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ETUDE GEOTECHNIQUE DU SITE D IMPLANTATIOND'UNE CITERNE DE GAZ LIQUIDE TEXACO

A FORT_DE_FRANCE(Martinique)

par

Ph . D R E A N , ingénieur géologue

BRGr

BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIÈRES74, rue de la Federation - 75 Pans ('15 e"") - Tel. 783 94-00

DIRECTION DES RECHERCHES MINIERES ET TRAVAUX A L' ETRANGER

Direction de Frut -de-France

3 rue Schœlchei MARTINIQUE

B.P. 394 Tel. 71-88-68

73 A NT

Pure.ni de Recherches Departement A M F R I Ü U E

Géologiques et Minières

BIBLIOTHBQIJB

B . Iî. G. M .

Direction de

PORT DE E

T E X A C O

Etude géotechnique du site d'inplantation d'une citerne de

gaz liquide TEXACO à Fort-do-France (Martinique).

Par Ri. D E E MIngénieur-Géologue

Avril I973

Rapport B-.Il.G.LI. n° 72.AITT.9 l ureau de RecherchesGéologiques et Minières

BIBLIOTHEQUE

R E S U M E

Les travaux de reconnaissance entrepris en vue ¿le la construction d'uneciterne de gaz liquide TEXACO dr.ns Fort-de-France a pernis de constater l'existenced'un renblai épais de 5 n reposant sur des sables argileux plastiques. La nappephréatique se situe à 1 n de profondeur et les renblais ont une perméabilité trèsforte.

Le calcul dénontre qu'il n'existé pas de risque de soulèvenent du cuvelageétanche à la fin de sa construction, c'est à dire au nonent où il est le plus légeret où le danger de soulèvenent est le plus grand.

La surcharge duo à la construction de cette citerne est égale à 0,1 bar cequi est négligeable et il n'y a pas lieu de craindre des tassenents incompatiblesavec la bonne utilisation de la citerne!Par contre, l'exécution du cuvelage en béton posera des problèmes d'eshaure car onn. évalué entre 600 et G00 n3/heure les débits de pompage nécessaires pour assécherla fouille. De tels délite risquent d'entraîner dus particules sableuses faisantpartie du renblai et de déconpacter ceux-ci. Une solution de stabilisation dosrenblais par injection est conseillée dans la nesure où le béton doit être nis enplace à seç.

S 0 H H A I E E

I, Introduction «

1,1 - But cl G l'étude - localisation

I«2 - Les travaux effectués

1,3 - Les matériels nis en oeuvre.

II» Resultate,

11.1 - Le sondage mécanique

11.2 m L'essai pénétronétrique

11.3 - L'essai de ponpage sonnnire,

III, Froblènca de fondation,

IV, Conclusion,

AHHEXES JOINTES AU RAPPORT.

Annexe 1 - Plan de localisation du site étudiééchelle l/lO.OOO RM/AO/CAR : 2153

Annexe 2 - Plan cl G situation des travaux doreconnaissanceéchelle 1/2.000 RIl/AO/CAR t 2154

Annexe 3 - Vue en plan et coupe en travers deIn. citerneéchelle 1/50 et 1/23 EME/AO/CAR : 2155

Annexe 4 - Coupe géologique du sondage

échelle l/lOO 1178 - 522

Annexe 5 - Courbe pénétronétrique PAREZ ' HLŒ/AO/CAR : 2156

Annexe 6 - Coupe géotechnique au droit de la

citerne ' RIC/AO/CAR : 2157échelle * 1/50

I. I N T R O D U C T I O N .

A la demande de TEXACO, le B.R.G.II. a assuré la surveillance et 1'interpre-tation des travaux de reconnaissance entrepris en vue de la construction d'une.citer-ne de gaz liquide à Fort-de-France,

1.1 - But de l'étude - localisation.

Le but de l'étude était de déterminer le type de fondation à adopter pourcette cuve et de nettre en évidence les problèmes susceptibles de se poser lors dela construction. Le site choisi pour cette cuve se situe entre les rues Ernest DEPIîO-GE et le boulevard ALFASSA, à Fort-de-France, à proximité de l'Office du Tourismeet de la Maison des Arts.

