088W0592.TXT

PL. BRUXELLES 88 W. SERVICE GEOLOGIQUE
DE BELGIQUE
F. HALET

592 (V) Sondage effectué près de la Gare de la rue Rogier
pour l'Administration des Chemins de fer
en février 1910,
par MM. Detroy frères de Bruxelles.
Cote + 45.

Profondeurs
de à

R.(3.50) 1. Remanié 0.00 3.50
2*. Sable très fin grisâtre micacé 3.50 4.50
3. Sable et grès tendre gris-jaunâtre avec
Nummulites planulata 4.50 5.50
4. Sable très fin gris-verdâtre micacé (à
7.50m. banc de grès assez épais) 5.50 9.60
5*. Grès assez tendre avec traces de Nummulites 9.60 10.90
6*. Banc à Nummulites altéré à 11.50m 10.90 11.50
7. Banc à Nummulites planulata 11.50 12.00
8*. Sable très fin grisâtre micacé avec Nummu-
lites planulata 12.00 13.25
9*. Argile jaune sableuse 13.25 13.50
10*. Sable fin gris verdâtre 13.50 14.00
Ypresien 11. Idem 14.00 14.50
(Yd) 12. Idem 14.50 15.00
16.75m. 13. Idem 15.00 15.50
14. Idem légèrement argileux 15.50 15.75
15. Idem 15.75 16.10
16*. Sable très fin gris-jaunâtre micacé 16.10 16.60
17. Idem 16.60 17.10
18. Idem légèrement argileux 17.10 17.60
19*. Argile grise sableuse 17.60 18.10
20. Sable fin gris-jaunâtre un peu argileux 18.10 18.60
21*. Sable très fin gris-jaunâtre micacé 18.60 19.10
22. Idem 19.10 19.60
23. Idem 19.60 20.25

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PL. BRUXELLES 88 W. SERVICE GEOLOGIQUE
DE BELGIQUE
J.Roman

592(suite)Roman J.- Annales de l'Association des Ingénieurs
sortis des Ecoles spéciales de Gand.1910,5e sér.
t.III, 3e fasc.-pp.325-332.

"L'Assèchement des Sables aquifères"

par J.Roman
Ingénieur des Chemins de fer de l'Etat
Adjoint au service spécial de Travaux & d'Etudes.

"Les sables aquifères et principalement la couche
argilo-sableuse ypresienne (Yd) donnent lieu à de
nombreuses difficultés lorsqu'il s'agit d'y pratiquer
des fouilles. Leur extrême finesse de grain et
l'abondance des eaux dont ils sont imprégnés les ren-
dent très fluents; il en résulte que les terrassements
dans les terrains de l'espèce exigent l'emploi de
moyens d'exécution spéciaux: coffrages jointifs,
bouclier, air comprimé ou congélation.
Ces procédés tout en permettant, en général, une bonne
exécution du travail, sont d'une application lente et
onéreuse.

"En présence de ce double inconvénient, l'adminis-
tration des chemins de fer de l'Etat a recherché s'il
n'y aurait pas possibilité et avantage à assainir les
sables aquifères par un drainage préalable.

"L'idée n'est pas neuve. Elle est appliquée,
depuis longtemps, pour faciliter l'exécution des
tranchées en sable "boulant" avant d'entamer les
terrassements on y pratique des rigoles à forte pente,
lesquelles drainent le terrain sur une faible profon-
deur et que l'on approfondit au fur et à mesure que le
drainage s'effectue.

"Mais c'est là encore un procédé très lent, tandis
que l'expérience que nous nous proposons de décrire
avait pour but d'êtudier le drainage forcé des terres,
les eaux étant recueillies au moyen de puits captants.

"Déjà antérieurement des expérience du même genre
avaient été tentées. L'une d'elles est décrite par le
camarade Th.Verstraeten, dans une étude, très
documentée, sur les puits filtrants, publiée dans les
Annales en 1903, 3e fascicule. Ces expériences n'ont
en général, pas donné de résultats satisfaisants et la
faute en était aux puits employés pour le captage des
eaux; après un certain temps, ces puits étaient
ensablés et cessaient de fonctionner.

"C'est donc le choix du puits captant qui
constitue le point délicat du problême qui nous occupe.

"Constatons d'abord l'erreur commise dans les
essais auxquels nous venons de faire allusion,
lorsqu'on s'est servi, pour capter les eaux, d'un
puits dit "filtrant". Le puits filtrant est caractérisé
par une paroi poreuse dont le role est de laisser
passer l'eau, de l'extérieur à l'intérieur, tout en
retenant les particules solides que celle-ci pourrait
entrainer. Il saute aux yeux qu'une pareille paroi,
quelque soit d'ailleurs sa nature, finira par se
colmater au bout d'un temps de fonctionnement plus ou
moins long.

