MISSION G2 PRO : NOUVEAU DÉPÔT PÉTROLIER AÉROPORTUAIRE DE L’AIBD DE DIASS

À la demande de Total Sénégal, Géotec Afrique réalise actuellement les études géotechniques pour la construction d’un dépôt d’hydrocarbures dans l’enceinte de l’aéroport international Blaise-Diagne (AIBD), en réalisant les missions G2 et G4.
Ce dépôt est constitué de trois bacs de jet (réservoirs 1 à 3), d’un bac à eau (réservoir incendie), d’un bâtiment R+1 (bâtiment administratif), d’aires de stationnement, d’une station de lavage, d’un bâtiment de maintenance, de pistes de roulement, de parkings et postes de chargement/dépotage.
Les descentes de charges pour les bacs sont très importantes :
- Bacs de jet : 2 500 tonnes produits + 100 tonnes de structure pour une surface circulaire de 18 mètres de diamètre, soit une charge moyenne d’environ 102 kN/m².
- Bac à eau : 750 tonnes d’eau + 50 tonnes de structure pour une surface circulaire de 12 mètres de diamètre, soit une charge moyenne d’environ 71 kN/m².

Les études géotechniques antérieures réalisées au niveau de l’AIBD par Senelabo (ancien nom de Géotec Afrique) ont permis de présenter de manière cartographique les différents faciès d’altération
latéritique rencontrés en sondage et coiffant les formations sablo-argileuses du Maastrichtien.
Ces études montrent la présence de cavités au sein des formations latéritiques, souvent générées par
de fortes infiltrations d’eaux pluviales à travers la couche latéritique fracturée jusqu’au niveau de
la nappe phréatique superficielle des sables maastrichtiens. Ces infiltrations conduisent à lessiver et à altérer de façon privilégiée la latérite massive dans les zones fracturées drainantes, emportant les éléments fins et dissous vers le bas jusqu’à la nappe phréatique superficielle des sables maastrichtiens, laissant place à des vides.
Ces cavités se présentent généralement sous différentes formes et parfois connectées à la surface.
La campagne de reconnaissance en vue du dimensionnement des fondations a consisté en la réalisation de 5 sondages carottés de 30 mètres linéaires de profondeur, 4 sondages pressiométriques de 30 mètres linéaires, ainsi que des essais en laboratoire.
Compte tenu du contexte géologique local, formation de latérite ferrugineuse sur une dizaine de mètres avec pseudo-karsts reposant sur la roche-mère constituée de sable argileux à argile sableuse,
il a été décidé :
1/ de modéliser, à l’aide du logiciel aux éléments finis Plaxis, les déformations du sol en fonction de la
taille et de la profondeur des éventuelles cavités dans la formation de latérite ;
2/ de réaliser une campagne de détection au géoradar permettant de relever les cavités de volume
important ;
3/ de réaliser des injections dont la maille et la profondeur seront définies en fonction des résultats de la modélisation Plaxis.

MODÉLISATION AVEC LE LOGICIEL PLAXIS

Modélisation d’une cuve sans présence de « pseudo-karsts »

Sur la base des plans de détail d’étanchéité, il est prévu de fonder les cuves développant une surcharge de 102 kN/m2 sur un remblai d’une épaisseur de 2 mètres.
La modélisation réalisée conduit à un tassement limité à 1,5 centimètre, ce qui permet de justifier la
géométrie envisagée en l’absence de « pseudo-karsts ».

MODÉLISATION D’UNE CUVE AVEC PRÉSENCE DE « PSEUDO-KARSTS »

Plusieurs scénarios ont été étudiés et sont développés ci-après :

• modélisation de cavités centrées sous l’ouvrage de 0,80 mètre de largeur sur 2 mètres de hauteur, à des profondeurs variant de 3 à 7 mètres ;
• modélisation de cavités excentrées en limite de l’emprise de l’ouvrage de 0,80 mètre de largeur
  sur 2 mètres de hauteur, à des profondeurs variant de 3 à 7 mètres ;
• modélisation de cavités larges centrées sous l’ouvrage de 2,40 mètres de largeur sur 2 mètres
  de hauteur, à des profondeurs variant de 3 à 7 mètres ;

MODÉLISATION D’UNE CUVE AVEC PSEUDO-KARSTS ÉTROITS CENTRÉS

La nature relativement compacte des matériaux permet de limiter la déformation sous l’ouvrage à
moins de 2 centimètres, mais engendre des moments supplémentaires dans la fondation des cuves,
notamment dans le cas de karsts peu profonds.

MODÉLISATION D’UNE CUVE AVEC PRÉSENCE DE « PSEUDO-KARSTS »

La position excentrée de la cavité est moins défavorable que le cas centré puisque ses effets en matière de tassements ne se cumulent pas avec les tassements induits par l’ouvrage, plus faibles en périphérie qu’au centre.

MODÉLISATION D’UNE CUVE AVEC PRÉSENCE DE « PSEUDO-KARSTS » LARGES CENTRÉS

La présence de cavités de 2,40 mètres de large et de 2 mètres de hauteur centrées sous l’ouvrage
conduit à la rupture du sol d’assise de l’ouvrage, ne permettant pas d’accepter le chargement envisagé.
Ces résultats ont conduit Géotec à proposer une injection systématique gravitaire ou sous faible
pression selon une maille serrée de 1,50 mètre x 1,50 mètre au centre de l’ouvrage, et selon une
maille de 2 mètres x 2 mètres en périphérie afin de s’affranchir des risques de rupture du sol sous l’ouvrage. Cette conception permet ainsi de limiter les tassements sous l’ouvrage même en présence de pseudo-karsts non traités et de faibles dimensions.

Les dispositions constructives retenues sont finalement les suivantes :

• purge des sols en place sur une hauteur de 3 mètres ;
• mise en place d’une géomembrane rigide de type PEHD 2.0 ;
• remblaiement avec des matériaux extraits du site permettant de présenter les caractéristiques
  minimales équivalentes aux faciès en place : c’ = 1 kPa, Ø’ = 30°, pl >1,5 MPa et Em > 15 MPa.

INVESTIGATION PAR GÉORADAR

La campagne de géoradar a mis en évidence de fortes décompressions dans les latérites sous le fond
de terrassement.

TRAVAUX D’INJECTION

585 sondages destructifs d’une profondeur de 7 mètres selon un maillage de 1,5 mètre x 1,5 mètre en partie centrale et 2 mètres x 2 mètres en périphérie ont été réalisés sous les trois cuves.

Sur l’ensemble de ces trois cuves, un volume de 60 m3 de mortier a été injecté. En déduisant le volume théorique des forages réalisés (32 m3) de ce volume total injecté, on peut estimer qu’un volume de 28 m3 de cavités a été comblé.
Les travaux se poursuivent actuellement, sous la supervision de Géotec Afrique dans le cadre de la mission G4 phase études et travaux.
La connaissance locale de l’existence de pseudo-karsts dans les latérites et la simulation de celles-ci
à l’aide du modèle aux éléments finis Plaxis ont permis de définir un maillage de forages d’injection
permettant de s’affranchir de problèmes de rupture du sol dans le cas de cavités importantes présentes sous l’ouvrage et de limiter les tassements sous l’ouvrage.

Jean-Christophe André
Directeur Géotec-Afrique
Arnaud Lafourcade
Ingénieur expert Géotec