A76997/A ISDND OPALE DE LA BISTADE (62)
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Etude de stabilité de l’extension verticale de l’exploitation
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ISDND OPALE DE LA BISTADE (62)
Etude de stabilité de l’extension verticale
de l’exploitation
Novembre 2014
A76997/A
OPALE ENVIRONNEMENT
Hameau de la Bistade
62370 SAINTE MARIE KERQUE
Tél. : 03 21 85 01 00
Agence NORD-EST
Implantation de Lille
Synergie Park – 5 avenue Louis Néel – 59260 LEZENNES
Tél. :03.20.43.25.55
Fax. : 03.20.05.54.87
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Sommaire
Pages
1. Introduction ............................................................................................ 3
2. Risque sismique ....................................................................................... 3
3. Approche retenue ................................................................................... 4
4. Présentation de l'étude de stabilité ........................................................ 5
4.1. Méthodes et moyens utilisés ................................................................... 5
4.2. Hypothèses de calcul ............................................................................... 5
4.2.1. Géométries de digues retenues ................................................................ 6
4.2.2. Caractéristiques géotechniques des matériaux ......................................... 8
5. Résultats des calculs de stabilité ........................................................... 10
Liste des figures
Figure 1 : Implantation de la zone d'étude sur le zonage sismique en vigueur au 1er mai
2011. ............................................................................................................. 4
Figure 2 : Illustration de la géométrie retenue pour la future digue Ouest ....................... 6
Figure 3 : Illustration de la géométrie retenue pour la digue Est ...................................... 7
Figure 4 : Illustration de la géométrie retenue pour le talutage des déchets des alvéoles
impairs .......................................................................................................... 7
Figure 5 : Illustration de la géométrie retenue pour les alvéoles récentes sans mur armater
..................................................................................................................... 8
Liste des annexes
Annexe 1 : Présentation des calculs TALREN
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1. Introduction
La présente étude consiste à étudier les conditions de stabilité dans le but de rehausser
l’ISDND jusque +30 m NGF. Les dispositions sont les suivantes :
• Coté Est, l’état actuel ne sera pas modifié. La rehausse devra donc prendre appui sur
la couverture et les déchets sous-jacents, soit une base de rehausse vers +17 m à +18
m NGF environ ;
• Coté Ouest, les déchets seront réeploités, y compris les déchets anciens. Le
déblaiement s’effectuera jusqu’à la base des déchets, la digue périphérique prendre
donc appui sur le terrain naturel. La base de la rehausse se situera à +2,3 m NGF.
• Dans le cadre du déblaiement des déchets, la stabilité du talus de déchets sera
vérifiée.
Cette étude de stabilité entre dans le cadre d'une mission G2 phase AVP au sens de la
norme NF P94-500 de novembre 2013.
2. Risque sismique
Afin de correspondre aux nouvelles normes européennes (EUROCODE 8), une
réévaluation du zonage sismique français a été réalisée en 2005 par le BRGM. Ce zonage
est entré en vigueur le 1er mai 2011.
Basée sur une approche probabiliste de l’aléa sismique, la nouvelle carte d’aléa prévoit
un découpage du territoire français en communes et non plus en cantons. Le nouveau
zonage comprendrait alors 5 zones :
1. zone de sismicité 1 : sismicité très faible,
2. zone de sismicité 2 : faible,
3. zone de sismicité 3 : modérée,
4. zone de sismicité 4 : moyenne,
5. zone de sismicité 5 : forte.
D’après le nouveau zonage de l’aléa sismique de la France, ce site est situé dans une
zone où il est considéré comme faible. L’accélération sismique de référence est égale
à 0,7 m/s². La Figure 1 présente un extrait de la carte de l’aléa sismique régional (MEDAD,
2005).
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Figure 1 : Implantation de la zone d'étude sur le zonage sismique en vigueur au 1er mai
2011.