"Il se peut qu'au début du fonctionnement les
matières les plus légères, telles les particules
d'argile, ne soient pas toutes précipitées, mais au
bout d'un certain temps de fonctionnement, les gaines
livrant passage aux eaux seront partiellement remplies
de matières déposées. Des dépots continuellement
traversés par les eaux d'afflux constitueront, pour
celles-ci, un filtre naturel arrêtant les matières
solides au passage. Ce filtre, constitué par les
éléments même du terrain, ne sera par conséquent pas
sujet à colmatage: les matières arrêtées augmentent
simplement le dépot, qui montera dans la gaine, pour
s'arrêter à une hauteur d'équilibre, inférieure à
petite h, si cette dernière dimension a été convenable-
ment choisie.

"Au surplus le diamètre du puits est suffisant pour
permettre la visite et, éventuellement, le nettoyage
des gaines.

"En fait seules les parois intérieures des gaines
sont étanches les parois extérieures, constituées en
béton maigre, sont filtrantes, comme l'indique la
figure II qui représente une coupe partielle sur le
puits expérimenté par l'administration des chemins de
fer.

"Cette conclusion est d'ailleurs formulée par le
camarade Verstraeten au cours de l'étude précitée, et
il préconise un remède pour empêcher le colmatage:
c'est de réduire la vitesse de l'eau à son arrivée au
puits en augmentant la surface des parois filtrantes;
si la vitesse de l'eau est suffisamment faible aucune
particule solide ne sera entrainée, cette vitesse
limite ne dépasse pas, pour les sables fins, 3m3 par m2
de paroi en 24 heures.

"Un puits filtrant, proprement dit ne convenant
pas pour le genre d'expérience qui nous occupe, il faut
forcément recourir à un autre système, capable
d'assurer de grands débits, sans entrainement de
matières solides: pour l'essai tenté par l'administra-
tion des chemins de fer, il a été fait usage d'un puits
récemment breveté sous le nom de "puits Simonet".

"Ce puits fonctionne sans paroi filtrante, l'en-
trainement des particules solides par les eaux combattu
par l'action de la pensanteur.

"Un puits de l'espèce comporte un cuvelage en
béton armé, sous forme d'une série d'entonnoirs qui se
recouvrent l'un l'autre sur une certaine hauteur;
l'entonnoir inférieur, fermé à la base, forme puisard.
La figure 1 montre une coupe schématique d'un cuvelage
comportant trois entonnoirs, nous supposerons, pour la
facilité de la démonstration, le cuvelage entièrement
étanche.

"En régime, le pompage maintient l'eau, dans le
puisard, au niveau de la crépine; les eaux du terrain
sous l'effet de la gravité sont sollicitées vers le
puits, mais pour y pénétrer elles doivent remonter,
sur la hauteur h, l'un ou l'autre des espaces annulai-
res ménagés entre deux entonnoirs successifs. C'est au
cours de ce mouvement ascentionnel que la pesanteur,
sollicitant les particules solides entrainées par la
vitesse des eaux, devient une force antagoniste de la
force d'entrainement et provoque laprécipitation des
matières en suspension.

"Ce dispositif, qui n'est pas indispensable au
fonctionnement du puits, permet à une partie des eaux
d'y pénétrer, sans remonter les gaines sur toute la
hauteur h, de ce fait la vitesse des eaux dans les
gaines est réduite ce qui amène une réduction corres-
pondante de la force d'entraintement.

"Le principe de fonctionnement du puits "Simonet"
parait très séduisant et ce systême possède d'incontes-
tables qualités de robustesse et de simplicité.

"L'expérience en vue de l'assèchement des sables
aquifères, à l'aide du puits que nous venons de décrire,
a été effectué sur les terrains acquis par l'Etat
pour le détournement du chemin de fer de ceinture de
Bruxelles, à proximité de l'avenue Rogier.
Ces terrains se trouvent aux environs de la cote (41.00)
et sont constitués, sauf une couche supérieure de
remanié, par des sables argileux de l'étage yprésien
(Yd) avec lentilles d'argile. Le niveau statique de la
nappe aquifère se trouve à environ 4.50m. sous le
niveau du terrain naturel.

"Le croquis annexé à cette étude donne la composi-
tion géologique détaillée du terrain, ainsi que la
disposition du puits captant et des puits témoins.

"Le cuvelage du puits a été installé à l'abri d'une
chemise en tole, foncée au préalable; les terres ont
été enlevées à l'intérieur de la chemise, à niveau
plein, à l'aide d'une excavation à machoires; une fois
le cuvelage en place, la chemise a été retirée, et le
jeu existant entre la paroi extérieure du puits et le
terrain a été remblayé à l'aide d'une partie des terres
extraites. Ce procédé de foncage présente toute
sécurité, même à proximité de constructions existantes.