La cuve a 5 m de longueur, un diamètre de 1,5 m et un poids vide de 1,6 t'.Elle est prévue pour contenir 3,5 t de gaz liquide, ce qui correspond à un volunede 6,3 n3. Pour des raisons de sécurité, cette cuve sera enterrée dans un cuvelageétanche de 6 m de longueur de 2,5 n de large et de 2,9 m de profondeur. L'espacecompris entre cuve et cuvelage étanche sera rempli de sable.

xx x

1.2 - Les travaux réalisés,-

Ces travaux ont comporté un sondage mécanique entièrement carotté qui estdescendu jusqu'à 10,2 m de profondeur.

Il a été doublé par un essai pénétrométrique statique PAEEZ.

Un essai de pompage sommaire a été effectué dans le sondage équipé d'untube crépine jusqu'à 8 m de profondeur, la crépine de la pompe ayant été descendueà 4 m de profondeur. Un tube piézométrique situé à 3 m du sondage a permis de suivrel'effet du pompage sur la nappe.

xX X

1.3 -

Les travaux de reconnaissance ont été réalisés par l'Entreprise SIF BACIIYà l'aide d'une sondeuse CRAELIUS XCH-60 d'un pénétromètre statique PAREZ d'une pous-sée totale de 11 t etpd'une pompe de surface RICI1IER les travaux ont été exécutéedu 14 au 17 mars 1973^

II. R E S U L T A T S

II.I — Le sondage nécanique,-

Ce sondage a permis de constater l'existence, sous une couche de terrevégétale argileuse, d'un renblai hétérogène, à natrice sableuse dans lequel nousavons noté la présence de blocs de lave de 10 à 20 en de longueur, à partir de2,8 n de profondeur^ Ce renblai, d'une épaisseur totale de 4,5 n recouvre uneformation sableuse gris-noirâtre, légèrement plastique. II s'agit là de fomationsnarines récentes pouvant présenter des niveaux plastiques à nous.

Le niveau piézonétrique se situe aux environs de 1 n de profondeur et suitles variations du niveau de la ner (de l'ordre de 0,5 n) dues aux narées,

xX X

11,2- Lj.es sai_pénétronét il que_PASEZ. -

Le pénétronètre a enregistré un refus très rapidement à 1 n de profondeur,dans les remblais. La présence de blocs et de débris divers (briques et éléments debéton) est la cause de ce refus et il a été nécessaire d'effectuer un avant trou àtravers les remblais pour tester la formation sableuse sous-jacente. Cette formationse caractérise par une résistance de pointe de l'ordre de 10 bars entre 5 et 7 n deprofondeur, puis cette résistance augmente entre 7,0 et 8,5 n de profondeur attei-gnent 40 bars, pour devenir très faible à partir de 8,5 n. L'essai a été arrêté vo-lontairement à 10,2 n de profondeur,

xx x

II.3 - ÎLÎËËSêiii

Cet essai était destiné à évaluer les débits d'exhaure nécessaires pourassécher la fouille lors de l'exécution du cuvelage étanche.

La durée du pompage a été d'une heure et nous avons constaté que pour undébit de 2,6 n3/h, le rabattement dans le sondage était de 50 en tandis que dansle piézonètre il n'était que de 2 cm. Pour un début de 4,7 n3/h le rabattementdans le sondage était de 90 cm, le piézonètre accusant alors une descente de 9 en«La remontée du niveau piézonétrique est très rapide, une minute après l'arrêt dupompage le niveau était déjà remonté de 65 cm. Ceci traduit une forte perméabilitéde ces remblais qui se trouvent en communication directe avec la ner.

III. PROBLEMES DE FONDATION.

L'exécution cl'une cuve de ce type, on partie innervée clans la nappe phréa-tique pose trois probiertes à savoir :

- la poussée hydrostatique ne risque-t-elle pas de soulever la cuve ?

- quels sont les tassorients à attendre et faut-il adopter une solution spécialepour élininer les tassenents inconpatibles avec la bonne utilisation de la cuve ?

- quels sont les précautions à prendre pour effectuer la construction dans lesconditions optinales ?

111.1 - La poussée hydrostatique.-

Nous allons vérifier si le soulèvenent est possible à la fin de la cons-truction du cuvelagc étanche qui constitue l'étape la plus critique de la construc-tion pour ce problène donné.

En prenant une densité de 2,5 pour le béton et en considérant que la dallesupérieure n'est pas raise en place, le poids du cuvelage est de 44,6 t.

