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DIGUE DE LAMINAGE DES CRUES A CHATILLON-SUR-LOIRE (45)

RECHERCHE DE MATERIAU D'EMPRUNT

ZONAGE DU SITE

Par R. PASQUET

R 31602 CEN 4S/90 NOVEMBRE 1990

BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIERES AGENCE REGIONALE CENTRE

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R. PASQUET 1990 DIGUE DE LAMINAGE DES CRUES A CHATILLON-SUR-LOIRE (45) - RECHERCHE DE MATERIAU D'EMPRUNT - ZONAGE DU SITE R 31602 CEN 4S/90 9 pages, 3 figures, 1 annexe

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| | r i c h i d e c o n t r ô l e ^Iche d e l e c t u r e

Rapport n' : R 31602 CEN AS/90

Opération n' : 93 158 20459

Contrat n* :

DIGUE DE LAMINAGE DES CRUES A CHATILLON-SUR-LOIRE (45)

RECHERCHE DE MATERIAU D'EMPRUNT

ZONAGE DU SITE

N" Rapport : R 31602 CEN 4S/90 Auteur : R. PASQUET N* PR : 93 158 20459

RESDME

Dans le but de rechercher une zone d'emprunt pour construire une digue de laminage des crues sur le ruisseau de l'Ethelin en amont de CHATILLON-SUR-LOIRE, la Direction Départementale de l'Agriculture et de la Forêt, maître d'oeuvre du projet, a demandé au BRGM-CENTRE de localiser les secteurs proches du projet susceptibles de receler des matériaux utilisables pour la construction d'une digue.

L'étude s'appuie sur les documents archivés au BRGM et sur une visite détaillée des terrains environnants l'emplacement projeté pour la digue.

Parmi les formations lithologiques présentes sur le site nous avons localisé :

- les sols argileux du Tertiaire et du Crétacé supérieur (argile à silex),

- les sols sableux très abondants dans la région de CHATILLON (sables dits de "Chatillon"),

- les sols calcaires (calcaire lacustre de Briare) pour constituer en cas de besoin des enrochements.

Les résultats sont fournis sous forme d'une carte de zonage à l'échelle du 1/25.000.

Outre ce résumé, ce rapport contient 9 pages, dont 3 figures et 1 annexe.

Table des Matières

INTRODUCTION

1 - SITUATION GEOLOGIQUE DE LA ZONE D'ETUDE

2 - CRITERE DE SELECTION DES ZONES D'EMPRUNTS ET CONTRAINTES D'ENVIRONNEMENT

2.1 - CRITERE DE SELECTION

2.2 - CONTRAINTES D'ENVIRONNEMENT

3 - ZONAGE DU PERIMETRE D'ETUDE

4 - CONCLUSIONS

5 - COMMENTAIRE SUR L'ETUDE DES MATERIEAUX REALISEE PAR LE CEBTP

1

3

4

4

4

5

7

ANNEXE 1 : CARRIERES DE CHATILLON-SUR-LOIRE

Liste des Figures

FIGURE 1 : PLAN DE SITUATION (échelle 1/25.000)

FIGURE 2 : ZONAGE DU SITE (échelle 1/25.000)

FIGURE 3 : LOCALISATION DES CARRIERES EN EXPLOITATION (échelle 1/25.000)

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INTRODUCTION

La Municipalité de CHATILLON-SUR-LOIRE (45) projette de construire une digue sur le ruisseau de l'Ethelin en amont de l'agglomération en vue de protéger les bas quartiers de la ville contre les risques d'inondations. La Direction Départementale de l'Agriculture et de la Forêt, maître d'oeuvre a demandé à l'AGENCE CENTRE du BRGM de participer au projet en localisant les zones susceptibles de receler des matériaux d'emprunt pour constituer la digue.

L'étude proposée a pour but de sélectionner les couches de terrain dont les caractéristiques géotechniques sont a priori compatibles avec l'usage projeté et de localiser les secteurs favorables à la recherche de site en prenant en compte les critères géologiques et les critères d'environnement.

La zone d'étude fixée par le maître d'oeuvre est comprise dans un cercle de deux kilomètres centré sur le projet (cf. FIGURE N* 1).

Rapport BRGM N" R 31602 CEN 4S/90 - Novembre 1990

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- 3 -

1 - SITUATION GEOLOGIQUE DE LA ZONE D'ETDDE

D'après la carte géologique à l'échelle du 1/50.000 la vallée de l'Ethelin est creusée avec des versants très pentus dans le substratum de la craie du Turonien. La digue sera appuyée sur cette formation.

La craie est irrégulièrement recouverte par l'argile à silex et par la caillasse de silex qui affleurent sur les versants de l'Ethelin.

Au Tertiaire, des dépôts lacustres et continentaux ont comblé à l'Est de CHATILLON la dépression formée par un jeu de failles N-S.