En l’absence d’arrêté fixant les règles parasismiques applicables aux ouvrages en terre,
nous nous rattacherons à l’arrêté du 26 octobre 2011 concernant les ponts de classe dite
à « risque normal ».
Selon cet arrêté, les ouvrages en zone de sismicité faible (zone 2) ne sont pas soumis à
l’application des règles parasismiques.
Nous n’avons donc pas pris en compte les sollicitations sismiques dans nos calculs.
3. Approche retenue
Après réalisation d’une première digue massive en appui sur le terrain naturel, les
rehausses se feront ensuite par paliers de 2 m de hauteur. Tous les 4 m de hauteur, une
risberme de 3 m de largeur sera réalisée.
Nous avons retenu pour la rehausse la création de digues en matériaux fins de type sable.
Des caractéristiques géomécaniques précises ont été retenues dans la présente étude de
stabilité. En phase Projet, une étude spécifique sera réalisée pour valider le gisement de
matériaux constitutif des digues.
Pour limiter la perte de vide de fouille, les rehausses pourront prendre appui
partiellement sur les déchets. Les rehausses se feront donc à l’avancement de
l’exploitation des alvéoles.
Coté Est, la stabilité des rehausses seront vérifiées ainsi que la stabilité en grand (cercle
passant par les rehausses et le talus existant).
A partir de l’alvéole n°14 coté pair et de l’alvéole n°19 coté impair, le système Armater
laisse place à une digue périphérique composée en matériaux du site (à dominance de
silts), les pentes de parement sont de 2H/1V. La rehausse de l’ISDND pour ces dernières
alvéoles prendra donc appui sur ces digues en silts.
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4. Présentation de l'étude de stabilité
4.1. Méthodes et moyens utilisés
Afin de vérifier la stabilité du système vis-à-vis du grand glissement, les calculs
numériques ont été réalisés avec le logiciel TALREN 5, développé par TERRASOL. Les
calculs de la présente étude ont été menés avec la méthode des tranches de Bishop en
rupture circulaire (type d’instabilité concernant les matériaux en présence).
Pour une surface potentielle de glissement, le calcul fournit le coefficient de sécurité, noté
F, correspondant au rapport des efforts résistants (résistance au cisaillement du sol,
renforcements…) sur les efforts moteurs (poids des terrains, écoulement de l’eau dans le
sol…). Le coefficient de sécurité de l’ouvrage est donné par la surface de glissement la plus
critique (F minimal). En génie civil, la stabilité du talus est considérée classiquement
comme assurée si :
• F ≥ 1,5 à long terme,
• F ≥ 1,3 à court terme.
Dans nos calculs ont cherchera systématiquement à obtenir un coefficient de sécurité de
1.5 dit « long terme » car les phases d’exploitation, bien que se succédant, ont une durée
ne pouvant être assimilées à du court terme.
4.2. Hypothèses de calcul
La coupe retenue pour les terrains d’assise est la suivante, depuis la plateforme de
terrassement :
De 2 à -3 m NGF : Silts localement tourbeux – Assise de Dunkerque,
De -3 à -12,5 m NGF : Sables argileux compacts de l’Assise de Calais,
De -12,5 m à -25 m NGF : Argiles des Flandres.
Cette coupe de sol est jugée représentative du site.
Coté Ouest, la digue se compose ainsi :
De +2 à +9.5 m NGF : un mur Armater et un talus d’appui,
De + 9,5 à +18 m NGF : des digues de 2 m de hauteur en appui sur les déchets, avec des
risbermes intermédiaires
Des surcharges de 10 kPa ont été retenues au droit des risbermes pour prendre en compte
la circulation des camions cheminant sur le site.
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4.2.1. Géométries de digues retenues
Coté Ouest – Anciennes alvéoles réexploitées
Nous avons retenu la création d’une première digue en appui sur l’assise de Dunkerque à
+2 m NGF pour constituer la nouvelle digue périphérique de ce coté. Cette digue de base
atteindra +8 m NGF, aura des parements pentés à 2H/1V, sa crête aura une largeur de
5 m minimum.
