconnaissance ont été effectués pari'Entreprise Pontignac d'Anzin

(Nord) en octobre 1974 ; ils ont consisté en l'exécution de deux sondages géologiques

et d'essais de pénétration dynamique au carottier SPT réalisés à l'avancement.

Trois échantillons intacts ont été prélevés et conditionnés en cours de sondage ;

ils ont été soumis ensuite aux essais de mécanique des sols au laboratoire du B.R.G.M.,

ä Lezennes (Nord).

Les coupes géologiques et le plan d'implantation des sondages ont fait l'objet de

la note préliminaire 75 NPA 18 envoyée le 18/02/75.

L'étude et le commentaire des travaux de reconnaissance, le compte rendu des essais

de laboratoire et l'orientation du mode de fondation qui en résulte font l'objet du pré-

sent rapport et de ses annexes.

2 - LES TRAVAUX DE RECONNAISSANCE SUR LE SITE

Deux sondages géologiques ont été implantés en partie sud: de l'établissement

actuel;ils ont été menés jusqu'à 15 et 16,50m de profondeur ; leur implantation est

représentée sur le plan en annexe I.

Les échantillons intacts ont été prélevés par pression dans les formations super-

ficielles aux cotes suivantes :

Sondage SI : de 1,00 à 2,00m

de 3,00 à 4,00m

Sondage S2 : de 2,00 à 3,00m

En cours de sondages, des essais de pénétration dynamique au carottier normalisé

SPT (Standard Penetration Test), ont été réalisés conformément aux normes interna-

tionales suivantes :

- poids du mouton : 63,5 kg . . .

- hauteur de chute : 76 cm

- diamètre extérieur du carottier battu : 51 mm

- enfoncement de 45 cm dont 15 cm de prébattage.

Les coupes géologiques détaillées et les résultats des essais de pénétration

standard peuvent être consultés en annexe II.

Les sondages ont rencontré de haut en bas les formations suivantes :

de 0 à 1,00m/2,00m : Remblai

Le sol en place est vraisemblablement rencontré

à une profondeur supérieure sur le terrain, compte tenu

des fondations des nombreux bâtiments actuels.

de ],00m/2,00m à 4,00m: Silt argileux à sableux gris brun à gris

verdâtre.

de 4,00m à 9,50/10,00m: Silt argileux gris bleuâtre.

•9,5Om/lO,OOm à 15,00m/l6,50m (fin de sondages)

Argile compacte plastique gris bleuâtre (Argile des Flandres

On note la présence de lits sableux en tête de l'argile dans le

sondage SI.D'après les données géologiques régionales, on peut

estimer que la puissance de l'argile est de l'ordre d'une

trentaine de mètres.

Le niveau d'eau a été noté à -2,00m en fin de forage ; la proximité du canal de

Tourcoing permet de supposer que ce niveau est relativement stable (fluctuations

saisonnières peu importantes).

BiîGM-région NordLEZENNES (59)- -

Sond.

n°

1

2

Ech.

n°

1

2

1

Prof.

en m.

r.oo

2,00

3,00

4,00

2,00

3,00

TAULL.AU KE:;APITULATIF HES RÉSULTATS

. DES ESSAIS DE SOL EN LABORATOIRE

DESCRIPTION DES

ECHANTILLONS .

Silt argileux gris verdâtre

Silt argileux gris à tachesrouille

Silt légèrement.argileux

Teneur-• en

- eau

natu-relle

W %

34,5

26,5 •

26

27,0

24,0

22,523,0

Poids.spéci-fiques .appa-rents en

t/m3

humide

1,82

1,98 •

2,00

1,97

2,01

2,032,03

sec

1,35

1,57

1,58

1,55

1,62

1,651,65

Scisso-mètre delabora-toire

Cohésion

Cu

t/m2

CUDL- Lycée Bd Gambetta/

TOURCOING (Nord)

Cisaillement

linéaire

angle defrot-tementLP«

/ u

23°

cohésion

Cu

t/m2

nulle

Compressibilité â1'oedomëtre

Indices

del

yid^s

eo

0,69

0,68

0,61

de com-

pression

Ce2

0,12

0,11

0,10

Pressionde

jréconsoLidation

t/m2

13

L'homogénéité latérale des formations a été mise en évidence par les essais

de pénétration au carottier normalisé SPT à différentes profondeurs.

