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JUILLET 2016 DOSSIER ENA1.G.040 Etude géotechnique de conception phase projet G

JUILLET 2016 DOSSIER ENA1.G.040 Etude géotechnique de conception phase projet G2 PRO Reprise en sous-œuvre d’une église MAIRIE DE BAR-SUR-SEINE Eglise Saint Etienne – BAR SUR SEINE (10) Cellule Ingénierie Géotechnique Régions Nord, Normandie, Est Parc Technologique Saint-Jacques II 13 rue Albert Einstein 54320 MAXEVILLE Dossier : ENA1.G.040 Indice1 du 07/07/2016 Affaire : Reprise en sous-œuvre de l’église Saint Etienne – BAR SUR SEINE (10) Page 2/27 MAIRIE DE BAR-SUR-SEINE REPRISE EN SOUS-ŒUVRE DE L’EGLISE SAINT-ETIENNE BAR-SUR-SEINE (10) Etude géotechnique de conception phase projet G2 PRO Agence de Troyes Cellule Ingénierie Géotechnique Contrat : NTR2.G.0070 Dossier : ENA1.G.040 Indice Date Chargé d’étude Visa Vérifié par Visa Contenu Observations 1 07/07/16 S. DEVANNE C. DUBOIS Rapport de 27 pages et 3 annexes A compter du paiement intégral de la mission, le client devient libre d’utiliser le rapport et de le diffuser à condition de respecter et de faire respecter les limites d’utilisation des résultats qui y figurent et notamment les conditions de validité et d’application du rapport. Dossier : ENA1.G.040 Indice1 du 07/07/2016 Affaire : Reprise en sous-œuvre de l’église Saint Etienne – BAR SUR SEINE (10) Page 3/27 SOMMAIRE 1 CONTEXTE DE L’ETUDE .......................................................................................... 5 1.1 GENERALITES ............................................................................................................................. 5 1.2 DOCUMENTS COMMUNIQUES ET BASES D’ETUDES ............................................................. 5 1.3 MISSION GINGER CEBTP ........................................................................................................... 5 1.4 INVESTIGATIONS GEOTECHNIQUES ........................................................................................ 6 2 HYPOTHESES GEOTECHNIQUES ........................................................................... 7 2.1 DESCRIPTION DU SITE ............................................................................................................... 7 2.2 CONTEXTES GEOTECHNIQUE, HYDROGEOLOGIQUE ET SISMIQUE.................................... 8 2.2.1 Modèle géotechnique général ............................................................................................. 8 2.2.2 Contexte hydrogéologique général ..................................................................................... 9 2.2.1 Classe d’agressivité chimique de l’eau souterraine .......................................................... 10 2.2.2 Retrait gonflement des argiles .......................................................................................... 10 2.2.3 Risque sismique – données parasismiques réglementaires ............................................. 10 3 ETUDE DU PROJET ................................................................................................ 11 3.1 DONNEES DU PROJET ............................................................................................................. 11 3.2 ANALYSE ET ETUDE DU PROJET ........................................................................................... 11 4 JET GROUTING – APPUIS PERIPHERIQUES ....................................................... 13 4.1 METHODOLOGIE, PRECONISATIONS ET PHASAGE ............................................................. 13 4.2 EVALUATION DE LA CAPACITE PORTANTE .......................................................................... 14 4.2.1 Principe de dimensionnement ........................................................................................... 15 4.2.2 Calage expérimental des diamètres .................................................................................. 15 4.2.3 Calage expérimental du facteur de portance ks ................................................................ 16 4.2.4 Calage expérimental des caractéristiques de frottement qsi ............................................. 