Revue / Review Article

Essais et analyses géotechniques sur les argiles plastiques du Sparnacien du Bassin parisien

Geotechnical tests and analyses of Paris Sparnacian plastic clays

¹ Eiffage Génie Civil, 3-7 place de l’Europe, 78140 Vélizy-Villacoublay, France
² Bouygues Travaux Publics, Guyancourt, France

^* Auteur de correspondance : yi.zhang@eiffage.com

Résumé

Les argiles plastiques d’âge Sparnacien (Yprésien – Eocène inférieur) présentent un enjeu géotechnique majeur pour le projet Grand Paris Express, un des plus grands projets de métro en cours de construction en Europe. Ces argiles plastiques se trouvent souvent à grande profondeur. Elles sont connues comme imperméables, normalement consolidées ou surconsolidées, gonflantes en affleurement. Cependant, leurs caractéristiques mécaniques sont peu connues, et leur mécanisme de gonflement est complexe car il dépend des caractéristiques physico-chimiques des minéraux constituant ces argiles, ainsi que de leurs états mécaniques et hydriques. Quelques retours d’expériences, parfois accidentels, ont montré des déformations importantes de cette couche géologique, avec la présence locale de poches de sables ou de lithofaciès sableux. Afin de dimensionner correctement les ouvrages en contact avec cette couche, de nombreux essais in situ et en laboratoire ont été réalisés pour mieux appréhender le comportement de ces argiles plastiques. Cet article présente d’abord le contexte géologique et la synthèse des essais sur 3 zones représentatives sur les lignes 14 et 15, à savoir : le Coteau d’Issy à Issy-Les-Moulineaux (L15 Sud-Ouest), la vallée de la Bièvre à la Maison Blanche dans Paris 13^e arrondissement (L14 Sud) et la vallée et les plateaux de la Marne à Saint-Maur et Créteil (L15 Sud-Est). Des analyses géotechniques des essais ont été ensuite effectuées zone par zone afin de mieux connaître les comportements mécanique et hydrique, ainsi que la variabilité spatiale, de ces argiles plastiques.

Abstract

Plastic clays of the Sparnacian age (Ypresian – Lower Eocene) present a major geotechnical challenge for the Grand Paris Express project, one of the largest metro projects underway in Europe. These plastic clays are usually found at great depth. They are known as impermeable, normally consolidated or overconsolidated, swelling in outcropping. On the other hand, their mechanical characteristics are little known, and their swelling mechanism is complex because it depends on its physical and chemical characteristics, as well as on its mechanical and hydric conditions. Some feedback, sometimes accidental, has shown the significant deformation of this geological layer, with local presence of pockets of sand or sandy lithofacies. In order to correctly design underground structures in contact with this layer, numerous in situ and laboratory tests have been carried out to better analyze the plastic clays. This article first presents the geological context and the summary of these tests on 3 representative zones on lines 14 and 15, namely: the Coteau d’Issy in Issy-Les-Moulineaux (L15 South-West), the valley of the Bièvre at the Maison Blanche in Paris 13th arrondissement (L14 South) and the valley and the plateau of the Marne in Saint-Maur and Créteil (L15 South-East). Geotechnical analyzes of these tests were then carried out zone by zone to better understand the mechanical and hydric behavior, as well as spatial variability, of the plastic clays.