BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES

SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONALB.P. 6009 - 45018 Orléans Cedex - Tél.: (38) 63.00.12

S.N.E. AVOT-VALLEE

BLENDECQUES (Pas-de-Calais)

STATION DE TRAITEMENT DES EAUX RESIDUAIRES

EXAMEN GEOTECHNIQUE DES SOLS DE FONDATION

parA.DIEUDONNE

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

Fort de Lezennes, B.P. 26, Lezennes - 59260 Hellem m es-Lille - Tél.: (20)91.38.19

76 SGN 460 NPA 21 octobre 1976

LEZENNES (Nord)S.N.E. AVOT-VALLEE

le 21 octobre 1977

O M T? A \7rVT—XT A T T T7T7

(76 SGN 460 NPA)

A.DIEUDONNESTATION_DE_TRAITEMENT__DES_EAyX_RESIDUAIRES

RESUME de l'examen géotechnique des sols de fondation

A la demande de la Société Nouvelle d'Exploitation des Etablissements Avot-Vallée

à Blendecques, nous avons procédé à l'examen géotechnique des sols de fondation de la

station de traitement des eaux résiduaires.

Exécution des travaux par l'entreprise Pontignac d'Anzin courant septembre 1976:

. 2 essais de pénétration statique-dynamique

• 1 sondage de reconnaissance géologique en étalonnage du PI

. prélèvement de 4 échantillons intacts conditionnés

Structure du sous-sol :

0,00 à 0,15m : remblai de scories

0,15 à 0,20m : terre végétale

0,20 à 1,00m : silt argileux de compacité moyenne (effort de pointe 30 b)

1,00 à 2,80/3,20m : sol alluvionnaire de faible compacité (effort de

pointe 7 à 20 b)

2,80/3,20m à 7,00m : alluvions de l'Aa (grave sableuse)de bonne compacité

(effort de pointe 60/70 b)

au-delà : craie blanche

Nappe phréatique à 3,40m

Mode de fondation proposé :

- clarifoculateur fondé directement sur les graves ou par l'intermédiaire

de dés et petits puits en gros béton pour les parties les moins enterrées.

Epuisement des fouilles et rabattement de la nappe au centre pour exécution

du blocage en gros béton.

- ouvrages périphériques fondés sur puits

- taux de travail admissible limité à 3 b.

9 pages - 3 annexes -

S O M M A I R E

1 - GENERALITES

2 - LES TRAVAUX DE RECONNAISSANCE SUR LE TERRAIN

3 - LES ESSAIS DE SOLS EN LABORATOIRE

4 - SYNTHESE GEOTECHNIQUE - ORIENTATION DU MODE DE FONDATION..

5 - CONCLUSIONS

Pages

3

3

5

6

8

LISTE DES ANNEXES

ANNEXE I Plan de situation

ANNEXE II Coupe géologique et diagrammes pénétrométriques ( 2)

ANNEXE III Courbes oedométriques (3)

S.N.E. AVOT VALLEE

BLENDECQOES (PAS-DE-CALAIS)

STATION DE TRAITEMENT DES EAUX RESIDUAIRES

EXAMEN GEOTECHNIQUE DES SOLS DE FONDATION

1 - GENERALITES

L'étude géotechnique des solé de fondation de la station de traitement des eaux

résiduaires projetée par la Société Nouvelle d'Exploitation des Etablissements

AVOT-VALLEE à Blendecques (Pas-de-Calais), nous a été confiée par la direction techni-

que de la Société le 16 septembre 1976.

Le terrain se situe en bordure de la rue Jean Jaurès à l'extrême sud de la

propriété de la Société Avot-Vallée.

Les travaux sur le terrain ont été effectués par l'entreprise Pontignac d'Anzin

(Nord) au cours de la deuxième quinzaine de septembre 1976. Ils ont consisté en l'exé-

cution de deux essais au penetrómetre dynamique implantés au droit du bâtiment de

déshydratation (P 1) et du clarifloculateur (P2) et d'un sondage de reconnaissance

géologique pour étalonnage de l'essai P 1. Des échantillons intacts ont été prélevés

en cours de sondage pour être soumis aux essais de mécanique des sols dans le labora-

toire du B.R.G.M. à LEZENNES (NORD).

