L'HYDROGÉOLOGIE APPLIQUÉE AU GÉNIE CIVIL ET AU BÂTIMENT

Ainsi que l’indique la norme AFNOR NF P94-500 (Missions d’ingénierie géotechnique – Classification et spécifications), la géotechnique s’appuie principalement sur les différentes sciences de la terre (géologie, hydrogéologie, mécanique des sols, rhéologie, géophysique, dynamique des sols et géochimie). Les ouvrages de drainage, d’épuisement et de pompage sont décrits par la norme comme des ouvrages géotechniques. L’hydrogéologie fait donc partie intégrante de la géotechnique. Partant de ce constat, dès la phase de conception d’un projet, les contraintes liées aux eaux souterraines, au même titre que les contraintes géotechniques liées au sol, doivent être mises en évidence et prises en compte. Les données nécessaires à leur étude doivent être acquises. En phase projet, les contraintes liées aux eaux souterraines pourront ainsi être étudiées et traitées efficacement. Les maîtres d’ouvrage et maîtres d’oeuvre ont tout à y gagner : optimisation de la phase travaux, protection efficace et pérenne du projet vis-à-vis des eaux souterraines, intégration raisonnée du projet dans son environnement. La présence d’eau dans les sols est un facteur potentiellement dimensionnant pour la réalisation d’un projet de construction, et qui doit être intégré au sein des contraintes géotechniques dans la conception du projet.
C’est pourquoi, en cas de mise en évidence ou de suspicion de présence d’eau dans les sols, le géotechnicien doit alerter la maîtrise d’ouvrage et la maîtrise d’oeuvre à l’issue des études préliminaires (G1 PGC et G2 AVP). L’intégration d’un hydrogéologue à l’équipe de conception géotechnique et la réalisation des investigations nécessaires à l’identification des contraintes liées aux eaux souterraines permettront la conception et la réalisation d’un ouvrage géotechnique pérenne et adapté à son environnement.

DONNÉES D’ENTRÉE À RECUEILLIR EN PHASE AVANT-PROJET

La norme AFNOR NF P94-500 indique que les investigations géotechniques à mener en phase avant-projet (G1 PGC et G2AVP) doivent permettre de déterminer les caractéristiques hydrogéologiques des sols.

D’une manière générale, les contraintes liées aux eaux souterraines sont de deux ordres :

• contraintes liées au débit d’eaux souterraines à gérer en phase provisoire et parfois en phase
  définitive (dans le cas de drainage permanent ou saisonnier) ;
• contraintes liées au niveau des eaux souterraines et notamment leur niveau exceptionnel EE conditionnant les sous-pressions à reprendre par le projet et la hauteur de cuvelage à envisager.

La conception optimale d’un projet implique donc la connaissance la plus précise possible de ces contraintes.
Dans le cas de la mise en évidence d’eaux souterraines à faible profondeur au droit du site, l’identification des contraintes liées aux eaux souterraines nécessite une acquisition de données qui doit être effectuée et/ou entamée dès les études d’avant-projet (G1 / G2 AVP) notamment pour des raisons d’auscultation dans la durée : mise en oeuvre d’un suivi piézométrique de longue durée (qui constitue l’une des données d’entrée, et non la seule, pour l’estimation prévisionnelle des niveaux remarquables des eaux souterraines au sens du DTU 14.1) selon les besoins du projet, des essais de perméabilité ou de pompage pour la définition de la perméabilité des formations sous le site sont nécessaires pour l’estimation des débits.

EXPLOITATION DES DONNÉES EN PHASE PROJET

Parmi les ouvrages géotechniques, les ouvrages permettant la gestion des contraintes hydrogéologiques doivent être dimensionnés de manière efficace. Il s’agit notamment, en phase G2PRO et sur la base des résultats des investigations menées lors des études
préliminaires, de définir :

• les niveaux remarquables des eaux souterraines (eaux basses [EB], eaux hautes [EH] et eaux
  exceptionnelles [EE]) au sens du DTU 14.1 – étude élaborée à partir notamment de suivis piézométriques, d’enquêtes sur site, d’études d’influence de pompage et d’onde de crue / marée,…) ;
• le débit résiduel à gérer en phase provisoire, et de proposer / dimensionner les solutions de
  gestion compatibles avec les ouvrages géotechniques envisagés, dans le cas d’une structure
  drainée en phase définitive, le débit de drainage en phase définitive, et de dimensionner le dispositif de drainage à mettre en oeuvre.

Les eaux souterraines ayant un impact majeur sur les ouvrages géotechniques du projet, les études
hydrogéologiques de projet doivent être menées par un hydrogéologue spécialisé en coordination,
et au sein de l’équipe chargée de la conception et de l’exécution de ces ouvrages.
Cette coordination entre les spécialistes permet une optimisation des ouvrages géotechniques en
adéquation avec les contraintes hydrogéologiques propres à chaque site.

INTÉRÊT POUR LES MAÎTRES D’OUVRAGE ET MAÎTRES D’OEUVRE

Étudier un projet intégrant les solutions vis-à-vis de l’ensemble des contraintes géotechniques, et
donc hydrogéologiques, présente, pour les maîtres d’ouvrage et maîtres d’oeuvre, un intérêt certain
aux différents stades du projet :

• intégration de la contrainte hydrogéologique dès le démarrage de la conception du projet en interaction avec les ouvrages géotechniques envisagés ;
• conception du projet optimisée prenant en compte les différentes contraintes du site et de son environnement ;
• dimensionnement des solutions de gestion des eaux souterraines en phases provisoire et définitive, et intégration dans le dossier de consultation des entreprises.
  La consultation des entreprises est donc complète et intègre les aspects hydrogéologiques. La maîtrise d’ouvrage / d’oeuvre sécurise ainsi sa consultation des entreprises et s’épargne les coûts de travaux non prévus de gestion des eaux souterraines.

Le traitement des problématiques hydrogéologiques en parallèle et en lien avec l’ensemble des problématiques géotechniques est mis en oeuvre par le bureau d’études ERG depuis de nombreuses années. Cette méthodologie est appliquée sur tous les projets susceptibles d’être en interaction avec les eaux souterraines, afin d’offrir aux maîtres d’ouvrage la mise en oeuvre de solutions adaptées au projet et à son environnement, source d’économies : économie en phase provisoire avec la mise en oeuvre de dispositifs de gestion des eaux souterraines optimisée ; respect des délais et des coûts ; économie en phase définitive avec un projet optimisé et sécurisé vis-à-vis de son environnement géotechnique et hydrogéologique (par exemple mise en oeuvre, dans le cas de sols possédant des caractéristiques géomécaniques suffisantes, de fondations légères, drainées en lieu et place de fondations lourdes de type radier). Cette approche globale de la gestion des contraintes géotechniques et hydrogéologiques est intégrée dans la norme AFNOR NF P94-500.

Sébastien Mariné
Ingénieur hydrogéologue, service calcul géotechnique ERG