Après stockage des déchets jusque la côte +8 m NGF, les travaux de rehausse se feront
ensuite à l’avancement. Les rehausses correspondront a des diguettes de 2 m de hauteur,
de pentes 2H/1V et d’une largeur de crête de 3 m de large.
Tous les 4 m de hauteur, soit une diguette sur deux, une risberme de 3 m de large sera
réalisée. La rehausse atteindra la côte NGF maximale de 28 m NGF. La cote finale de 32 m
NGF sera atteinte au centre du dôme, avec la mise en place de la couverture finale avant
tassements.
Ces dispositions géométriques sont illustrées ci-dessous :
Figure 2 : Illustration de la géométrie retenue pour la future digue Ouest
Coté Est – Anciennes alvéoles
Tel que demandé par le Maitre d’Ouvrage, la digue existante ne sera pas modifiée. La
rehausse se fera sur l’existant en respectant une risberme de 4 m de large.
La digue existante a été modélisée par un mur Armater puis par des diguettes en
matériaux du site en appui sur les déchets anciens tel que communiqué par le Maître
d’Ouvrage.
+28 m NGF
+24 m NGF 11 m
3 m
2 m
+8 m NGF
+32 m NGF
Couverture
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Les travaux de rehausses prendront appuis sur les déchets anciens stabilisés. Les travaux
se feront à l’avancement par diguettes de 2 m de hauteur tel que décrit pour le coté
Ouest. La rehausse atteindra la côte NGF maximale de 28 m NGF.
Ces dispositions géométriques sont illustrées ci-dessous :
Figure 3 : Illustration de la géométrie retenue pour la digue Est
Anciennes alvéoles - Terrassement dans les déchets
Coté alvéoles impairs, un terrassement dans les déchets selon un talutage de l’ordre
5H/1V (ou 20% environ) est envisagé.
La stabilité du massif de déchets sera vérifiée dans la présente étude.
Figure 4 : Illustration de la géométrie retenue pour le talutage des déchets des alvéoles impairs
Existant
+28 m NGF
+24 m NGF
4 m de large minimum
+32 m NGF
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Alvéoles récentes (n°14 à n°22 et n°19 à n°21)
La rehausse se fera sur l’existant en respectant une risberme de 5 m de large.
Une digue en silts a été modélisée d’après les informations communiquées par le Maître
d’Ouvrage.
Les travaux de rehausses prendront appuis sur les déchets anciens stabilisés. Les travaux
se feront à l’avancement par diguettes de 2 m de hauteur tel que décrit pour les anciennes
alvéoles. La rehausse atteindra la côte NGF maximale de 28 m NGF.
Ces dispositions géométriques sont illustrées ci-dessous :
Figure 5 : Illustration de la géométrie retenue pour les alvéoles récentes sans mur armater
4.2.2. Caractéristiques géotechniques des matériaux
La couverture en place, de 1,0 m d’épaisseur, est composée de bas en haut de 0,6 m de
matériaux argileux, de 0,1 m de drainant et 0,3 m de terre végétale. Pour la couverture,
nous avons modélisé une monocouche de caractéristiques suivantes :
γh = 18 kN/m3
C’ = 5 kPa
φ’ = 20°
Les caractérisques du terrain naturel et des digues existantes sont issues des
investigations et calculs menés par FONDACONSEIL en 1995.
Les caractéristiques des déchets sont issues de notre retour d'expérience.