On peut distinguer : •

. les formations silteuses entre -2m et -4m de profondeur 6 < N < 8

. les silts argileux gris bleuâtres entre -4m et -4,50m : 4 < N < 6

. les silts argileux gris bleuâtres entre 5 et 5,50m: 3 < N < 4

On peut donc déduire une consistance relativement peu élevée en ce qui concerne

les silts argileux gris bleuâtre-., au-dessous de 5m de profondeur environ.

3 - LES ESSAIS DE LABORATOIRE

Les trois échantillons ont été soumis aux essais de mécanique des sols

suivants :

- Essais_d^identification

. Mesure de la teneur en eau naturelle : W %

. Mesure des poids spécifiques sec ( &",) et humide (0 ) en t/md „ n

~ l£sais_de_stabilite

. Détermination des caractéristiques à court terme en système non

consolidé non drainé (angle de frottement interne / u en degré

et cohésion Cu en t/m ) par essai de cisaillements la boîte de

Casagrande.

. Détermination de l'indice des vides e et de l'indice de compression

Ce par essai à l'oedomètre.

Les courbes de compressibilité résultant de ces essais font l'objet de

l'annexe III.

La description des échantillons intacts et les résultats des différents essais

sont présentés dans le tableau récapitulatif ci-contre.

Les résultats d'essais sur les formations superficielles permettent de faire

les remarques suivantes : . . .

Les silts à tendance argileuse, testés, ont une teneur en eau comprise entre

22 et 27 % et des caractéristiques pondérales assez homogenes : o , compris entre •

1,55 et 1,65 t/m . En tête de l'échantillon n°l (SI) la teneur en eau nettement

plus élevée (W = 34,5 %) et ¿f , = 1,35 t/m révèlent un caractère légèrement orga-

nique . . •

Les caractéristiques de compressibilité sont homogènes et mettent en évidence

un caractère moyennement compressible du sol (Ce = 0,10 à 0,12 ; e = 0,61 à 0,69).

4 - LA SYNTHESE GEOTECHNIQUE

Les deux reconnaissances ponctuelles et".les résultats des essais de laboratoire

permettent de dégager les points essentiels quant aux modes de fondation possibles

des bâtiments du futur lycée.

Ce lycée sera édifié à l'emplacement des établissements actuels.

Les caractéristiques des sols superficiels permettent de retenir un mode de

fondations sur semelles isolées ou filantes ; on remarquera que, dans ce cas, les

cotes d'assise seront d'abord conditionnées par la profondeur des remblais et des

fondations existantes.

Il semble, en première approximation, que cette assise devra être recherchée

vers 1,50m ou 2,00m de profondeur.

Le niveau d'eau, noté en fin de forage vers -2,00m, soulèvera donc, éventuellement,

le problème du rabattement de nappe si l'assise est située ä cette profondeur ou

au-delà.

Nous avons donc envisagé des semelles de dimensions courantes fondées à -1,50m et

-2,00m.

Les taux de travail admissibles vis-à-vis du poinçonnement sont généralement2

compris entre 13 et 15 t/m pour des semelles fondées à -1,50m et entre 16 et 18 1

pour des semelles fondées à ^-2,00m, en application des règles du DTU (n 0^- 1!).

taux

M

H

9 t/m

de charge

H

•i

12

10

8

t/m2

t/m2

t/m2

taux

M

M

de charge .

