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Emmanuel Dumont – CETE IF Page 1/23

Déviation de la RN19 à Boissy-St-LégerCABOURG – 08 au 10 novembre 2011

LES PLÉNIÈRES 2011 de l’IfsttarSciences et techniquesdu Génie Civil JOURNÉES

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Impact d’une tranchée routière sur l’écoulement de la nappe phréatique: Cas de la RN19 à Boissy-Saint-Léger




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Sommaire

I Contexte du projet

II Etudes hydrogéologiquesIII Dispositions constructivesIV Conclusions




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Fig. 1 : Localisation de Boissy-St-Léger

• Objectifs- Décongestionner le centre de Boissy-Saint-Léger- Soulager les villes environnantes d’une circulation parasite- Augmenter la sécurité des usagers- Améliorer le cadre de vie des riverains - Déclaration d’utilité publique en avril 1999

• Description du projetDéviation de la RN19 à Boissy-Saint-Léger, entre la RN406 à Bonneuil-sur-Marnes et la RD94E à Villecresnes.




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• Historique des études et travaux- 1985: Dossier de prise en considération

- 1996: APS- 1997: APSM n°1

Enquête préalable à la DUP

- 1999: DUP- 2000: APSM n°2- 2002: Projet Partiel n°1 (Scission des tronçons Nord et Sud)

- 2003: Projet Partiel Modificatif n°1Notification des premiers marchés de travaux de la phase fonctionnelle du Projet Partiel n°1

- 2011: Début de l’AVPM (MOE: Ingérop-Arcadis)

et création d’un accord cadre pour le tronçon Sud




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• Caractéristiques du projetTronçon Nord (échangeurs de la RN406 et du RER)� travaux en cours

Tronçon Nord Tronçon Sud

Fig. 2 : Profil en long de la déviation de la RN19 à Boissy-St-Léger




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• Caractéristiques du projetTronçon Nord (échangeurs de la RN406 et du RER)

� travaux en cours


Fig. 3 : Semelle

Fig. 4 : Bâche de rétention

Fig. 5 : Viaduc du RER




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• Caractéristiques du projetTronçon Sud (du diffuseur du RER au carrefour RN19/RD94E)� Avant-Projet Modificatif n°3

- Trémie d’accès Nord à la tranchée- Tranchée Couverte- Trémie d’accès Sud appelée Tranchée Ouverte- Diffuseur de Boissy Sud


Tranchée

couverte

Tranchée

Ouverte

Fig. 6 : Emplacement des tranchées




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II Études hydrogéologiques

• Contexte géologiquePlateau surplombant la vallée

alluviale de la Seine

Stratigraphie:

- Limon des plateaux

- Argiles à meulières- Marno-Calcaire de Brie (nappe)

- Argiles Vertes

- Marnes de Pantin (nappe)- Marnes d’Argenteuil

projet

Fig. 7 : Carte topographique




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• Contexte hydrogéologiqueTranchées, ancrées dans les argiles vertes,

perpendiculaires à la nappe phréatique

sur plus de 1400 m�Risque d’effet barrage

Enjeux locaux:- Risque pour le bâti

- Présence d’un cimetière

- Forêt régionale- Centre d’entraînement

de trotteurs

- Puits de particuliers… Fig. 8 : Château de Grosbois

Fig. 9 : Forêt régionale

Fig. 10 : Lavoir de Boissy




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• HistoriqueEtude du LREP:

1995: Premières études hydrogéologiques1999: Modélisation numérique de l’effet barrage

2001: Dossier de synthèse

2004: Actualisation des relevés piézométriques

Etude d’ARCADIS

2011: Modélisation hydrogéologique et mémoire technique sur le passage de nappe.

AMO du CETE IF.




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• Objectifs et principes des modélisationsObjectifs:

- quantifier l’importance de l’impact des parois moulées sur les écoulements souterrains

- justifier les dispositions constructives

Démarche:

- utilisation du logiciel Modflow (USGS)- création du modèle géologique (toit du substratum imperméable)

- restitution de la piézométrie initiale (calage)

- prise en compte de l’impact des parois moulées- modélisation de l’effet des dispositions constructives




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• Choix de la zone modélisée et de la discrétisation

Modélisation Arcadis

Grand modèle LREP

Petit modèle LREP

Discrétisation:

7.2 km x 8.8 km

650 lignes

411 colonnes

Cellule de 50 à 1 m de côté

Fig. 11 : Délimitation des modèles




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• Définition du toit des argiles vertesInterpolation du toit des argiles vertes avec Surfer:

- 90 données de sondage

- 97 points situés àl’affleurement

- Radial Basis Function

- Traitement manuel

Fig. 12 : Interpolation du toit des argiles vertes © Arcadis




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• Calage de l’état initial

Paramètres de calage:

- Perméabilité du calcaire de Brie

- Débit d’infiltration (pluie utile)

- Conditions aux limites

Fig. 13 : Comparaison des données mesurées le 16/06/1999 (bleu) et simulées (rouge)




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• Définition du zonage de l’infiltration

En rose: zones urbanisées (5 cm/an)

En blanc: zones non imperméabilisées (10 cm/an)

Fig. 14 : Délimitation des zones urbanisées

© Arcadis




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• Définition du zonage des perméabilités

En bleu: zones périphériques (K=5.10-5

m/s)

En blanc: zone centrale (K=2.10-4 m/s)

Fig. 15 : Attribution des perméabilités

© Arcadis




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• Modélisation de « l’état initial »

Ecoulement principal de l’Est vers l’Ouest

Thalwegs non représentés

Fig. 16 : Résultat de la modélisation représentant l’état initial – Courbes isopièzes

© Arcadis




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• Prise en compte des parois- mêmes hypothèses que pour l’état initial, mais désactivation des cellules concernées

- problème de dénoyage des cellules

- remontées maximales à l’amont: 2.6 m- zones concernées par des remontées supérieurs à 1 m jusqu’à 250 m

- abaissements atteignant 3 m

Fig. 17 : Modélisation de l’effet barrage – Courbes iso-rabattement

© Arcadis




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III Dispositions constructives• Modélisation du rétablissement de la continuitéhydraulique

- tranchées drainantes descendues jusqu’au toit des argiles vertes (K=5.10-3 m/s)

- construction de siphons reliant la tranchée amont à la tranchée aval

Fig. 18 : Modélisation des siphons

© Arcadis




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III Dispositions constructives

• Résultats des modélisations

- Remontées de nappe inférieures à 15 cm dans la partie sud

- Remontées de nappe inférieures à 30 cm dans la partie nord

- Abaissement de la nappe inférieur à 50 cm

- Débits transitant dans les siphons variant de 0.34 à 1.83 m3/h.

Fig. 19 : Modélisation du rétablissement de la continuité hydraulique à l’aide de 7 siphons –Courbes iso-rabattement

© Arcadis




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III Dispositions constructives

• Mémoire techniqueUtilisation des issues de secours pour les siphons

Fig. 20 : Coupe en travers représentant le fonctionnement des siphons

© Arcadis




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IV Conclusions

• Rétablissement des écoulements- Nécessité d’affiner la modélisation de l’état initial (zonage de perméabilité; représentation du thalweg)- Optimisation des dispositions constructives (nombre de siphon, emplacement et dimensionnement des tranchées drainantes)

• Aspect législatif- Projet basé sur DUP de 1999 (prorogée jusqu’en 2009)

- Evolution législative (DCE, loi LEMA)

� Nécessité de pouvoir justifier l’impact de la tranchée grâce à une modélisation réaliste




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