Le compte rendu des reconnaissances et des essais, l'orientation sur le mode de

fondation et la détermination du taux de travail admissible qui en résulte, font

l'objet du présent rapport et de ses annexes.

2 - LES TRAVAUX DE RECONNAISSANCE SUR LE TERRAIN

Les travaux sur le terrain ont été exécutés par l'entreprise Pontignac d'Anzin

(Nord) et contrôlés par nos soins.

Les implantations des essais de pénétration et du sondage peuvent être consultées

sur le plan de situation en annexe I.

Les essais de pénétration dynamique ont été exécutés avec une énergie normalisée

SPT (Standard Penetration Te»t). Les caractéristiques du pénétromètre sont les

suivantes :

- Poids du mouton : 63,5 kg

- Hauteur de chute : 7 6 cm2

- section de la pointe : 31 cm

Le sondage a été réalisé par passes courtes permettant de lever une coupe précise

du sous-sol. Les prélèvements d'échantillons intacts ont été effectués au carottier à

paroi mince, par pression ou battage.

La coupe géologique détaillée du sondage et les diagrammes des essais au pénétro-

mëtre dynamique peuvent être consultés en annexe II.

Les reconnaissances ont mis en évidence la structure du sous-sol suivante, de

haut en bas :

- des matériaux rapportés sur 0,15m d'épaisseur (remblai de scories)

- la terre végétale sur 0,20m d'épaisseur,

- un silt argileux brunâtre de compacité moyenne jusqu'à 1,00m de profondeur.

La résistance dynamique (effort de pointe)correspondant à la traversée de ce

matériau est de l'ordre de 30 bar (25 à 35),

- un sol alluvionnaire composé de matériaux marneux avec granules calcaires

de lm à 2,80m/3,20m de profondeur. La résistance dynamique peu élevée

(7 à 20 bar) traduit une compacité faible du matériau particulièrement en

partie inférieure.

Un silt tourbeux brun foncé est intercalé entre 2,20m et 2,60m de profondeur

(résistance dynamique très faible inférieure â 5 bar),

- les alluvions anciennes de l'Aa entre 2,80m/3,20m et 7m de profondeur

environ, respectivement aux essais PI et P2, caractérisées par une grave

légèrement sableuse avec niveau de cailloutis de silex. La compacité du maté-

riau est correcte dans la masse des dépôts (effort de pointe de 60/70 bar

à 100/120 bar maximum). Le matériau sablo-graveleux paraît beaucoup plus lâche

dans la partie inférieure à partir de 5,50m/6m de profondeur (effort de

pointe de 20 à 40 bar).

- au-delà, on rencontre la craie blanche plus ou moins fragmentée ou

fracturée surtout en tête. La partie supérieure altérée plus jaunâtre montre

un effort de pointe de l'ordre de 20 à 30 bar. A partir de 10/11 mètres de

profondeur, la compacité de la craie augmente très nettement.

La première arrivée d'eau a été constatée en cours de forage à 3,40m de profon-

deur.Le relevé effectué en fin de chantier dans le tube piêzométrique a été observé

à la même profondeur (relevé du 24/9/76), ainsi que le 21/10/76 au cours d'un

deuxième relevé.

3 - LES ESSAIS DE SOLS EN LABORATOIRE

Quatre échantillons intacts conditionnés ont été prélevés au sein des différents

sols rencontrés. Les échantillons ont été soumis aux essais de mécanique des sols au

laboratoire du B.R.G.M., les essais suivants ont été réalisés :

- Essais d'identification :

. Mesure de la teneur en eau naturelle W nat en %3

. Mesure des caractéristiques pondérales en t/m

- poids spécifiques apparents humide )f.

- poids spécifiques apparents sec }f ,

- Essais de comportement (stabilité)

. Mesure des caractéristiques intrinsèques (angle de frottement / en

degré et cohésion Cu en t/m ) par essais de cisaillement linéaire

à la boîte de Casagrande en système non consolidé non drainé et par

scissométrie.

