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Wikigeotech:La craie champenoise

De Wikhydro
Version du 3 juin 2016 à 15:18 par Yasmina Boussafir (discuter | contributions)

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La craie est un matériau bien connu dans le Bassin Parisien. On peut identifier plusieurs type de formations d'âge et d'origine différentes. La Craie connue dans la région champenoise a été traversée à l'occasion de nombreux chantiers d'infrastructures dont notamment la ligne LGV Est (pour le plus récent). Les résultats présentés ci-dessous sont issus des retours d'expériences capitalisés par le CEREMA Direction Territoritale Nord Picardie, site de St Quentin.

Sommaire

ORIGINE, FORMATION GÉOLOGIQUE ET ÉLABORATION

1)Origine et formation

La craie est un dépôt sédimentaire marin composé par l’accumulation de coquilles de coccolithophoridés. D’une couleur blanchâtre et d’une texture caractéristique dite crayeuse, c'est une roche tendre très caractéristique et reconnaissable par les néophytes (dans la plupart des cas). Les phénomènes diagénétiques sont à l’origine de la formation de bancs ou de niveaux siliceux durs (silex) de couleur variable mais souvent noirâtres. Les craies sont caractérisées par une porosité élevée, une dureté médiocre, une sensibilité au gel et un caractère souvent évolutif. La très large répartition géographique des craies sur toute la France, multiplie les faciès possibles : crayeux, sableux, argileux, à silex…

2) Processus d’élaboration, d'extraction du matériau

Les craies sont des roches tendres pouvant s’extraire à la pelle mécanique ou aux engins à lames (motorscrapper, bouteur). Quelques rares formations indurées peuvent nécessiter l’emploi d’engins de forte puissance (de type ripper). L’explosif ne semble jamais nécessaire.

CARACTÉRISTIQUES PHYSICO-CHIMIQUES

Les craies de Haute-Normandie et du Pas de Calais ont les caractéristiques suivantes :

  • teneur en CaCO3 > 94,5%
  • teneur en MgO ou Fe2O3 < 4%
  • l’analyse des résidus solides par diffractométrie des rayons X ou par analyse thermique différentielle montrent une population d’argile représentée par la montmorillonnite (argile gonflante) et l’illite muscovite (caractéristiques d’un milieu basique confiné).

Les craies peuvent cependant regrouper d’autres faciès avec des compositions polyminérales plus complexes que celle décrites ci-dessus : les craies sableuses, glauconieuses ou phosphatées, les craies argileuses, magnésiennes ou ferrifères, les craies siliceuses (ou gaize). Elles peuvent également présenter des diagenèses plus ou moins importantes : craies noduleuses ayant subie une recristallisation importante les rapprochant d’un calcaire.


CARACTÉRISTIQUES GÉOTECHNIQUES

1) Produits brut

Les craies de Haute-Normandie et du Pas de Calais sont largement décrites dans le numéro spécial « la craie »

  • 1,36 < γd < 1,8 t/m3
  • 23,6 < porosité < 43,8%
  • 1963 < vitesse sonique < 2800m/s
  • 1,3 < Rc < 9,2 MPa (forte influence de la teneur en eau sur ce paramètre)

Plasticité :

  • 21 < Wl < 29
  • 5 < IP < 11

Granulométrie : la granularité de la craie est variable en fonction des précautions que l’on prend pour effectuer l’essai. Par voie humide (essai normalisé) les éléments se fragmentent aisément et même se délitent dans l’eau. Par voie sèche, il est impossible de séparer les éléments des plus fins qui restent collés aux éléments les plus gros, et par tamisage on produit de l’attrition. Cet essai n’est donc pas représentatif et ne peut être pris en compte pour le classement géotechnique. De plus la craie est un matériau extrêmement évolutif entre le moment de son extraction et celui de sa mise en œuvre. Des mesures de la granulométrie ont été effectuées par le passé en remplaçant l’eau par de l’alcool.

La craie Turonienne de la région Champagne Ardenne

Craie marneuse de dureté médiocre et matériau gélif Références Proctor : γd = 1,7 t/m3 - Wopn = 18%

La craie Coniacienne de la région Champagne Ardenne

Craie franche (100% CaCO3) gélive Références Proctor : γd = 1,7 t/m3 - Wopn = 21% Los Angelès LA = 60 et Micro-Deval Humide MDE = 90

La craie Santonienne de la région Champagne Ardenne

Craie franche (100% CaCO3) gélive, de dureté non mesurable Références Proctor : γd = 1,7 t/m3 - Wopn = 24%


2) Produit élaboré

UTILISATION DANS LES INFRASTRUCTURES ROUTIERES

1) En remblai

Les mesures et constatations de chantier ont montré qu'au cours des opérations de terrassement, il y a formation d'une quantité de fines en relation directe avec la fragilité de l'empilement des particules de calcite. Cet empilement constitue une structure d'autant plus fragile que la porosité est grande, ou inversement, que la densité sèche est faible. Ainsi la classification proposée par le GTR 92[1]. distingue trois sortes de craies, R11, R12 et R13, basée sur leur masse volumique sèche :

  • Les craies R11 sont des craies denses, dont la masse volumique sèche ρd > 1,7 t/m3 ;
  • les craies R12 sont des craies de densité moyennes 1,7 > ρd > 1,5 t/m3 ; ces craies présentent une sensibilité à l'eau qui permet de distinguer les classes d'états hydriques en fonction de leur teneur en eau naturelle ;
  • les craies R13 sont des craies peu denses 1,5 > ρd t/m3 ; comme les R12 ces craies présentent des classes d'états hydriques basées sur les teneurs en eau naturelles.

Seules les craies R11 et R12 sont considérées comme normalement utilisables en remblai. Selon les conditions météorologiques et/ou les états hydriques des matériaux, les conditions d'emploi du GTR portent sur :

  • l'obtention d'une granulométrie satisfaisante, voire d'une fragmentation si nécessaire des gros blocs susceptibles d'évoluer dans le temps ;
  • le compactage soigné, en évitant la mise en pression de l'eau interstitielle ;
  • si nécessaire le traitement à l'aide d'un réactif adapté.

2) En couche de forme

Toutes les craies peuvent faire l'objet d'études de réemploi en couche de forme. A l'exception de certains R11 pouvant être utilisé après élimination d'une fraction fine sensible à l'eau, les craies nécessitent généralement l'emploi de réactifs adaptés pour réaliser des couches de formes traitées. Le GTR préconise alors de veiller à l'obtention d'une granulométrie très fine par fragmentation intense car les blocs de craies non traités sont susceptibles d'évoluer rapidement. Les opérations de traitement sont quelquefois rendues difficile par la grande sensibilité à l'eau de ces matériaux et l'obligation de devoir humidifier dans la masse pour les besoins du traitement.

3) En assise de chaussée

4) Autres techniques ou réemploi

LOCALISATION SUR LE TERRITOIRE

EMPLOIS RÉPERTORIES

RÉFÉRENCES

  1. LCPC-Sétra (1992) Guide de réalisation des remblais et des couches de forme. Fasc.1 et 2. Ré-edition en 2000.
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