H

H

15

11

8

t/m2

t/m2

t/m2

Afin de limiter les tassements absolus aux valeurs couramment admises pour

les. bâtiments d'habitation (au maximum 2,5 cm pour les semelles isolées et 3,5 cm

pour les semelles filantes) on obtient les taux de charge admissibles suivants :

— Semelles fondées à l*50m de profondeur : '

2. semelle carrée de Imxlm : taux de charge 12 t/m

" " de l,5mxl,5m : " '

. semelle filante de 0,60m de largeur :

" " de lm de largeur :

" . " de 1,50m de largeur :

— Semelles fondées à 2,00m de profondeur :

. semelle carrée de lmxlm :

11 " . de l,5mxl,5m :

" " de 2,0Omx2,0Om :

2. semelle filante de Im de largeur : taux de charge 12 t/m

" " de 1,50m de largeur: " •" - 10 t/m2

5 - CONCLUSIONS

• Le Service Architecture et Travaux Neufs de la Communauté Urbaine de Lille nous a

demandé de procéder à l'examen gëotechnique des sols de fondation du futur lycée

boulevard Gambetta à Tourcoing (Nord).

A partir des investigations ponctuelles sur le site, et des résultats des essais

de mécanique des sols sur les échantillons prélevés en cours de sondage, les conclu-

sions suivantes.: peuvent être apportées :

Les caractéristiques du sol en place sous le remblai permettent d'adopter un mode

de fondation superficielle. Néanmoins, le niveau d'assise des semelles devra être

vraisemblablement recherché vers 1,50m ou 2,00m de profondeur, voire davantage, compte

tenu de l'existence du remblai et des fondations des bâtiments de l'établissement

scolaire existant.

On devra donc envisager éventuellement un rabattement de la nappe qui a été

rencontrée vers 2,00m de profondeur.en octobre 1974.

8

Les taux de travail des semelles'sont les suivants :

ê_Î 22^5 ti°n_ê_l>50ji_de_Dr of ondeur :

Le taux de charge d'une semelle carrée-de l'a 1,50m de côté varie2 •

respectivement de 12 à 9 t/m • ' •

. Le taux de charge d'une semelle filante de 0,60m à 1,50m de largeur varie •2 ' "

respectivement de 12 à 8 t/m .

>- Assise de fondation à 2,00m de profondeur :

Le taux de charge d'une semelle carrée de 1 à 2m de côté varie respectivement

: de 15 à 8 t/m2 -

Le taux de charge d'une semelle filante de 1 à 1,50m de côté varie respectivement

de 12 à 10 t/m2. . . • . .

A l'ouverture des fouilles, on examinera attentivement l'assise des fondations

pour s'assurer, d'une part, d'avoir atteint le sol en place, et d'autre part de son

homogénéité. On veillera à couler rapidement les fondations pour conserver les carac-

téristiques naturelles du sol. . .

S'il s'avère que les assises doivent être recherchées trop profondément, pour des

raisons inhérentes aux fondations des bâtiments actuels ou aux caractéristiques des-fu-

tures constructions, un mode de fondations profondes par pieux serait techniquement plus

approprié. Les pieux battus moulés sont adaptés aux caractéristiques du sol en place

(pour des diamètres ne dépassant pas 50 cm) mais on devra tenir compte des facteurs

suivants : présence de massifs de fondations à traverser, nuisances en milieu urbain

(bruits, proximité des bâtiments existants . . . ) .

Compte tenu de la structure géologique, on peut présumer en toute première appro-

ximation que l'ancrage des pieux dans l'argile des Flandres compacte gris bleuâtre sera

au minimum de huit diamètres. . '

Une reconnaissance complémentaire avec prélèvements d'échantillons intacts dans

les formations profondes permettra de calculer le dimensionnement précis des pieux.

Dans l'établissement des plans de pieux et de leur fiche, on tiendra compte des

effets secondaires éventuels tels que les effets de groupe de pieux (application de la

règle de Feld lorsque l'entraxe des pieux est inférieur ou égal à 4 fois leur diamètre),

ou l'influence de surcharges sur le sol à proximité des fûts, lors de la construction et

en service. •

Compte tenu de la localisation des deux reconnaissances ponctuelles. en partie

sud du terrain, un complément d'étude devra être effectué dans la zone nord si le plan

masse y fait apparaître des bâtiments.

J.M.BONNART, Ingénieur-géotechnicien

Service Géologique Régional Nord-Pas-de-

Calais du B.R.G*M.