•B.R.G.Mrégion Nord-LEZENNES (Kord)

(76 SGN 460 NPÁ) •

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TABLEAU RECAPITULATIF

DESCRIPTION

0,80Silt argileux gris-brun

0,95Granules et concrétions calcaires dans pâtemarneuse1,25Granules et concrétions calcaires avec unpeu de pâte marneuse1,80

1,80Granules et concrétions calcaires avec unpeu* de pâte marneuse2,05Granules et concrétions calcaires dans pâtemarneuse2,20Silt tourbeux

2,60Granules et concrétions calcaires danspâte marneuse compacte2,80

DES ESSAIS DE SOL EN LABORATOIRE.

Teneureneau

W X

27,0

52,0

68,5

63,5

60,5

Poids spécifi-ques apparents

en t/ra

humide

1,78

1,55

1,38

1,56

1,58

sec

U1

1,40

1,02

0,82

0,96 '.'•

0,98

•

Cisaillement

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C u uen A':.

nul

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BLENDECQUES (Pas-de-Calais) -

Station de traitement deseaux résiduaires -

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0,893

2,293

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B . R . C . H .région Nord-LEZENNES (Nord)

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TABLEAU RECAPITULATIF DES ESSAIS DE SOL EN LAfiORATOIRE.

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3LENDECQUES (Pas-de-Calais)

Station de traitement des;aux résiduaires -

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DESCRIPTION Teneureneau

W X

Poids spécifi-ques apparents

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Cisaillement

non consolidé

non draine delaboratoire

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Caractéristiques

de compressibilité

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Cv en cm

2,80

3,20

Grave de silex légèrement sableux 11,5 2,28 1,98

nul 45

6,80

7,80

Craie blanche fracturée 15,0

26,5

2,09

1,94

1,81

1,53

- Essais de compressibilité :

. Determination

compression Ce par essais oedométriques.

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

La description des échantillons et les résultats des essais sont récapitulés dans

les tableaux ci-contre. Les courbes résultant des essais de compressibilité peuvent

être consultées en annexe III.

Les paramètres mesurés lors de ces essais appellent, pour les sols superficiels,

les commentaires suivants :

- Les silts argileux superficiels sont moyennement denses et compressibles.

- Les sols alluvionnaires sous-jacents (marne à nombreuses concrétions) présen-

tent une teneur en eau naturelle élevée (50 à 70 % ),une densité faible et un

indice des vides très élevé (e = 2,3). Ces matériaux•au caractère pulvérulent,

sont par ailleurs très compressibles (Ce • 0,8).

- Les silts tourbeux intercalés dans les sols précédents montrent la même teneur

en eau naturelle (60 % ) , une densité faible (poids spécifiques apparents 6ec3 2

inférieur à 1 t/m ) . Ces sols, au caractère cohérent (Cu = 4 t/m ), sont égalementtrès compressibles (e = 1,7 - Ce = 0,96).

4 - SYNTHESE GEOTECHNIQUE - ORIENTATION DU MODE DE FONDATION

Les caractéristiques du projet ne sont pas exactement arrêtées à ce jour et nous

avons considéré comme hypothèses de travail :

- un ouvrage circulaire d'un diamètre de l'ordre de 20m (clarifloculateur)

enterré jusqu'à une profondeur maximum de 3/4m au centre de l'ouvrage et jusqu'à lm

maximum en rive,

- les ouvrages annexes périphériques ne sont pas considérés enterrés (ou

très peu) - fondation hors-gel.

Les caractéristiques mesurées en laboratoire sur les sols alluvionnaires super-

ficiels sont très faibles, particulièrement en ce qui concerne les sols à concrétions

avec silts tourbeux intercalés. Nous rappelons par ailleurs, les faibles résistances

de pointe du penetrómetre dynamique au cours de la traversée de ces matériaux.

Ces sols, excessivement compressibles, même sous contrainte faible, doivent donc

être évités comme assise de fondation pour l'ensemble des ouvrages projetés.

