Gare aux risques de fractures !

Les travaux d’urbanisme n’en finissent pas à Rennes et pourtant..., on ne peut pas dire que les propriétés du schiste briovérien, la roche majoritaire dans les sous-sols du bassin rennais, soient vraiment compatibles avec le percement. De couleur beige clair, le schiste briovérien, formé entre 670 et 520 millions d’années, n’est pas une roche homogène. « C’est un sol induré roche tendre, explique Damien Rangeard, enseignant-chercheur et directeur de la plate-forme de génie civil et génie mécanique de l’Insa(1) de Rennes. Cela veut dire qu’il peut être extrêmement dur, mais parfois aussi friable que de la terre ! » Le schiste est encore un milieu fracturé dont les failles peuvent partir dans toutes les directions (milieu anisotrope). Quand il subit des pressions, comme lors du creusement des niveaux inférieurs d’un ouvrage, des fractures déjà ouvertes peuvent s’agrandir, d’autres se former dans des plans imprévisibles. Des événements que les outils actuels de modélisation, basés sur des milieux homogènes et isotropes, ont du mal à prévoir.

Exécuter du sur-mesure

C’est ce qui a incité le groupe Dacquin, expert en fondations spéciales, à se rapprocher du laboratoire de l’Insa de Rennes. La PME régionale a assuré le soutènement de chantiers emblématiques à Rennes, comme le siège de Rennes Métropole et, plus récemment les opérations immobilières de La Courrouze ou de Cap Mail. Elle ne déplore pas de gros accidents, mais a dû plusieurs fois adapter ses ouvrages en cours de travaux pour faire face à ces terrains particuliers... Accueilli dans le cadre d’une thèse Cifre(2) par l’entreprise de BTP et l’école d’ingénieurs rennaise, Thomas Le Cor va tenter de caractériser et de classifier les schistes.

Thomas Le Cor partage son temps entre le prélèvement d’échantillons sur le terrain - une douzaine de sites des chantiers du groupe Dacquin et des zones d’affleurement naturel - et des tests chimiques et mécaniques sur les équipements de la plate-forme. « Nous nous sommes aussi rapprochés des géologues du laboratoire Géosciences de l’Osur(3), qui ont une connaissance très fine des roches que nous essayons d’intégrer dans notre démarche, c’est-à-dire le passage à l’échelle du chantier », précise Damien Rangeard. Et la mise en relation entre la composition et le comportement de la roche.

Rugueux ou glissant telle une savonnette

« Quand le schiste est riche en cristaux de quartz, il est rugueux et des frottements ralentissent les mouvements au niveau de la fracture, illustre Thomas Le Cor. S’il est argileux et donc plus lisse, les glissements ne sont pas retenus. S’il est en plus gorgé d’eau, il se transforme alors en une véritable savonnette ! »

Au fil des prochaines semaines, Thomas Le Cor va affiner sa classification. La deuxième phase de sa thèse consistera à alimenter les modèles existants avec ses nouvelles données. Au final, elles doivent servir à dimensionner les ouvrages de soutènement le mieux possible : ne pas les surestimer car cela consomme des matériaux pour rien, ni les sous-dimensionner pour éviter les glissements et les ruptures.