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L'eau dans le sol

CRÉER UNE SYNERGIE HYDROGÉOLOGIE-GÉOTECHNIQUE DÈS LE DÉMARRAGE DES PROJETS - <p>COpyright : Fondasol</p>
12/07/2021

CRÉER UNE SYNERGIE HYDROGÉOLOGIE-GÉOTECHNIQUE DÈS LE DÉMARRAGE DES PROJETS


L’hydrogéologie de la construction est devenue une discipline indispensable dans la réussite des projets et ouvrages
géotechniques : d’une part, une bonne intégration des contraintes hydrogéologiques du sol dès l’amont permet d’optimiser et de sécuriser le coût et les délais d’un projet ; d’autre part, du fait de la nécessité de la densification urbaine, les projets immobiliers deviennent de plus en plus ambitieux et exploitent davantage le sous-sol, ce qui implique la connaissance des enjeux hydrogéologiques dès le stade de faisabilité.

Pour autant, l’eau dans le sol ne doit pas être perçue uniquement comme une contrainte. Elle doit faire l’objet d’une réflexion globale, tout comme la gestion des eaux pluviales, pour exploiter de manière vertueuse, autant que possible, cette ressource : l’exploitation des eaux souterraines pour des usages
domestiques ou industriels, la réalimentation des aquifères, l’exploitation géothermique…

 

LA MISSION DES HYDROGÉOLOGUES : OPTIMISER LA GESTION DES EAUX SOUTERRAINES TOUT EN SÉCURISANT LES PROJETS


Les principales missions des équipes spécialisées en hydrogéologie consistent à :

  • estimer les niveaux caractéristiques (Eurocodes), nécessaires au dimensionnement de la structure des ouvrages ;
  • estimer les débits de drainage en phase travaux et en phase définitive en fonction des modes de soutènements envisagés ;
  • concevoir le dispositif d’épuisement/rabattement ;
  • estimer le rabattement du niveau de nappe à distance et l’incidence sur les avoisinants ;
  • réaliser les dossiers administratifs vis-à-vis de la loi sur l’eau et les milieux aquatiques (LEMA) ;
  • piloter, suivre et adapter les épuisements/rabattements en phase chantier.

Toutes ces missions visent à optimiser la gestion des eaux souterraines en regard des nombreux enjeux transverses : réglementaires, géotechniques, mais aussi de gestion des eaux pluviales. Intégrer ces différents paramètres et se concerter dès la phase amont des projets permet de proposer des solutions optimales prenant en compte non seulement les questions techniques et réglementaires,
mais aussi de calendrier et de budget.

 

DES MISSIONS RÉALISÉES EN CONCERTATION POUR TENIR COMPTE D’ENJEUX MULTIPLES


Les hydrogéologues doivent intégrer sur un projet des enjeux d’ordre réglementaire.
Il s’agit alors de proposer des solutions permettant la réalisation du projet en respect de la LEMA.