Le niveau de la nappe étant à 1 ri de profondeur, le cuvelage subira unepoussée hydrostatique de 28,5 t, donc il n'y a pas lieu de craindre dans ces condi-tions un soulèvenent.

Dans le cas extrêne, d'une très faible probabilité, où la nappe attein-drait le bord supérieur du cuvelage, la poussée serait de 43,5 t, ce chiffre étantencore inférieur au poids de l'ouvrage vicie.

xX X

111.2 - Type_de fondation à adopter.-

Le poids total clc réservoir de butane se déconpose oonne suit

poids cuvelage vide = 55,8 tpoicls cuve à butane vicie = 1,6 tpoids butane = 3>5 tpoids sable = g2,6 t

Total 93,5 t

La poussée hydrostatique pernanente est de 28,5 t qu'il faut déduire û u

total précédent.

La pression exercée par la base du cuvelage est clone 65 t.

Hais le poids des terres excavées correspon à 49,8 t, donc la surchargeappliquée par le r-servoir est de

65 t - 49,81 = 15,2 t.

Cette surcharge se répartissant sur une superficie de 15 n2, on obtientune surcharge de 0,1 bar. Le renblai a un taux de travail largement supérieur à0,1 bar à 2,9 n do profondeur et canne le niveau susceptible de provoquer des tas-

• • •/ • • •

senents se situe à partir de 8,5 n de profondeur, on peut affirner qu'il n'existeaucun risque de tassement après la construction de l'ouvrage qui pourra être effec-tuée sans solution spéciale.

xx x

III.3 - Conditions d'exécution.-

L'ouverture de la fouille ne présente pas de problène de terrassement,une pelle mécanique pourra facilenent pratiquer l'excavation jusqu'à la profondeurde 3 n. Par contre la présence de la nappe phréatique à partir de 1 n de profondeurinpliquc certaines sujétions dans la mesure où il est décidé de couler le cuvelageà sec. Pour cela il est nécessaire de rabattre la nappe sur 2 n de hauteur, ce quicompte tenu de la forte peméabilité du remblai nécessitera un épuisenent constantcompris entre 600 et 800 m3/heure a effectuer par des ponpes ayant un débit d'exhau-re de l'ordre de 1.000 n3/heure. Un fossé drainant devra être creusé tout autourde 1'emplacement réservé au cuvelage, à une profondeur de 3,8 n au moins pour per-mettre la mise en place des crépines des pompes. Des ontrainements de sable et iefines sont à craindre pendant ces pompages provoquant un décompactage du eol au-tour de la fouille.

La mise en place du béton sous l'eau supprimera ces sujétions, mais ilsera plus difficile do contrôler l'étanchéité du cuvelage. Un revêtement internepourra pallier aux imperfections d'étanchéité, sinon il existe la possibilité d'in-jecter le remblai par un coulis, pour réduire la perméabilité. Ce coulis a l'avan-tage de supprimer les problèmes de tenue des parois de la fouille qui nécessiteronttrès certainonent un blindage.

IV. C O N C L U S I O N S .

L'étude du site d'iriplantation de la citerne TEXA.CO, Rue Earnest DEPEOGÜà Fort-de-France a pernis de constater que cet be citerne sera construite dans desremblais compacts sablo-caillouteux recouvrait des sables argileux fins plastiquesà nous. Le niveau de la nappe phréatique se situe à un nètre de profondeur et subitles variations du niveau de la ner consécutives aux narées.

Les calculs de soulèvement du cuvclage étanche ont uontré qu'il n*y avaitaucun risque de voir un tel phénonène se produite dans la mesure où les caractéris-tiques de cet ouvrage sont ceux prévus dans le projet.

La surcharge occasionnée par l'exécution de cet ouvrage est de 0,1 bar.Le remblai sur lequel reposera l'ouvrage supportera aisément cette surcharge sanssubir de tassements incompatibles avec la bonne exploitation de la citerne. Il nesera pas nécessaire d'élargir la surface portante de l'ouvrage pour diminuer lapression au sol.