Nous conseillons de retenir la partie supérieure des graves sableuses comme

sol d'assise. La partie supérieure des graves de bonne compacité ( Rd^-50 bar) a été

rencontrée à partir de 3,10m de profondeur en PI et 3,50m de profondeur en P2.

Le niveau de la nappe phréatique a été reconnu à 3,40m de profondeur auprès de PI.

. En ce qui concerne le clarifloculateur (ouvrage circulaire enterré dans les condi-

tions précédemment définies) , on peut donc considérer que les fondations seront réalisées

directement sur les graves en position centrale pour un ouvrage dont la profondeur sera

supérieure à 3,50m et par l'intermédiaire de dés et petits puits en gros béton pour les

parties les moins enterrées. Compte tenu du dernier relevé du niveau de la nappe phréa-

tique (21/10/76),un épuisement de l'eau sera nécessaire en partie centrale de la fouille

pour rabattre le niveau de la nappe phréatique de quelques décimètres,afin d'exécuter

le blocage en gros béton de la fondation.

Pour un ouvrage un peu moins enterré (3 à 3,50m maximum en partie centrale) et

toujours en considérant le relevé de la nappe du 21/10/1976. Les fondations seraient

réalisées en totalité sur des dés ou petits puits en gros béton descendus sur la grave,

mais les travaux d'épuisement seraient réduits à l'assèchement de fouilles de dimensions

a priori inférieures et plus localisées.

, .Pour les ouvrages périphériques(bâtiment de déshydratation etc...), les conditions

de fondation seront identiques (puits descendus a la partie supérieure des graves -

sableuses avec une pénétration de quelques décimètres (2 à 3) dans la couche portante).

D'une façon générale, pour les conditions de fondation précédemment définies, et

compte tenu de la position de la nappe phréatique au niveau ou légèrement au-dessus du

niveau du sol d'assise, le taux de travail admissible des graves sableuses périodique-2

ment saturées sera limité à une valeur de 30 t/m ( <ü 3 bar).

Il est évident qu'une remontée du niveau de la nappe phréatique en période très

pluvieuse, particulièrement au printemps, est possible, voire probable. Nous conseille»

donc de faire relever périodiquement, au moins mensuellement, le tube piézométrique poi

dans le forage, afin d'apprécier l'importance du battement de la nappe phréatique.

Ces relevés sont par ailleurs nécessaires pour optimiser la sous pression ä

prendre en compte pour le dimensionnement du clarifloculateur et éventuellement de

certains petits ouvrages faiblement enterrés si la "remontée de l'eau était importante.

L'examen de la conformité et de l'homogénéité des sols d'assise sablo-graveleux

à l'ouverture des puits devra être soigneusement effectué afin de procéder au curage

éventuel de matériaux compressibles présents localement plus en profondeur.

5 - CONCLUSIONS

A la demande de la Société Nouvelle d'Exploitation des Etablissements AVOT-VALLEE,

nous avons examiné la structure et les performances mécaniques des sols de fondation

au droit de la station de traitement des eaux résiduaires projetée par la Société

à Blendecques (Pas-de-Calais).

Cet examen a été effectué à partir des résultats de trois reconnaissances ponctuel

les (essais au pénétromètre dynamique PI et P2 et sondage d'étalonnage de l'essai PI

avec essais en laboratoire).

Nous aboutissons aux conclusions suivantes :

- Les sols superficiels alluvionnaires fins noduleux et silto-tourbeux

présentant une très forte compressibilité, doivent être écartés comme sol de fondation

- La partie supérieure des graves sableuses de bonne compacité reconnue

entre 3,10m (PI) et 3,50m de profondeur (P2) sera retenue comme sol d'assise pour les

fondations du projet.

. Le clarifloculateur sera donc fondé sur les graviers soit directement éventuelle-

ment en partie centrale, soit par l'intermédiaire de dés et petits puits en gros béton

pour les parties les moins enterrées.

Les ouvrages périphériques seront fondés sur puits.

Compte tenu de la position du niveau statique de la nappe phréatique, nous

sillons (

C=T 3 bar) .

