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ETUDE GEOPHYSIQUE ET GEOTECHNIQUE DU SITE DE CONSTRUCTION DE LA CENTRALE THERMI

ETUDE GEOPHYSIQUE ET GEOTECHNIQUE DU SITE DE CONSTRUCTION DE LA CENTRALE THERMIQUE DE SAFI Sommaire Introduction ...................................................................................................................... 8 1 CHAPITRE I Objectif et méthodologie de l’étude ............................................ 10 1.1 Objectif de l’étude ............................................................................................. 11 1.2 Méthodologie de l’étude adoptée ....................................................................... 11 2 CHAPITRE II Contextes du projet ...................................................................... 13 2.1 Localisation géographique ................................................................................ 14 2.2 Contextes régionaux .......................................................................................... 15 2.2.1 Contexte géologique ..................................................................................... 15 2.2.2 Contexte stratigraphique ............................................................................... 16 2.2.3 Contexte Structural ....................................................................................... 19 2.2.4 Contexte hydrogéologique ............................................................................ 20 2.2.5 Contexte climatologique ............................................................................... 22 2.3 Contextes locaux ................................................................................................ 23 2.3.1 Contexte géologique ..................................................................................... 23 2.3.2 Contexte géomorphologique ......................................................................... 24 2.3.3 Contexte hydrogéologique ............................................................................ 32 2.3.4 Etude topographique ..................................................................................... 33 3 CHAPITRE III Etude géotechnique ..................................................................... 13 3.1 Introduction ........................................................................................................ 36 3.2 Théorie des reconnaissances géotechniques in situ .......................................... 102 3.2.1 Essai de sondage destructif et enregistrement de paramètres ..................... 102 3.2.2 Essai de pénétration au carottier ................................................................. 103 3.2.3 Essai pressiométrique MENARD ............................................................... 104 1 ETUDE GEOPHYSIQUE ET GEOTECHNIQUE DU SITE DE CONSTRUCTION DE LA CENTRALE THERMIQUE DE SAFI 3.2.4 Essai d’eau Lugeon ..................................................................................... 105 3.3 Théorie des essais de laboratoire ..................................................................... 106 3.3.1 Préparation des échantillons ...................................................................... 106 3.3.2 La teneur en eau d’un sol ............................................................................ 106 3.3.3 Le poids spécifique des grains .................................................................... 107 3.3.4 Limite d’ATTERBERG .............................................................................. 108 3.3.5 Essai FRANKLIN....................................................................................... 109 3.3.6 Essai de compression simple ( uniaxiale ) .................................................. 110 3.4 Résultats des reconnaissances géotechniques .................................................... 38 3.4.1 Description lithologique ............................................................................... 24 3.4.2 Caractéristiques mécaniques des formations traversées ............................... 38 3.4.3 Essais de laboratoire ..................................................................................... 47 3.4.4 Essais de perméabilité Lugeon ..................................................................... 49 3.5 Conclusion .......................................................................................................... 49 4 CHAPITRE IV Problématique des cavités .......................................................... 51 4.1 Introduction ........................................................................................................ 52 4.2 Cavités souterraines ............................................................................................ 54 4.2.1 Cavités d'origine naturelle : .......................................................................... 54 4.2.2 Cavités artificielles (dûes à l'action de l'homme) ........................................ 55 4.3 Méthode de reconnaissance et détection de cavités ........................................... 55 4.3.1 Etudes préliminaires ..................................................................................... 56 4.3.2 Reconnaissance géophysique et géotechnique ............................................. 58 4.3.3 Synthèse des résultats ................................................................................... 58 4.4 Choix de la méthode géophysique ...................................................................... 62 4.5 La tomographie électrique 2D ......................................................................... 125 4.5.1 Généralités .................................................................................................. 125 4.5.2 Procédures d'acquisition 2D ....................................................................... 126 2 ETUDE GEOPHYSIQUE ET GEOTECHNIQUE DU SITE DE CONSTRUCTION DE LA CENTRALE THERMIQUE DE SAFI 4.5.3 Choix du dispositif pour la tomographie électrique 2D ............................. 