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Documents III) Définitions et analyses des impacts Géologie

Géologie

Définition des types d’impacts potentiels du projet
- Scénario terrestre et aérien (sol et surélevé) en phase travaux
Dans un scénario aérien ou terrestre, seuls les ancrages de l’infrastructure au sol interfèrent avec le sol et le sous-sol. La superficie concernée est plus grande dans un scénario terrestre, puisque l’infrastructure est posée à même le sol.
Dans les deux cas, seuls les quinze premiers mètres sont généralement concernés. Certains ancrages peuvent dépasser cette profondeur, en particulier pour des ouvrages aériens de type pont/viaduc.
L’incidence du projet réside donc dans l’excavation localisée et partielle de strates géologiques et la création de dégradations localisées et partielles d’horizons rocheux en place.

- Scénario terrestre et aérien (sol et surélevé) en phase exploitation
Le projet, qu’il soit en aérien ou terrestre, n’a pas d’incidence sur le sous-sol. En effet, une fois l’infrastructure en place, les rames circulent dans l’enceinte de cette infrastructure et n’ont aucune action sur le sous-sol.

- Scénario souterrain en phase travaux
La mise en œuvre du projet souterrain a une incidence notable sur la géologie. En effet, le creusement du tunnel revient à excaver totalement ou partiellement une ou plusieurs strates géologiques et à créer des zones endommagées géologiquement dans le voisinage du tunnel.

Les tunneliers utilisés actuellement sont multitâches : ils creusent le tunnel, assurent l’étaiement de la galerie créée, gèrent l’éventuelle présence de nappe phréatique et assurent la mise en place de la superstructure en posant les coffrages et en coulant le béton : l’enveloppe extérieure du tunnel en béton est coulée à l’avancement.

La phase travaux crée donc une inclusion vide dans la masse géologique et engendre des flux de matériaux et substances divers (gravats, béton, eau) qui suscitent une gestion lourde et des trafics importants de camions. Pour les gravats, un camion de 38 t représente environ 20 m3. Le nombre de camions peut donc se compter en centaines de milliers (en cumulé).

La création de l’inclusion est susceptible d’engendrer des impacts de type géotechnique, en particulier à cause de la modification des caractéristiques mécaniques des roches restées en place dans la zone endommagée, qui est susceptible de créer des zones de fragilité et d’être à l’origine d’affaissements, de tassements différentiels et de circulations d’eaux souterraines (voir le chapitre hydrogéologie pour ce dernier point).

- Scénario souterrain en phase exploitation

Le projet souterrain n’a pas d’incidence sur le sous-sol. En effet, une fois l’infrastructure en place, les rames circulent dans l’enceinte de cette infrastructure et n’ont aucune action sur le sous-sol.
Les impacts résiduels au début de l’exploitation ne sont pas modifiés par la phase exploitation.

Analyse des impacts du projet

- Scénario aérien (sol et surélevé) en phase travaux
L’incidence négative porte sur la réalisation des ancrages et des fondations. Seules les formations situées dans les 10 premiers mètres sont concernées. Ce sont souvent des formations superficielles de type limons ou colluvions. Les formations sous-jacentes peuvent être concernées pour les ancrages profonds, en particulier pour les fondations sur pieux.
L’incidence négative est limitée dans une zone où la géologie a souvent déjà été fortement modifiée.

- Scénario souterrain en phase travaux
La profondeur du tunnel est exprimée au sommet externe du tunnel. La voie du métro se situe 6 à 8 m plus bas. Le chapitre sur les interactions eau/sol/sous-sol avec les activités humaines (voir le chapitre III.10 ci-après) montre qu’il est difficile d’envisager une profondeur de tunnel inférieure à 20 m. En effet, les 20 premiers mètres de sous-sol sont déjà très encombrés la plupart du temps.