Ainsi, dans le cas d’un projet, construit en zone de répartition des eaux (ZRE), les débits de rejet au réseau sont limités.
Proposer la mise en place de soutènements étanches va permettre de limiter les arrivées d’eau en phase travaux, et simplifier en conséquence les démarches administratives.
Les propositions des hydrogéologues vont également tenir compte des enjeux communs aux géotechniciens, parmi lesquels celui d’assurer la stabilité du fond de fouille sous la pression d’une
nappe sous-jacente en charge. Pour un projet mitoyen des bassins du port du Havre, dans une nappe directement sous influence des marées, la sécurité des terrassements pouvait être mise en défaut en période de forts coefficients. Pour sécuriser la fouille, Fondasol Hydrogéologie a mis en place une méthodologie proposant de noyer la fouille dès le dépassement d’une cote de nappe de sécurité. (voir figures 1 à 3).
Un autre enjeu géotechnique en lien avec l’hydrogéologie est d’éviter les risques de tassements au droit d’avoisinants particuliers. Prenons le cas d’un projet situé dans la ZAC Euronantes : un
programme mixte immobilier associant bureaux, commerces et logements, situé au coeur de la métropole nantaise. Le projet comprend 2 niveaux de soussol en nappe alluviale : il est prévu un
rabattement de nappe en phase travaux. Toutefois, ce rabattement pourrait engendrer des tassements au droit d’une voie ferrée voisine. Dans le cadre de cette étude, un modèle hydrodynamique 3D a été développé par nos équipes nantaises afin d’évaluer l’impact de différents scénarios de prévision.
À l’aide de cet outil, nous avons établi une méthodologie de surveillance du niveau de la nappe, et proposé une mesure compensatoire d’infiltration d’eau en amont des travaux, à proximité immédiate des voies ferrées, solution proposée en présence de risques de tassements. (voir figures 4 à 6)
Enfin, il appartient également aux hydrogéologues de participer à une approche plus vertueuse de la gestion des eaux pluviales en fonction du milieu naturel et du contexte hydrogéologique du projet.
Les métropoles demandent ainsi à leurs partenaires de se conformer à leur règlement d’assainissement pluvial, lequel évolue vers une logique de réduction des surfaces imperméabilisées et des rejets dans les réseaux publics au profit de l’infiltration dans le sous-sol dans les zones favorables. Pour y répondre, nos équipes, sur la base de leur expérience et de mesures de perméabilité in situ, proposent systématiquement une réponse adaptée de gestion des eaux
de surface en fonction des contraintes du milieu naturel et urbain.
Anticiper l’ensemble de ces enjeux est déterminant dans la réussite d’un projet, d’autant plus que la densification urbaine, associée à la contrainte du foncier, fait évoluer les projets de construction. Ces derniers s’ancrent davantage dans le sous-sol, générant de nouveaux enjeux, et, en retour, un
besoin accru d’intégration des problématiques hydrogéologiques dès l’amont des projets. Il ne s’agit plus désormais de répondre séparément aux objectifs géotechniques, hydrogéologiques ou encore de gestions des eaux pluviales ou de la qualité environnementale des sols. Une réponse globale intégrant
l’ensemble des objectifs devient indispensable pour répondre avec pertinence et efficience à tous les attendus d’un maître d’ouvrage.


L’EAU SOUTERRAINE : AUSSI UNE OPPORTUNITÉ


Enfin, si l’eau souterraine est encore bien trop souvent perçue comme une contrainte dans le cadre d’un projet enterré, elle est pourtant une ressource recherchée dans d’autres contextes : eau potable, eau d’arrosage, eau à usage domestique, eau de process, eau de lavage, géothermie par aquathermie…
En effet, la première (et la plus ancienne) opportunité de l’eau souterraine est la production d’eau, qu’elle soit potable, agricole ou industrielle. Elle présente une qualité constante la majeure partie
du temps et les traitements/filtrations de l’eau sont naturellement assurés par le sous-sol.
Elle offre aussi la possibilité d’exploiter le sous-sol pour des solutions de chauffage et/ou de rafraîchissement, nous parlons ici de géothermie de très basse énergie, dans un contexte de réduction
de l’empreinte carbone. Pour tout projet d’exploitation géothermique des eaux souterraines, la mission
des hydrogéologues va consister à rechercher les zones favorables à l’implantation des forages, permettant l’exploitation de la nappe pour les besoins énergétiques du ou des bâtiment(s). Les
missions d’étude préalables de faisabilité géothermique débutent par les analyses bibliographiques, et se poursuivent par les études de faisabilité : investigations in situ, menées idéalement au moment
des investigations géotechniques, pour une double optimisation calendrier/coûts. Des travaux de modélisation sont ensuite réalisés pour assurer, auprès des maîtres d’ouvrage ou des organismes
financeurs, la pérennité de l’installation dans le temps, la mission étant menée jusqu’à la mise en service des installations.
C’est dans le cadre d’une mission de ce type qu’un groupe scolaire du Vaucluse peut exploiter les eaux souterraines, qui se trouvent à faible profondeur, pour ses besoins de chauffage et rafraîchissement.
Les principales problématiques à prendre en compte sont la productivité de l’aquifère face aux besoins énergétiques (et la baisse de productivité inéluctable des ouvrages dans le temps), les phénomènes de recyclage thermique, la qualité de l’eau souterraine, la présence d’une exploitation d’eau souterraine déjà existante, géothermique ou non, pour assurer le partage de la ressource… (voir figures 7 à 9)


Lisa Miotti
Fondasol Hydrogéologie


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