Il s'agit :

• du calcaire lacustre de Briare qui affleure dans la vallée du ruisseau de Courcelles affluent rive droite de l'Ethelin (épaisseur 10 m),

• les sables de Chatillon quartzo-feldspathiques avec dragées de quartz, galets de silex et liants argileux (épaisseur 10 à 20 m).

Ces sables affleurent largement dans le périmètre d'étude et en particulier au Sud-Est de CHATILLON.

Toutes ces formations sont présentes dans la zone d'étude. Sur les plateaux, elles sont souvent recouvertes par des limons d'épaisseur métrique.

Rapport BRGM N° R 31602 CEN 4S/90 - Novembre 1990

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2 - CRITERE DE SELECTION DES ZONES D f EMPRUNTS ET CONTRAINTES D'ENVIRONNEMENT

2.1 - Critères de sélection

Parmi les formations géologiques présentes dans la zone d'étude, les Sables de Chatillon constituent un matériau aux caractéristiques géotechniques estimées très convenables pour constituer le corps d'une digue et du fait de la grande facilité de leur mise en oeuvre.

Par contre, ils ne pourront probablement pas garantir une bonne étan-chéité. Ce fait serait à vérifier par des essais de géotechnique (identification, caractéristiques de compactage, perméabilité, caractéristiques de cisaillement).

L'étanchéité pourrait par contre être assurée par les formations d'argile à silex et de la caillasse argileuse dont la mise en oeuvre est plus délicate du fait de leur sensibilité à l'eau.

Des enrochements peuvent être nécessaires pour protéger de l'érosion le flanc amont de la digue.

Le Calcaire de Briare affleurant en rive droit de la Loire peut donner des blocs pour constituer des enrochements.

Le zonage présentera donc des surfaces où l'on peut trouver en grande quantité ces trois types de terrain.

2.2 - Contraintes d'environnement

Dans le zonage seront exclus :

- le périmètre de protection du captage AEP,

- les zones bâties et les voies de circulation,

- les fonds des vallées.

Par contre, les documents d'urbanisme n'ont pas été pris en compte, ni les zones boisées.


- 5 -

3 - ZONAGE DD PERIMETRE D'ETODE

Le secteur d'étude a été cartographie en trois zones distinctes en fonction du type de matériaux.

1 - Sables de Chatillon 2 - Argile à silex et caillasse argileuse 3 - Calcaire dur de Briare

Les résultats sont présentés sur la FIGURE N° 2.

COMMENTAIRES

Pour la zone où affleurent les sables de Chatillon, les épaisseurs les plus importantes (10 m) se trouvent au Sud-Est de CHATILLON. Ces matériaux peuvent être examinés et échantillonnés dans des carrières encore en activité situées principalement au lieu-dit "La Montagne du Puez".

L'argile à silex et les caillasses argileuses se rencontrent uniquement au Sud du projet.

Quant au Calcaire dur de Briare, il a été exploité en rive gauche du canal au lieu-dit "La Folie" et à ASSAY.

Ce calcaire est encore exploité aujourd'hui pour la production de granulats concassés.


- 7 -

4 - CONCLDSIONS

Dans le périmètre d'étude ou à proximité immédiate se trouvent trois types de matériaux susceptibles d'entrer dans la composition du corps de la digue projetée.

• Un matériau argileux susceptible d'assurer une bonne étanchéité représenté par les formations de "l'argile à silex" et de "la caillasse argileuse".

• un matériaux sableux : les sables de Chatillon assez facilement utilisable en remblai mais de perméabilité trop élevée pour assurer la stabilité de l'ouvrage sans incorporer au projet une étanchéité artificielle. Les sables sont exploités par les entreprises DECHERF, ROLAND et MEUNIER.

• des enrochements de "calcaire lacustre de Briare" produit dans la carrière SOCALI. Cette carrière possède en outre un stock de refus de criblage marno-calcaire susceptible de convenir pour constituer un corps de digue.

Rapport BRGM N* R 31602 CEN 4S/90 - Novembre 1990

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5 - COMMENTAIRE SDR L'ETUDE DES MATERIADX REALISEE PAR LE CEBTP (dossier 90/8322 - 0 - 517)

Ce chapitre est ajouté à notre rapport.

Les chapitres précédents ont été rédigés avant de prendre connaissance de l'étude de matériaux qui avait pour but de définir les caractéristiques géotechniques des matériaux présents dans les carrières de CHATILLON-SUR-LOIRE afin de savoir de quelle façon ils pourraient être utilisés pour constituer le corps de la digue.

Deux types de matériaux ont été analyses :

• les sables de Chatillon • la découverte de la carrière SOCALI à "La Folie".

Les Sables de Chatillon

Le hasard de l'échantillonnage a conduit à des résultats géotechnique assez disparates qui ne définissent pas bien les caractéristiques moyennes de cette formation hétérogène à l'échelle métrique mais assez homogène à l'échelle d'une carrière.