"Le cuvelage, qui comporte 7 gaines de 1.50m. a été
descendu à la cote (21,22) soit à environ 20.00m. sous
le niveau du sol et 15.00m. sous le niveau statique de
la nappe aquifère.

"Au début du pompage, les eaux contenaient une
notable proportion de limon, provenant, croyons-nous
des terres remblayées entre le cuvelage et le terrain.
Le total des matières ainsi entrainées n'a pas dépassé
3m3, et n'a occasionné aucun mouvement appréciable du
sol. Cet entrainement pourrait d'ailleurs être évité
en remblayant à l'aide de pierrailles ou de gravier
roulé.

"La proportion de limon entrainé a d'ailleurs ra-
pidement diminuée, et après 15 jours de pompage les
eaux étaient parfaitement claires et ne contenaient
plus de traces de matières solides; elles sont
d'ailleurs restées claires pendant toute durée restante
de l'expérience c'est-à-dire pendant trois semaines,
sous un régime de pompage continu, jour et nuit, à
raison d'un débit de 2 litres à la seconde.

"Les cotes des eaux dans les puits témoins ont été
relevées avant pompage, puis successivement après 3 et
5 semaines de pompage. Les résultats obtenus figurent
au tableau ci-après.


TABLEAU


Ces chiffres exigent quelques commentaires: observons
d'abord que le rabattement est plus fort au puits C
à 43.00 du puits captant, qu'au puits B qui n'en est
éloigné que de 35.00m.

Remarquons ensuite que la différence entre le
rabattement du puits A et celui du puits C n'est pas en
proportion avec la distance respective de ces puits du
puits captant: en réalité le rabattement du puits A
devrait être plus considérable. Constatons enfin les
faibles augmentations des rabattements pendant les 2
dernières semaines de pompage.

Nous estimons que ces anomalies sont dues à la
présence de lentilles d'argile dans le terrain, et plus
spécialement au banc représenté sur la coupe entre les
cotes (30.22) et (31.52) c'est-à-dire immédiatement
sous le fond des puits témoins. Ces bancs d'argile
retardent et contrarient le mouvement des eaux, et il
est probable que si d'autres puits témoins avaient
traversé le banc que nous venons de signaler, on y
aurait constaté des rabattements plus forts et plus
conformes à l'allure générale de la courbe d'asséche-
ment en terrain yprésien.

Les différences constatées entre la 3me et la 5me
semaine de pompage, tendent d'ailleurs à confirmer
cette manière de voir, leur allure est plus régulière
et plus conforme aux distances respectives de chacun
des puits témoins au puits captant.

Ajoutons que le sable retiré de la zone assèchée
des puits témoins était absolument compact et conras-
tait singulièrement avec celui extrait sous le niveau
des eaux.

De cet ensemble de résultats peuvent se dégager
les conclusions suivantes:

1o- Qu'il est possible d'assècher les sables aquifères,
quelque soit leur finesse, à l'aide de puits cap-
tants à grand débit.

2o- Que ce procédé d'assèchement présente toute
sécurité pour les constructions voisines.

3o- Que les terres ainsi assèchées sont stables et
résistantes.

4o- Que l'assèchement préalable des sables aquifères
constitue un moyen d'exécution pouvant rivaliser
avec les procédés spéciaux actuellement en usage,
tant au point de vue de la bonne exécution du
travail qu'au point de vue de la dépense.

"Il est évident qu'une simple expérience ne permet
pas de fixer des chiffres absolus en ce qui concerne
l'écartement des puits et leur profondeur, seule une
application, sur grande échelle, donnera des
certitudes à ce sujet.

*

"En outre des données sur l'assèchement,
l'expérience tentée par l'administration des chemins de
fer a fourni quelques données intéressantes relatives
au captage des eaux.

"Elle a notamment démontré la possibilité de capter
les eaux des sables yprésiens, puisque le puits
d'expérience a fourni pendant 5 semaines de pompage
continu un débit constant 170m3 par 24 heures.

"Jusqu'à présent les réserves d'eau considérables
de l'yprésien qui s'étend sur toute la basse Belgique
à faible distance du sol, n'ont guère utilisées pour
un captage important.

"Les chiffres que nous venons de citer, montrent
tout le parti qu'on pourra tirer de cette réserve tant
pour l'alimentation des agglomérations, que pour les
besoins industriels, à condition de se servir, pour le
captage d'un système de puits rationnel.

Bruxelles, juin 1910."