On note la présence des éléments suivants :
- dessertes locales des réseaux de services publics (eaux usées, eaux pluviales, eau potable, électricité, téléphone, fibre optique…,
- partie régionale de ces mêmes réseaux partiellement (grands collecteurs, conduites diverses),
- fondations des bâtiments existant,
- tunnels routiers et ferroviaires,
- captages d’eau potables : une grande partie d’entre eux ont une profondeur inférieure à 20 mètres.

L’analyse montre par ailleurs qu’à une profondeur de 40 m, le tunnel ne rencontre quasiment plus d’obstacle souterrain existant.
L’analyse ci-dessous s’attache donc à identifier la ou les formations géologiques présentes entre 20 et 40 m de profondeur, et donc celles qui subiront une excavation totale ou partielle définitive. Les coupes géologiques de la phase 1 et la coupe géologique de la carte III.3.3-2 servent de base à l’analyse.

- Saclay – La Défense
Sous le plateau de Saclay (voir la carte IV.1.1-1), la formation géologique concernée par l’ouvrage est constituée des sables de Fontainebleau.
Au Nord de Versailles, l’épaisseur de ces sables diminue fortement, de même que celle des formations sous-jacentes. De ce fait, plusieurs formations sont concernées jusqu’à la Seine : argiles vertes, marnes supragypseuses et marnes du gypse.
Au Nord de la Seine, la principale formation concernée est constituée des Marnes et Caillasses. Les formations sus-jacentes, les sables de Beauchamp, le calcaire de Saint-Ouen et les alluvions, présentent une épaisseur trop faible.
Le passage sous la Seine se fait, soit intégralement dans la craie, soit dans une succession craie / alluvions de la Seine.

En dehors de la craie, toutes les formations concernées par un passage en souterrain sont peu cohérentes. Elles amortissent les vibrations et encaissent bien les déformations.
Seuls les sables de Fontainebleau situés sous le plateau de Saclay dans la partie Est ne sont pas imprégnés d’eau à la profondeur envisagée du projet.

- La Défense – Pleyel
Tout le territoire situé dans la boucle de la Seine au Nord de la Défense (Courbevoie, Asnières, Gennevilliers (92) – voir la carte IV.1.1-2) présente une couverture alluvionnaire dont l’épaisseur augmente avec la proximité de la Seine.
Les formations géologiques concernées par le projet sont donc les alluvions dans les zones de forte épaisseur, le calcaire de Saint-Ouen peu épais, les sables de Beauchamp dont l’épaisseur croît vers le Nord-est.
La formation sous-jacente des Marnes et Caillasses est susceptible d’être concernée dans ce secteur.

Toutes les formations concernées par un passage en souterrain sont peu cohérentes. Elles amortissent les vibrations et encaissent bien les déformations. Elles sont toutes imprégnées d’eau.

- Pleyel – Le Bourget, Le Bourget – Roissy CDG, Le Bourget – Descartes/Noisy
La géologie est la même pour l’ensemble de ces tronçons avec des variations locales ayant peu d’incidence pour le projet (voir les cartes IV.1.1-3 à IV.1.1-5).
Le calcaire de Saint-Ouen ne devrait être concerné que dans la partie basse de la strate géologique et très localement, là où il est le plus épais.
Les sables de Beauchamp et les Marnes et Caillasses sont les principales formations concernées à la profondeur envisagée par le projet.
Le calcaire grossier, quand il est distingué des Marnes et Caillasses, est également susceptible d’être concerné dans sa partie supérieure.

Le tronçon Le Bourget – Descartes/Noisy présente une particularité géologique par rapport aux autres tronçons : la butte de l’Aulnay apparaît comme posée sur le calcaire de Saint-Ouen et est composée de formations plus récentes : les masses et marnes du gypse, les marnes supragypseuses, les marnes vertes et le calcaire de Brie. Cette butte et ces formations ne sont pas concernées par un projet souterrain qui passerait en dessous. La coupe géologique de la carte III.3.3-2 est significative.

Les alluvions de la Marne ont une épaisseur trop faible dans ce secteur pour être concernées par le projet.