Les caractéristiques des nouvelles digues s’identifient à un silt compacté dans les règles
de l’art, les caractéristiques géomécaniques sont
γh = 18 kN/m3
C’ = 0,5 kPa
φ’ = 35°
5 m de large minimum
Existant
+28 m NGF
+32 m NGF
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La synthèse des paramètres retenus est donnée dans le tableau suivant :
Tableau 1 : caractéristiques géotechniques retenues pour les modélisations
Matériaux en place
Matériaux à
mettre en
œuvre
Couvertur
e en place
Déchet
s
ancien
s
Mur
armate
r
Digu
e en
silts
Assise de
Dunkerqu
e
Sables
argileux
compact
s
Argile
des
Flandre
s
Déchet
s
Digu
e à
créer
γh
(kN/m3
)
18 8 18 18 18 20 20 13 18
C’
(kPa) 5 2 40 0,5 10 20 25 5 0,5*
φ’ (°) 20 23 25 35 25 30 30 24 35*
* Valeur définie pour une mise en place à l’Optimum Proctor, +/-5%
Avec : γh : poids volumique
C’ : cohésion long terme
φ’: angle de frottement long terme
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5. Résultats des calculs de stabilité
Les profils de calculs correspondants sont donnés en annexe.
Dans les conditions citées au chapitre précédent, les résultats des calculs pour ces profils
sont donnés dans le tableau suivant :
Facteurs de Sécurité
à long terme
Stabilité interne Stabilité en grand
Digue Ouest – anciennes alvéoles réexploitées 1,51 ≥ 1,54
Digue Est – anciennes alvéoles - partie existante 1,88 2,19
Digue Est – anciennes alvéoles - rehausse 1,64 1,75
Alvéoles impaires – talutage des déchets 1,84 -
Alvéoles récentes – partie existante 1,45 -
Alvéoles récentes – rehausse 1,61 1,50
D’un point de vue calculatoire, la modélisation de la digue actuelle des alvéoles récentes
ne permet pas d’atteindre le coefficient de sécurité de 1,5. Le résultat reste néanmoins
satisfaisant avec un facteur de sécurité de 1,45 et l’on peut donc considérer la digue
comme stable à long terme.
Dans tous les autres situations, un coefficient de sécurité supérieur ou égal à 1,5 est
obtenu, justifiant à long terme les travaux de rehausse.
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Observations sur l'utilisation du rapport
Ce rapport, ainsi que les cartes ou documents, et toutes autres pièces annexées
constituent un ensemble indissociable ; en conséquence, l’utilisation qui pourrait
être faite d’une communication ou reproduction partielle de ce rapport et annexes
ainsi que toute interprétation au-delà des énonciations d’ANTEA ne saurait
engager la responsabilité de celle-ci. Il en est de même pour une éventuelle
utilisation à d’autres fins que celles définies pour la présente prestation.
Il est rappelé que les résultats de la reconnaissance s’appuient sur un
échantillonnage et que ce dispositif ne permet pas de lever la totalité des aléas
liés à l’hétérogénéité du milieu naturel ou artificiel étudié.
La prestation a été réalisée à partir d’informations extérieures non garanties par
Antea Group ; sa responsabilité ne saurait être engagée en la matière.