17 4.2.5 Calage expérimental de la portance intrinsèque ............................................................... 18 4.2.6 Coefficients de sécurité ..................................................................................................... 19 4.3 RESULTATS ............................................................................................................................... 19 4.4 SUJETIONS D’EXECUTION ....................................................................................................... 20 5 COLONNES DE MORTIER – PILES DE L’OUVRAGE ........................................... 22 Dossier : ENA1.G.040 Indice1 du 07/07/2016 Affaire : Reprise en sous-œuvre de l’église Saint Etienne – BAR SUR SEINE (10) Page 4/27 5.1 METHODOLOGIE, PRECONISATIONS ET PHASAGE ............................................................. 22 5.2 EVALUATION DE LA CAPACITE PORTANTE .......................................................................... 23 5.2.1 Coefficients du modèle ..................................................................................................... 23 5.2.2 Données de terrain ........................................................................................................... 23 5.2.3 Pondérations - compression ............................................................................................. 24 5.2.4 Résultats en compression ................................................................................................. 24 5.3 SUJETIONS D’EXECUTION ....................................................................................................... 25 6 OBSERVATIONS MAJEURES ................................................................................ 27 ANNEXES ANNEXE 1 – Notes générales sur les missions géotechniques ANNEXE 2 – Données de référence ANNEXE 3 – Résultats des tests d’agressivité Dossier : ENA1.G.040 Indice1 du 07/07/2016 Affaire : Reprise en sous-œuvre de l’église Saint Etienne – BAR SUR SEINE (10) Page 5/27 1 CONTEXTE DE L’ETUDE 1.1 Généralités Nom de l’opération : Reprise en sous-œuvre de l’église Localisation / adresse : Eglise Saint Etienne Commune : BAR SUR SEINE (10) Client : MAIRIE DE BAR SUR SEINE 1.2 Documents communiqués et bases d’études Les documents qui ont été utilisés dans le cadre de ce rapport sont les suivants : Bases d’études : à l’issue de plusieurs diagnostics et études, il a été retenu, en concertation avec M. l’Architecte en Chef des Monuments Historiques une solution de reprise en sous-œuvre du bâtiment par un procédé d’injection de type Jet Grouting. Le présent rapport s’appuie sur : - Les rapports de diagnostics géotechniques précédents, - Le document APD rédigé par M. l’Architecte en Chef des Monuments Historiques, - La Norme NF EN 12716 – Exécution des travaux géotechniques spéciaux – Colonnes, panneaux et structures de sol-ciment réalisés par jet – Octobre 2001. 1.3 Mission GINGER CEBTP La mission de GINGER CEBTP est conforme à la proposition financière NTR2.G.0070 du 18/05/2016. Dossier : ENA1.G.040 Indice1 du 07/07/2016 Affaire : Reprise en sous-œuvre de l’église Saint Etienne – BAR SUR SEINE (10) Page 6/27 Il s’agit d’une étude géotechnique de conception phase projet (G2 PRO) selon la norme AFNOR NF P 94- 500 de novembre 2013 sur les missions d’ingénierie géotechnique. La mission comprend les prestations suivantes : • Définir si besoin un programme d’investigations spécifiques, le réaliser et en assurer le suivi technique, • Synthétiser les hypothèses géotechniques du site, • Méthodes d’exécution et les valeurs seuils associées. A noter que notre proposition prévoit également la réalisation pendant la phase travaux, d’une mission de supervision géotechnique d’exécution G4. 