- TOURCOING (NORD)

LYgEE BOULEVARD GAMBETTA

SCHEMA D'IMPLANTATION DES SONDAGES S 1 ET S 2.

ANNEXE

ECHELLE : 1/5 000

B. R. G . M .Strvicw gto.ojiqu

NOR0 - ^ A S - DE-CAL AIS

Piar. i

Data 15.11.19%

75 SGK 113 NPA

B.R.G.M.-région Nord ANNEXE IILEZENNES'(Nord)

75 SGN 113 NPA

COUPES GEOLOGIQUES DES SONDAGES

BRGM-région NordLEZENNES (Nord)

75 SGN 113 NPA

COMMUNAUTE URBAINE DE LILLE

TOURCOING (Nord)

LYCEE- BOULEVARD GAMBETTA

Coupe géologique du sondage S 1

Profiondeur : 0,00 à 0,15 m

0,15 à 0,30 m

0,30 à 1,00 m

1,00 à 2,00 m

2,00 à 2,45 m

2,45 à 3,00 m

3,00 à 4,00 m

4,00 à 4,60 m

4,00 à 9,50 m

9,50 à 12,30 m

12,30 à 16,50 m

16,50 m

pavage

remblai silteux

argile silteuse gris' verdâtre à traces

organiques

Silt argileux gris verdâtre

silt gris' verdâtre

silt argileux gris:''brun à tâches rouilles

silt argileux gris à taches rouille

silt argileux bleuâtre ä tâches rouilles

silt légèrement argileux gris bleuâtre

argile plastique bleuâtre à lits sableux

moyens à grossiers

argile compacte plastique gris'bleuâtre

fin de sondage

Standard Penetration Test

1

2

3

Profondeur N

2,15 à 2,45 m 6

4,15 à 4,45 m 4

5,15 à 5,45 m 4

Echantillons intacts conditionnés

1

2

1,00 à 2,00 m

3,00 à 4,00 m

(nombre de coups pour enfoncerle carottier normalisé aprèsprébattage sur 15 cm)

Niveau d'eau dans le forage le 1 octobre 1974

première arrivée d'eau à -3,40 m

niveau d'eau en fin de forage à -2,00 m

B.R.G.M.-région NordLEZENNES (Nord)

75 SGN 113 WPA

COMMUNAUTE URBAINE DE LILLE

TOURCOING (Nord)

LYCEE BOULEVARD GAMBETTA

Coupe géologique du sondage S 2

Profondeur 0,00 à 1,10 m

1,10 à 1,50 m

1,50 à 2,00 m

2,00 à 3,00 m

3,00 à 4,00 m

4,00 ä 10,00 m

10,00 à 15,00 m

15,00 m

remblais divers (schistes, briques, scorie,

terre)

silt argileux à petits silex et scories

silt sableux fin légèrement argileux -

traces de matières organiques

silt légèrement argileux . .

sable fin siltéux gris à tâches rouilles

silt argileux gris bleuâtre

argile compacte plastique gris- bleuâtre

fin de sondage .

Standard Penetration Test Profondeur N

1

2

3

4

5

1,65

3,15

3,65

4,15

5,15

a

à

à

à

à

l,95m

3,45m

3,95m

4,45m

5,45m

3

8

8

6

3

Echantillon intact conditionné

1 2,00 à 3,00 m

(nombre de coups pour enfoncerle carottier normalisé aprèsprébattage sur 15 cm) .

Niveau d'eau dans le forage le 2 octobre 1974

première arrivée d'eau à -3,80 m

niveau d'eau en fin de forage à -2,40 m

• • • ANNEXE IIIB.R.G.M.- rég ion NordLEZENNES (Nord)

7,5 SGN 113 NPA

COURBES DE COMPRESSIBILITE

SERVICE GÉOLOGIQUE RÉGIONAL . . .

NORD- =AS- D E - CALAIS - Chantier :_TÛURCÛIlIG_CNord.)

B . R . G . M . • . • _ ..T.VPPP Rnni pvard R a m K o H - o

Fort da Lezannas-59-LEZEÑNES

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