1
Annexe 1
Profils de calcul
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Coté Ouest – Anciennes alvéoles réexploitées
Talren v5v5.0.5
Imprimé le : 17 nov. 2014 14:04:08
Calcul réalisé par : ANTEA
Projet : P3 - Nouvelle digue coté Ouest
K:\AFFAIRES 2014\NPCA140200 à 140299\NPCP140218_NINF_SH_59_OPALE ENVIRONNEMENT_faisa bistade\TAL_OPALE\P3-sans-rampe.t5p Page 1/3
Talren v5v5.0.5
Imprimé le : 17 nov. 2014 14:04:08
Calcul réalisé par : ANTEA
Projet : P3 - Nouvelle digue coté Ouest
K:\AFFAIRES 2014\NPCA140200 à 140299\NPCP140218_NINF_SH_59_OPALE ENVIRONNEMENT_faisa bistade\TAL_OPALE\P3-sans-rampe.t5p Page 2/3
Talren v5v5.0.5
Imprimé le : 17 nov. 2014 14:04:08
Calcul réalisé par : ANTEA
Projet : P3 - Nouvelle digue coté Ouest
K:\AFFAIRES 2014\NPCA140200 à 140299\NPCP140218_NINF_SH_59_OPALE ENVIRONNEMENT_faisa bistade\TAL_OPALE\P3-sans-rampe.t5p Page 3/3
3
Coté Est – Anciennes alvéoles (Mur Armater)
Talren v5v5.0.5
Imprimé le : 17 nov. 2014 14:08:06
Calcul réalisé par : ANTEA
Projet : Etat existant -- Armater
K:\AFFAIRES 2014\NPCA140200 à 140299\NPCP140218_NINF_SH_59_OPALE ENVIRONNEMENT_faisa bistade\TAL_OPALE\P4.t5p Page 1/4
Talren v5v5.0.5
Imprimé le : 17 nov. 2014 14:08:06
Calcul réalisé par : ANTEA
Projet : Etat existant -- Armater
K:\AFFAIRES 2014\NPCA140200 à 140299\NPCP140218_NINF_SH_59_OPALE ENVIRONNEMENT_faisa bistade\TAL_OPALE\P4.t5p Page 2/4
Talren v5v5.0.5
Imprimé le : 17 nov. 2014 14:08:06
Calcul réalisé par : ANTEA
Projet : Etat existant -- Armater
K:\AFFAIRES 2014\NPCA140200 à 140299\NPCP140218_NINF_SH_59_OPALE ENVIRONNEMENT_faisa bistade\TAL_OPALE\P4.t5p Page 3/4
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Imprimé le : 17 nov. 2014 14:08:06
Calcul réalisé par : ANTEA
Projet : Etat existant -- Armater
K:\AFFAIRES 2014\NPCA140200 à 140299\NPCP140218_NINF_SH_59_OPALE ENVIRONNEMENT_faisa bistade\TAL_OPALE\P4.t5p Page 4/4
4
Alvéoles impaires - Talutage dans les déchets
Talren v5v5.0.5
Imprimé le : 17 nov. 2014 14:09:31
Calcul réalisé par : ANTEA
Projet : Etat existant -- Armater
K:\AFFAIRES 2014\NPCA140200 à 140299\NPCP140218_NINF_SH_59_OPALE ENVIRONNEMENT_faisa bistade\TAL_OPALE\P6-interne.t5p Page 1/1
5
Alvéoles récentes (Digue en matériaux issus du site)
Talren v5v5.0.5
Imprimé le : 17 nov. 2014 14:27:20
Calcul réalisé par : ANTEA
Projet : Nouvelles alvéoles - rehausse
K:\AFFAIRES 2014\NPCA140200 à 140299\NPCP140218_NINF_SH_59_OPALE ENVIRONNEMENT_faisa bistade\TAL_OPALE\P5-avec rehausse.t5p Page 1/4
Talren v5v5.0.5
Imprimé le : 17 nov. 2014 14:27:20
Calcul réalisé par : ANTEA
Projet : Nouvelles alvéoles - rehausse
K:\AFFAIRES 2014\NPCA140200 à 140299\NPCP140218_NINF_SH_59_OPALE ENVIRONNEMENT_faisa bistade\TAL_OPALE\P5-avec rehausse.t5p Page 2/4
Talren v5v5.0.5
Imprimé le : 17 nov. 2014 14:27:20
Calcul réalisé par : ANTEA
Projet : Nouvelles alvéoles - rehausse
K:\AFFAIRES 2014\NPCA140200 à 140299\NPCP140218_NINF_SH_59_OPALE ENVIRONNEMENT_faisa bistade\TAL_OPALE\P5-avec rehausse.t5p Page 3/4
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Imprimé le : 17 nov. 2014 14:27:20
Calcul réalisé par : ANTEA
Projet : Nouvelles alvéoles - rehausse
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