1.4 Investigations géotechniques Sans objet. Le présent rapport s’appuie essentiellement sur les investigations réalisées lors des missions précédentes. Seul un piézomètre provisoire a été réalisé au démarrage de cette mission, descendu à 8.00 mètres de profondeur, à proximité du précédent sondage SP2, avec prélèvements d’eau à des fins d’analyses en laboratoire pour détermination de la classe d’agressivité chimique de l’eau sur les ciments selon la Norme NF EN 206-1. Dossier : ENA1.G.040 Indice1 du 07/07/2016 Affaire : Reprise en sous-œuvre de l’église Saint Etienne – BAR SUR SEINE (10) Page 7/27 2 HYPOTHESES GEOTECHNIQUES 2.1 Description du site Le site concerné par le projet se situe au centre de Bar sur Seine. Il s’agit d’une église du 16ème siècle montrant de nombreux désordres : Source : www.google.fr Le document APD rédigé par M. l’Architecte en Chef des Monuments Historiques fait une liste des désordres et fournit de nombreux plans et coupes de repérages de ces désordres. On retiendra principalement de nombreuses fissures, localement traversantes, sur les voûtes, les élévations, les pieds de piles, des dévers au niveau des murs et des déformations au niveau des sols. Le plan ci-dessous, extrait du document APD, donne un aperçu de certains de ces désordres : Dossier : ENA1.G.040 Indice1 du 07/07/2016 Affaire : Reprise en sous-œuvre de l’église Saint Etienne – BAR SUR SEINE (10) Page 8/27 2.2 Contextes géotechnique, hydrogéologique et sismique 2.2.1 Modèle géotechnique général D’après notre expérience locale et la carte géologique de Bar sur Seine à l’échelle 1/50000ème, le site serait constitué par des alluvions modernes et anciennes de la Seine sur un substratum marneux à marno- calcaire. Le tableau suivant présente une synthèse des formations rencontrées et de leurs caractéristiques. A noter que la profondeur des formations est donnée par rapport au terrain naturel tel qu’il était au moment des reconnaissances réalisées en 1992 et celles réalisées en 2015. Dossier : ENA1.G.040 Indice1 du 07/07/2016 Affaire : Reprise en sous-œuvre de l’église Saint Etienne – BAR SUR SEINE (10) Page 9/27 Formation/Nature 1 Remblais limoneux à débris de briques 2 Limons argileux à argile limoneuse avec +/- de cailloutis 3 Graves argileuse 4 Substratum marneux Profondeur de la base (m) SP1 : -1.50 SP2 : -1.60 SP1 : -4.80 SP2 : -7.00 SP1 : -7.10 SP2 : absente Au-delà de -7.10 Pl* (MPa) 1.09 à 1.15 0.19 à 1.05 1.19 à 4.61 4.38 à > 5.00 Em (MPa) 8.60 à 14.00 1.70 à 12.60 23.90 à 37.30 158.00 à 282.00 Observations L’épaisseur de cet horizon est susceptible de varier fortement Cet horizon a également montré un passage tourbeux en SP2 entre 4.70 et 5.20 mètres de profondeur Légende : Pl* : Pression limite Em : Module pressiométrique Remarque : Nous rappelons qu’il n’est pas toujours évident de distinguer les variations horizontales et/ou verticales éventuelles, inhérentes aux changements de faciès, compte tenu de la surface investiguée par rapport à celle concernée par le projet. De ce fait, les caractéristiques indiquées précédemment ont un caractère représentatif mais non absolu. 2.2.2 Contexte hydrogéologique général Des niveaux d’eau ont été rencontrés au droit du sondage SP1 à –4.30 m et du sondage SP2, à –4.80 m de profondeur par rapport au terrain actuel lors de la réalisation des investigations en mars 2015. Le piézomètre mis en place à proximité du sondage SP2 montrait à l’issue du chantier un niveau d’eau stabilisé vers -3.80 mètres de profondeur par rapport au TN actuel. A titre indicatif, en 1992 : - les niveaux d’eau avaient été relevés entre 4.75 à 5.08 mètres de profondeur. - l’enquête avait montré qu’il n’existait pas de suivi de nappe au niveau de Bar sur Seine. En amont de la ville les fluctuations de nappe étaient de l’ordre de 2.00 mètres. Les niveaux mesurés sont ponctuels et ne sauraient préjuger du niveau réel de la nappe qui peut varier suivant la saisonnalité et la pluviométrie. Par ailleurs, il peut exister des circulations d’eau ponctuelles qui n’ont pas été détectées par les sondages, notamment en cas de précipitations, dans les remblais. De plus, Dossier : ENA1.G.040 Indice1 du 07/07/2016 Affaire : Reprise en sous-œuvre de l’église Saint Etienne – BAR SUR SEINE (10) Page 10/27 la carte des risques d’inondations par remontée de nappe éditée par le BRGM (www.inondationsnappes.fr), indique que le site se trouve en zone de sensibilité élevée (nappe sub-affleurante) : 2.2.1 Classe d’agressivité chimique de l’eau uploads/Religion/ annexe-cctp-lot-1-ena1-g-040-g2pro-ind-1-copie-pdf.pdf