2conseillons de limiter le taux de travail des graves sableuses saturées à 30 t/m

Nous conseillons,par ailleurs, de faire relever périodiquement, au moins mensuel-

lement, le tube piézométrique posé sur le terrain, afin d'apprécier l'importance du

battement de la nappe phréatique et ses conséquences au niveau :

- de la conception des ouvrages enterrés (dimensionnement vis-à-vis des

sous pressions),

- de l'exécution des travaux de fondation (importance de l'épuisement de l'eau

dans les puits et au centre de la fouille du clarifloculateur).

Au sujet de la période d'exécution des travaux de fondation, il nous paraît

souhaitable de les démarrer le plus rapidement possible et surtout d'éviter la période

printanière.

A.DIEUDONNE, Ingénieur géotechnicien

Service géologique régional Nord-Pas-de-

Calais du B.R.G.M.

AMSUMUÏ X

S.N.E. AVOT-VALLEE

BLENDECQUES (PAS-DB-CALAIS)

STATION DE TRAITEMENT DES EAUX RESIDUALES

PLAN DE SITUATION DBS RECONNAISSANCES

ClarifLoculateur

Bâtiment de déshydratation

Bâtiment existant

B. R. G. M.Service géologique régionalNORD - PAS-DE-CALAIS

Rappor-PltnDate

76 SGN A 60 Nl'A

22/10/76

PI-P2 Penetrómetre dynamique

SI Sondage de reconnaissance géologique plus piézomëtre

Echelle : 1/200

ANNEXE II

BRGM-région Nord

LEZENNES (NORD)

(76 SGN 460 NPA)

COUPE GEOLOGIQUE ET DIAGRAMMES

DE PENETRATION (2 )

BRGM-région Nord

LEZENNES (NORD)S.N.E. AVOT-VALLEE

(76 SGN 460 NPA) BLENDECQUES (Pas-de-Calais)

STATION DE TRAITEMENT DES EAUX RESIDUAIRES

COUPE GEOLOGIQUE DU SONDAGE SI

0,00 à 0,15m Remblai

0,15 à 0,35m Terre de labour (végétaXe)

0,35 à 0,95m Silt argileux gris-brun à fragments de craie et éclats de silex

0,95 à 1,25m Granules et concrétions calcaires dans pâte marneuse

1,25 à 2,05m Granules et concrétions calcaires avec un peu de pâte marneuse

2,05 à 2,20m Granules et concrétions calcaires dans pâte marneuse

2,20 à 2,60m Silt tourbeux

2,60 à 2,80m Granules et concrétions calcaires dans pâte marneuse assez compacte

2,80 à 3,20m Grave de silex légèrement sableuse

3,20 à 4,60m Cailloutis de silex

4,60 à 6,80m Grave de silex légèrement sableuse

6,80 à 14,00m Craie blanche fracturée en tête

14,00m Fin de sondage

Niveau piézométrique le 24/09/76 et le 21/10/76 : -3,40m

Prélèvements d'échantillons intacts :

P 1 0,80m - 1,80 m

P 2 1,80m - 2,80 m

P 3 2,80m - 3,20 m

P 4 6,80m - 7,80 m

Entreprise PONTIGNAC40, Rue Emile Basly

59410 AMZINTél. 46-90 -15

BLENDECQUES (PAS-DE-CALAIS)

S.N.E. AVOT-VALLEE

STATION1 D'EPURATION

Energie S.P.T.Section de la pointe 31 cm2 P 1

RÉSISTANCE DYNAMIQUE APPARENTE (bar)

1000

20 00

Entreprise PONTIGNAC40, Rue Emile Basly

5941O ANZINTél. 46-90 15

BLEHDECQUES (PAS-DE-CALAIS)

S . N . E . AVOT-VALLEE

STATION D'EPURATION

Energie S . P . T .Section de la pointe

RESISTANCE DYNAMIQUE APPARENTE (bar)

AucunFrottemërlt12 m .Léger frc

frc tternert 11 m .de 11 àfaible

ANNEXE III

BRGM-région Nord

LEZENNES (NORD)

(76 SGN 460 NPA)

COURBES OEDOMETRIQUES (3)

.SERVICE GÉOLOGIQUE RÉGIONAL

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