127 4.5.4 Mise en œuvre de la tomographie électrique sur le terrain ......................... 128 4.5.5 Réalisation du model d’inversion d’un profil électrique 2D ...................... 130 4.6 Détection des cavités dans la zone du projet ...................................................... 59 4.6.1 Etude préliminaire ........................................................................................ 59 4.6.2 Reconnaissance Géophysique et géotechnique ............................................ 62 4.6.3 Synthèse des résultats ................................................................................... 69 4.7 Conclusion .......................................................................................................... 73 5 CHAPITRE V Fondations des ouvrages .............................................................. 74 5.1 Généralités et choix des fondations .................................................................... 75 5.2 Théorie du calcul .............................................................................................. 132 5.2.1 Généralités sur les fondations superficielles .............................................. 132 5.2.2 Définitions et comportements:.................................................................... 133 5.2.3 Principe de justification .............................................................................. 135 5.2.4 Méthodes de calcul de la capacité portante et du tassement ....................... 136 5.3 Calcul de la capacité portante ............................................................................. 76 5.3.1 Présentation du logiciel de calcul ................................................................. 76 5.3.2 Résultats des calculs ..................................................................................... 78 5.3.3 Courbe Contrainte admissible – Dimension de la fondation ....................... 81 5.3.4 Analyse des résultats : .................................................................................. 82 5.3.5 Conclusion .................................................................................................... 82 5.4 Calcul de tassement ............................................................................................ 83 5.4.1 Présentation du logiciel de calcul ................................................................. 83 5.4.2 Résultats des calculs ..................................................................................... 84 5.4.3 Conclusion .................................................................................................... 86 Conclusion ....................................................................................................................... 87 Annexe ............................................................................................................................. 89 3 ETUDE GEOPHYSIQUE ET GEOTECHNIQUE DU SITE DE CONSTRUCTION DE LA CENTRALE THERMIQUE DE SAFI Annexe I : Etude géotechnique ..................................................................................... 90 A. Essai de sondage destructif et enregistrement de paramètres ............................. 90 B. Essai d’eau Lugeon ............................................................................................ 91 C. Essai de plaque ................................................................................................... 92 D. Essai de pénétration au carottier ......................................................................... 93 E. Essai pressiométrique MENARD ....................................................................... 94 F. Préparation des échantillons ............................................................................. 100 G. Classification géomécanique du roc ( Bieniawski 1998) ................................. 101 Annexe II : Problématique des cavités ....................................................................... 102 A. Risques liés à la présence de cavités ................................................................ 111 B. Principe de la méthode électrique .................................................................... 113 C. Grandeurs de la résistivité ................................................................................ 114 D. Les dispositifs géo-électrique ........................................................................... 115 E. Description de l’appareillage d’acquisition de la tomographie électrique ....... 118 F. Notion du "Garbage In - Garbage Out" ............................................................ 120 G. Présentation de Res2dinv ................................................................................. 122 Liste des figures : 4 ETUDE GEOPHYSIQUE ET GEOTECHNIQUE DU SITE DE CONSTRUCTION DE LA CENTRALE THERMIQUE DE SAFI Figure 2-1 Localisation géographique du site .................................................................. 14 Figure 2-2 Carte Géologique (Ministère de l'énergie et des mines) ................................ 15 Figure 2-3 Position des forages pétroliers DOT1 et MAC1............................................. 16 Figure 2-4 Corrélation stratigraphique entre DOT1 et MAC1 ......................................... 17 Figure 2-5 Caisse à carottes ............................................................................................. 23 Figure 2-6 Carte topographique ....................................................................................... 34 Figure 3-1 Localisation des huit sondages sélectionnés ................................................... 37 Figure 3-2 Courbe de variation débit-pression en régime laminaire .............................. 105 Figure 3-3 Cloche à vide et pycnomètre (LPEE) .......................................................... 