Les calcaires concernés ne sont pas homogènes : ils se présentent sous forme de bancs de calcaire dur intégrés dans une matrice marneuse et/ou sableuse.
Les Marnes et Caillasses présentent les mêmes discontinuités entre des éléments durs (les caillasses) et les éléments « mous » (les marnes).
Ces discontinuités sont sources de problèmes géotechniques potentiels, en particulier dans la stabilité des ouvrages.
Toutes ces formations sont imprégnées d’eau.

- Descartes/Noisy – Villejuif
La vallée de la Marne dans ce secteur (voir la carte IV.1.1-6) marque une transition géologique importante : la formation des masses et marnes du gypse est remplacée par le calcaire de Champigny.
Ce tronçon est le seul qui interfère avec le calcaire de Champigny. L’incidence du projet sur la strate géologique de ce calcaire varie selon la position du tracé dans le fuseau :
- un tracé situé au Nord du fuseau interfère avec ce calcaire sur la frange Nord-Ouest de la strate, à proximité de la zone d’affleurement,
- plus le tracé descend vers le Sud, plus le passage du tunnel se fait dans la masse de la strate, et plus le volume de calcaire prélevé est important.
- Les autres formations concernées par le projet sont :
• le calcaire de Saint-Ouen,
• les sables de Beauchamp,
• les Marnes et Caillasses, et éventuellement le calcaire grossier selon les épaisseurs.

Les alluvions de la Marne, sont concernées dans la zone la plus épaisse.

A l’Ouest du tronçon, à l’Ouest de la Seine, les masses et marnes du gypse réapparaissent et constituent la principale formation concernée par le projet

Toutes les formations concernées sont imprégnées d’eau.

- Villejuif – Orly - Saclay
Dans ce tronçon (voir carte IV.1.1-7), les principales formations concernées sont les Masses et Marnes du gypse, les marnes supragypseuses et les marnes vertes. Le calcaire de Brie est trop peu épais pour être concerné.
Dans la partie Est du tronçon, la présence de la vallée de la Seine et de celles de la Bièvre et de l’Yvette contribue à abaisser la piézométrie. Les formations concernées par le projet sont imprégnées d’eau mais, selon la profondeur et à certains endroits, le projet pourrait être hors d’eau.

- Villejuif – Boulogne Billancourt
Dans ce tronçon, toutes les formations comprises stratigraphiquement entre le calcaire de Saint-Ouen et la craie sont concernées par le projet. En effet, la craie affleure à l’Ouest au niveau de Boulogne-Billancourt et d’Issy-les-Moulineaux, sous les alluvions de la Seine.
Toutes ces formations sont imprégnées d’eau.

- Pleyel - Villejuif
Ce tronçon du centre de Paris est surtout concerné par les Marnes et Caillasses et le calcaire grossier (voir carte IV.1.1-9).

- Phase exploitation
La phase d’exploitation ne génère pas d’incidence négative sur la géologie, que ce soit pour le scénario aérien (sol et surélevé) ou souterrain.

Propositions de mesures d’évitement et de réduction
L’incidence négative sur la géologie n’est pas compensable, ni réductible. En effet, comme pour la pédologie, la réalisation du projet engendre la disparition définitive des éléments géologiques excavés.
L’incidence négative est plus forte pour le projet souterrain que pour le projet aérien car les volumes excavés sont beaucoup plus importants.

Rappel : la problématique du devenir des déblais n’est pas traitée dans cette étude. Elle devra l’être dans les études ultérieures, lorsque le projet sera précisé.

Des mesures d’évitement permettent d’éviter certaines formations géologiques pour des raisons tenant essentiellement à l’hydrogéologie (aquifères patrimoniaux, voir ci-après).

Impacts résiduels après la mise en place de mesures
Comme les impacts sur la géologie ne peuvent être réduits, ni compensés, les impacts résiduels sont identiques aux impacts initiaux.

STRATEC - BURGEAP - BIOTOPE - ATELIER SERAJI