Pour ces sables, les caractéristiques géotechniques à prendre en compte pour le projet sont les suivantes :

Teneur en eau nature Wnat : 10 %

Granulométrie

Indice de plasticité

Classification

Proctor normal

< 80 y Dmax

IP

RTR

fl-dopT W opT

:

:

:

:

10 à 25 % < 50 mm

10 - 12

B6

200 KN/m3 10 %

En Mars 1990 la teneur en eau optimale correspond à la teneur en eau naturelle. Tl peut donc être mis en oeuvre en remblai dans de bonnes conditions en période sèche. En effet, ce type de sol perd toute por-tance lorsque sa teneur en eau excède de 2 % l'optimum proctor (effet de matelassage).


- 9 -

Par contre, sa perméabilité en place après compactage ne sera comprise entre 10~6 et 10 _T m/s suivant le pourcentage d'argile réel.

C'est insuffisant pour garantir la stabilité d'une digue nue.

Par contre on peut envisager avec le type de sol de mettre en place une étanchéité artificielle (géomembrane) à l'amont.

Découverte de la carrière SOCALI

Cette découverte est constitué de trois couches de sol différentes, chacune d'épaisseur métrique :

• une tranche argilo-sableuse correspondant à des alluvions anciennes de la Loire ou à l'altération des Sables de Chatillon en place,

• une tranche résiduelle de Sable de Chatillon,

• le toit du calcaire lacustre de Briare fortement altéré en argile et marne.

Les essais de géotechnique à des profondeurs différentes ne peuvent donc pas être comparés sans pondération.

L'exploitation de ces matériaux pour construire la digue imposerait une exploitation frontale pour obtenir un mélange homogène. Dans ces conditions, les caractéristiques géotechniques à prendre en compte pour le projet seraient les suivantes (estimation) :

Teneur en eau naturelle

Granulométrie

Indice de plasticité

Proctor Normal

Ces matériaux se prêtent assez bien à la mise en oeuvre en remblai de faible (< 5 m) et moyenne hauteur (< 10 m) par temps sec.

Un compactage avec des engins à pieds dameurs complétera l'homogénéisation des matériaux et permettra vraisemblablement d'atteindre une perméabilité en place comprise entre 10-7 et 10~a m/s, suffisamment faible pour éviter la mise en place d'une étanchéité artificielle.

En outre, la carrière SOCALI possède un stock important de matériaux de refus de criblage présentant vraisemblablement un intérêt pour le type d'usage projeté (cf. Annexe 1).

Wnat

< 80u Dmax

IP RTR

T̂dopT W opT

;

•

'

'

15 à

50 < 50

25 A3

30 %

% mm

160 à 175 18 % à 22

KN/m3 %


ANNEXE 1

Carrières de CHATILLON-SUR-LOIRE


Liste des entreprises exploitant des matériaux de carrière sur la commune de CHATILLON-SOR-LOIRE

1/ Entreprise DECHERF Les Mardelles 45630 BEAULIEU - Tél. : 38.35.81.47

Carrière de sable rouge au lieu-dit "La Montagne de Puez" (CHATILLON-SUR-LOIRE)

2/ Entreprise MEUNIER 6, rue Plemonts 45290 NOGENT-SUR-VERNISSON - Tél. : 38.97.60.46

Carrière de sable rouge au lieu-dit "Devant Charpignon" (CHATILLON-SUR-LOIRE)

3/ Entreprise ROLAND Frères La Saussaye 45590 SAINT CYR-EN-VAL - Tél. : 38.63.02.30

Carrière de sable rouge au lieu-dit "La Montagne du Puez" (CHATILLON-SUR-LOIRE)

4/ Entreprise SOCALI La Folie 45360 CHATILLON-SUR-LOIRE - Tél. : 38.31.11.94

Carrière de calcaire au lieu-dit "La Folie" (CHATILLON-SUR-LOIRE)


Les carrières DECHERF, MEUNIER et ROLAND exploitent la formation géologique dite "Sables de Chatillon".

La dénomination commerciale du produit est :

Sable rouge ou tout venant sableux

Il s'agit d'un sable grossier à graveleux contenant quelques galets de silex et une fraction argileuse de 10 à 20 %

La carrière SOCALI exploite le calcaire lacustre de Briare pour la production de matériaux nobles concassés, de diverses granulométries.

Elle possède, en outre, un stock important (de l'ordre de 15 000 m3) de refus de criblage susceptible d'être commercialisé.

A l'examen visuel, ce stérile apparaît comme une grave argilo-calcaire de granulométrie maximale inférieure à 50 mm (environ 0-50) avec une forte proportion de fines argileuses et marneuse. C'est a priori un matériau très convenable pour constituer un corps de digue, suffisamment argileux pour garantir une bonne étanchéité et facile à mettre en oeuvre. Une caractérisation géotechnique serait nécessaire pour préciser ses caractéristiques de compactage et sa perméabilité.


FIGURE 3 : LOCALISATION DES CARRIERES EN EXPLOITATION(échelle 1/25,000)

Rapport BRGM N* R 31602 CEN 4S/90 - Novembre 1990

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