107 Figure 3-4 limites d'atterberg ......................................................................................... 108 Figure 3-5 Machine d'essai de compression uniaxial (LPEE) ....................................... 110 Figure 3-6 Résultats des sondages carottés : BH07, BH15, BH24, BH16 ....................... 25 Figure 3-7 Résultats des sondages carottés : BH13 , BH06, BH14, BD04 ...................... 26 Figure 3-8 Modélisation 3D des résultats obtenus à partir des sondages carottés ........... 27 Figure 3-9 Modélisation 3D des couches lithologiques ................................................... 28 Figure 3-10 Coupe lithologique SW-NE de profondeur 30m par corrélation .................. 29 Figure 3-11Coupe lithologique SW-NE de profondeur 50m par corrélation ................... 30 Figure 3-12 Coupe lithologique NW-SE de profondeur 30m par corrélation .................. 31 Figure 3-13 Indice de la qualité de la roche (RQD) des sondages carottés ..................... 39 Figure 3-14 Indice de la qualité de la roche (RQD) des sondages carottés ..................... 39 Figure 3-15 Nombres de coups total (N=N1+N2) résultats SPT ..................................... 41 Figure 3-16 Variation de la pression limite à partir des sondages pressiométriques ....... 43 Figure 3-17 Variation de la pression limite) partir des sondages pressiométriques ......... 44 Figure 3-18 Variation du module pressiométrique des sondages BH06-BH14-BD04 .... 45 Figure 3-19 Variation du module pressiométrique des sondages BH07-BH15-BH24 .... 46 Figure 4-1 Localisation des quatre profils tomographiques A3, A4, A5, B4 ................. 53 Figure 4-2 Représentation de la méthode tomographique ............................................... 62 Figure 4-3 Schéma des points de niveau des mesures ................................................... 127 Figure 4-4 Tétramètre SAS4000 sur le terrain et branchement de bobine (LPEE) ........ 128 Figure 4-5 Préparation du dispositif avant mesure ......................................................... 129 Figure 4-6 Méthode d'inversion ..................................................................................... 131 Figure 4-7 Photo satellite du site de construction de la central thermique ...................... 59 Figure 4-8 Carte contrasté de la topographique du site .................................................... 60 5 ETUDE GEOPHYSIQUE ET GEOTECHNIQUE DU SITE DE CONSTRUCTION DE LA CENTRALE THERMIQUE DE SAFI Figure 4-9 Représentation 3d du relief et de la localisation des profils tomographiques 61 Figure 4-10 Localisation des profils tomographiques avec indication des distances ...... 63 Figure 4-11 Profil tomographique A3 .............................................................................. 65 Figure 4-12 Profil tomographique A4 .............................................................................. 66 Figure 4-13 Profil tomographique A5 .............................................................................. 67 Figure 4-14 Profil tomographique B4 .............................................................................. 68 Figure 4-15 Indication des différentes plages de résistivité sur le profil B4 .................... 69 Figure 4-16 Indication de l'interface de contact entre les grès et la formation calcaire ... 69 Figure 4-17 Carte de résistivités réalisé à partir des profils tomographiques à 7.75m .... 70 Figure 4-18 Profil représentant le niveau de la nappe ..................................................... 71 Figure 4-19 Carte de résistivités réalisé à partir des profils tomographiques à 34.5m .... 72 Figure 5-1 Illustration d'une semelle isolée et de ses dimensions .................................. 132 Figure 5-2 Comportement du sol vis-à-vis d'une charge Q ............................................ 134 Figure 5-3 Illustration des zones de ruptures ................................................................. 134 Figure 5-4 Tassements pour une semelle de largeur B .................................................. 139 Figure 5-5 Répartition des plages de modules pressiométrique (d’épaisseurs B/2) ...... 141 Figure 5-6 Tableau d'affichage des résultats de calcul des capacités portantes ............... 77 Figure 5-7 Interface de calcul des capacités portantes du logiciel ................................... 78 Figure 5-8 Courbes Contrainte admissible – Dimension de la fondation ........................ 81 Figure 5-9 Tableau d'affichage des résultats de calcul des tassements sur le logiciel .... 83 Figure 5-10 Interface de calcul des tassements du logiciel .............................................. 84 Liste des tableaux : Tableau 1 Exemple de mesures relevés pendant un essai SPT ...................................... 103 Tableau 2 Ordres de grandeur de Is en fonction du type de roche ................................. 109 Tableau 3 Informations concernants les sondages sélectionnés ....................................... 24 Tableau 4 Résultats de l'essai de compression simple uniaxiale ...................................... 48 Tableau 5 Dispositifs de la tomographie électrique ....................................................... 127 Tableau 6 Valeurs du coefficient de portance Kp (fascicule 62-V) ............................... 138 Tableau 7 Définition des catégories conventionnelles des sols (fascicule 62-V) .......... 138 6 ETUDE GEOPHYSIQUE ET GEOTECHNIQUE DU SITE DE CONSTRUCTION DE LA CENTRALE THERMIQUE DE SAFI Tableau 8 Valeurs des coefficients de forme λd et λc ................................................... 140 Tableau 9 ordre de grandeur des tassements admissibles .............................................. 142 Tableau 10 Description des valeurs Pl* pour les six sondages ........................................ 79 Tableau 11 Résultats de calcul de la capacité portante limite sans facteur de sécurité .... 79 Tableau 12 Résultats de calcul de la capacité portante limite avec facteur uploads/Geographie/bennami-amp-beddi.pdf