La présence de la nappe à faile profondeur dans des reriblais très pernea*»,. .bles nécessitent des pompages de l'ordre de 600 ci 800 n3/h pour rabattre cette nap-pe jusqu'en fond, de fouille. Ces pompages peuvent être supprimés en effectuant lamise en place du béton sous l'eau, cette technique ne présentant pas de difficultéstrès particulières. Si néanmoins, on désire couler le béton à sec, une injection dosterrains situés autour de la fouille permettra de diminuer considérablement la per-méabilité des remblais, donc d'obtenir un faible débit d'exhaure. Cette injectionaura l'avantage de stabiliser les parois de la fouille et d'éviter ainsi le blindagequi va s'avérer très certainement nécessaire.

B . R . G . HÉTUDE GÊOTECHNiqUe DU SITE D IMPLANTATION D UNE CITERNE

DE GAZ LIQUIDE DE TEXACO A FORT _ DE _ FRANCE (Martinique

PLAN DE LOCALISATION DU SITE ETUDIE

ECHELLE 1 / 10 000

JJ

L

GOffice

du tourisme

B . R . G . n

ÉTUDE OÉOTECHNIQUE DU SITE D'IMPLANTATION D'UNE CITERNEDE GAZ LIQUIDE DE TEXACO A FORT _ DE -FRANCE (Martinique )

PLAN DE SITUATION DES TRAVAUX DE RECONNAISSANCE

ECHELLE 1 / 2000

ANNEXE 2 RME I AO I CAR USt.

B. R. G. M.

ÉTUDE GÉOÎECHNIQUE DU SITE D' IMPLANTATION D'UNE CITERNE

DE GAZ LiaUlDE DE TEXACO A FORT- DE-FRANCE

( Martinique)

VUE EN PLAN ET COUPE EN TRAVERS DE LA CITERNEPlaque étanche pour chargement.

t

30

Réservoir butane 3T500enterré sous gazon.

.Cuve étanche en B.A.

Remplissage matière inerte.

30 190

250

30

Coupe A A

Arbredu voyageur

VUE EN PLAN Ech wOffice du tourisme

. 1 /20

ANNEXE 3 RME/AQ/CAR 2I5S

DÉPT : 972 C O M M U N E : FORT DE FRANCEDfeigiwtiwi : Citerne T E X A C Ocouteau: i / lOO èt»M9o»r- B . R . G . M .

Indie« d* I 1178 1 / I 522 1

Interprétée par •

x« 707,54 Y ,

3 . R . G . M . Z»L1615,14

1,00

050

1.00

S.00

7.00

8.30

Dsmi-coup* Uchniou»

100»/.

100«/.

40V.

SSV.

55»/.

WV.

Tub.

For.

Mt«

N a p p «•t plan d'tnj DESCRIPTION GÉOLOGIQUE

argile marron compacte

remblai hétérogène à matrice sableusecontenant de petits débris de briqueet des blocs de lave à partir de 2,fernde profondeur (10 à 20 cm de long)

sable argil#ux moyen à fin gris noi-râtre plastique avec quelques passagesdécimètriques mous.

sable gris moyen a fin àdrópore ( ¿ 5 - 1 0 cm) %0,7

blocs de ma-de blocs =

Exécuté du 14 au 15 mars 1973.-

Horizon capté Nrmupiéiomatriou«

COM Débit•n m ' heur«

Niveaudynamiou«

Rabattement

Strati-graphi*

OBSCRVATIONS

Rétittfvit«• 20- dH» "¡T.

TINIUN IN MltLIGIVAMMftS PAU LITIIBRésidu * K NM-K a $0*

M

PÉNÉTROMÈTRE 45 s: lócnv p: 14cmChantier: CITERNE TEXACO

P 1 (15 _ 3.1973)60

Pression sous la pointe6 ! en bars(1bar 1.02kg/cm )

ANNEXE 5Cchellp t!u froiternent lateral en tonnes pour pieu o 100n .

B. R. G M.

ÉTUDE GÉOTECHNIQUE DU SITE D'IMPLANTATION DUNE CITERNEDE GAZ LIQUIDE DE TEXACO A FORT-DE-FRANCE(Martinique)

COUPE GÉOTECHNIQUE AU DROIT DE LA CITERNE

c«I

c

e

1010.20

ftisistanc* <f* pointt en bars

30 60 w

.1

C

étanche

¿ ~ ; Niv»ou pitre moyen Im

Remblai

^ : ^ ^ I A

Sable

^uve à gaz liquide

c sabio- caillouteuxye

¿1 Sables fins argileux

Sables fins

à blocs de madrépores

ANNEXE: e RME/AO/CAR 2157