Etude de stabilité de la carrière souterraine de craie de Meudon par modélisation 3D La carrière de craie « Arnaudet » à Meudon a été exploitée à la fin du XIXème siècle par la méthode de chambres et piliers abandonnés. Exploitée sur deux à trois niveaux, cette carrière présente un taux d’extraction localement élevé. De fait, plusieurs expertises ont considéré que le risque d’instabilité brutale ne pouvait être exclu. Les besoins du clients Face aux enjeux de sécurité publique, la commune de Meudon a souhaité disposer d’une cartographie précise de l’aléa mouvement de terrain ainsi que de recommandations sur les travaux de traitement prioritaires à mener pour assurer durablement la sécurité du site. Solution apportée par l’ineris La géométrie complexe de la carrière (mauvaise superposition des piliers, dimensions des piliers hétérogènes), les hétérogénéités géologiques et structurales, la variabilité spatiale des caractéristiques géomécaniques de la craie et la topographie accentuée du lieu (versant), rendaient inadaptée l’utilisation de méthodes analytiques ou d’approches empiriques (aire tributaire). Le choix d’élaborer un modèle numérique tridimensionnel s’est imposé. Les outils de modélisation dont dispose l’Ineris ont permis de surmonter les difficultés liées à la taille de la carrière (260 piliers répartis sur 6 ha) et à la nécessité d’effectuer un calcul de stabilité pour chacun des piliers. La méthodologie adoptée a consisté en deux étapes : La reconnaissance géotechnique afin de recueillir et analyser l’ensemble des données géométriques, géotechniques et hydrogéologiques du site, obtenues à partir de relevés de terrain et d’une analyse des documents et des études antérieures. Cette expertise à également été nourrie par les travaux de recherche menés par l’Ineris depuis de nombreuses années sur le comportement de la craie sous sollicitations hydromécaniques. La réalisation d’un modèle numérique 3D de la carrière de plus de 5 millions de zones (mailles), intégrant l’ensemble des informations recueillies (étendue importante de la carrière sur 3 niveaux, comportement électroplastique de la roche encaissante et complexité géométrique des vides). L’état de contraintes et le facteur de sécurité en tout point de la carrière ont été déterminés grâce au modèle 3D. Les zones de la carrière les plus vulnérables et nécessitant un traitement prioritaire ont été identifiés. Ces zones coïncidaient avec celles où les dégradations les plus importantes avaient été observées sur le terrain. Un scénario de « vieillissement » montrant les conséquences de la dégradation des propriétés de la craie sur la stabilité de la carrière a également été modélisé. Enseignements L’analyse globale des résultats a permis de déterminer, pour chaque niveau, les zones les plus sensibles au risque d’instabilité potentielle. Celles-ci ont été projetées en surface, avec un angle d’influence de 20°, pour construire une carte d’aléa. Ces simulations, court-terme et long-terme, ont permis d’émettre des recommandations sur la surveillance (au moins jusqu’à la fin des travaux de mise en sécurité) et de suggérer des moyens de traitement (remblayage, cerclage, boulonnage) à mettre en œuvre afin de rétablir un confinement des piliers les plus fragiles. Cette étude a montré que la modélisation 3D constitue un complément décisif d’évaluation de la stabilité d’ouvrages souterrains dans les milieux géométriques et géomécaniques complexes, fournissant aux gestionnaires du risque et aux collectivités un outil précieux d’aide à la décision.
Etude de stabilité de la carrière souterraine de craie de Meudon par modélisation 3D La carrière de craie « Arnaudet » à Meudon a été exploitée à la fin du XIXème siècle par la méthode de chambres et piliers abandonnés. Exploitée sur deux à trois niveaux, cette carrière présente un taux d’extraction localement élevé. De fait, plusieurs expertises ont considéré que le risque d’instabilité brutale ne pouvait être exclu. Les besoins du clients Face aux enjeux de sécurité publique, la commune de Meudon a souhaité disposer d’une cartographie précise de l’aléa mouvement de terrain ainsi que de recommandations sur les travaux de traitement prioritaires à mener pour assurer durablement la sécurité du site. Solution apportée par l’ineris La géométrie complexe de la carrière (mauvaise superposition des piliers, dimensions des piliers hétérogènes), les hétérogénéités géologiques et structurales, la variabilité spatiale des caractéristiques géomécaniques de la craie et la topographie accentuée du lieu (versant), rendaient inadaptée l’utilisation de méthodes analytiques ou d’approches empiriques (aire tributaire). Le choix d’élaborer un modèle numérique tridimensionnel s’est imposé. Les outils de modélisation dont dispose l’Ineris ont permis de surmonter les difficultés liées à la taille de la carrière (260 piliers répartis sur 6 ha) et à la nécessité d’effectuer un calcul de stabilité pour chacun des piliers. La méthodologie adoptée a consisté en deux étapes : La reconnaissance géotechnique afin de recueillir et analyser l’ensemble des données géométriques, géotechniques et hydrogéologiques du site, obtenues à partir de relevés de terrain et d’une analyse des documents et des études antérieures. Cette expertise à également été nourrie par les travaux de recherche menés par l’Ineris depuis de nombreuses années sur le comportement de la craie sous sollicitations hydromécaniques. La réalisation d’un modèle numérique 3D de la carrière de plus de 5 millions de zones (mailles), intégrant l’ensemble des informations recueillies (étendue importante de la carrière sur 3 niveaux, comportement électroplastique de la roche encaissante et complexité géométrique des vides). L’état de contraintes et le facteur de sécurité en tout point de la carrière ont été déterminés grâce au modèle 3D. Les zones de la carrière les plus vulnérables et nécessitant un traitement prioritaire ont été identifiés. Ces zones coïncidaient avec celles où les dégradations les plus importantes avaient été observées sur le terrain. Un scénario de « vieillissement » montrant les conséquences de la dégradation des propriétés de la craie sur la stabilité de la carrière a également été modélisé. Enseignements L’analyse globale des résultats a permis de déterminer, pour chaque niveau, les zones les plus sensibles au risque d’instabilité potentielle. Celles-ci ont été projetées en surface, avec un angle d’influence de 20°, pour construire une carte d’aléa. Ces simulations, court-terme et long-terme, ont permis d’émettre des recommandations sur la surveillance (au moins jusqu’à la fin des travaux de mise en sécurité) et de suggérer des moyens de traitement (remblayage, cerclage, boulonnage) à mettre en œuvre afin de rétablir un confinement des piliers les plus fragiles. Cette étude a montré que la modélisation 3D constitue un complément décisif d’évaluation de la stabilité d’ouvrages souterrains dans les milieux géométriques et géomécaniques complexes, fournissant aux gestionnaires du risque et aux collectivités un outil précieux d’aide à la décision.
