102W0764.TXT

PL.UCCLE 102W Service Géologique
C. CAMERMAN de Belgique

No 764 (II)

LE SOUS-SOL DE BRUXELLES ET SES ANCIENNES
CARRIÈRES SOUTERRAINES, par C. Camerman.

(Extrait des Ann. des Travaux Publics de
Belgique, no 2 et 3 - 1955.)

VI - INSTITUT DES CONSTRUCTIONS CIVILES DE L'UNIVERSITÉ
LIBRE DE BRUXELLES, AU SOLBOSCH.

Cet Institut destiné à abriter des laboratoires
d'essais des matériaux, est édifié au moyen de fonds
souscrits par les membres de l'Association des Ingéni-
eurs sortis de l'Ecole Polytechnique de Bruxelles.

Situé à front de l'avenue Adolphe Buyl, sur le flanc
de la butte dominée par l'Institut de Botanique
(Ancienne villa Capouillet), il comporte un bâtiment
d'environ 80 X 31 m de superficie et 23 m de hauteur.

L'auteur des plans est l'Architecte M. VAN GOETSEM,
professeur à l'U.L.B.; l'étude du béton fut confiée à
Messieurs J. VERDEYEN et P. MOENAERT, respectivement
professeur et assistant à l'U.L.B. L'exécution des
travaux à été confiée à l'Entrepreneur Oscar GOES.

Le Laboratoire OREX fut chargé de l'étude du sol et
procèda à trois essais de pénétration en profondeur
situés respectivement aux points A (cote 100,50), B
(cote 103), en C (cote 104,50) du plan (fig. 9). Ces
essais de pénétration atteignirent respectivement les
cotes 92,80; 93; 94,20.

On sait que les essais de pénétration en profondeur
sont actuellement ceux qui donnent les renseignements
les plus précieux au sujet de la qualité du terrain.

Les résultats acquis au chantier de l'Institut des
Constructions Civiles, représentés par les diagrammes
de la fig. 10, coté droit, sous la rubrique "essais
préliminaires", montrent que le sol pouvait être
considéré comme étant de très bonne qualité, la con-
trainte admissible étant très satisfaisante.

En fait, la proximité d'une multitude de grands buildings
dans lesquels aucun tassement ne parait avoir été constaté
donnait toute confiance dans les terrains de Solbosch.

La S.A. PONTS, TUNNELS et TERRASSEMENTS effectua
bénévolement en 1953, le nivellement du sol à la cote
100,75 m. Ce nivellement si fit au moyen de puissantes
pelles mécaniques et de lourds camions.

Les travaux de construction débutèrent en juin 1954.
Tandis que l'on procédait au bétonnage de la plupart
des semelles situées à la cote 100,75, on creusa les
fouilles correspondant à l'emplacement de la cave de
chaufferie, descendant à la cote 96,90 et de certaines
semelles devant se trouver en contre-bas du niveau
général.

Au cours de ces travaux apparut une cavité (cavité 1
de la fig 9) à 3 m de profondeur environ; on ne s'en
émut pas fort, mais quelques jours après apparurent
deux nouvelles cavités (cavités no 2 et no 3 de la fig.
9). Cela devenait préoccupant, aussi Monsieur
l'Architecte VAN GOETHEM sollicita-t-il mon avis.

Lorsque je me rendis au chantier, la situation
apparaissait comme suit : Au sommet de la fouille,
dans la partie S, l'argile verdâtre glauconifère, assez
sableuse, dite argile d'Assche, affleurait sur 2 m environ.
Dans la partie N, apparaissait le limon pleistocène
calcarifère (loess), avec lit de silex roulés à la base.
L'épaisseur du limon croissait vers le N et s'ètendait,
de ce coté, sur toute la hauteur de la fouille. Sous
ces terrains se trouvait le sable fin de Wemmel,
verdâtre et glauconifère à sa partie supérieure,
brunâtre à sa partie inférieure. L'argile d'Assche et
le sable de Wemmel étaient régulièrement stratifiés et
rien, dans l'allure des couches, ne laissait prévoir
des dérangements en profondeur.

La cavité no 1 n'était plus visible lors de ma
visite. L'orifice supérieur de la cavité no 2 avait
été photographie avant ma visite (fig. 11); la cavité
avait ensuite été dégagée et je pus y pénétrer; elle
présentait la forme d'une cloche d'environ 3,50m de
diamètre et 1,50 m de hauteur et se trouvait à la
limite du limon pleistocène et du sable de Wemmel comme
le montre la coupe de la fig. 12. A la base de la
cavité le mélange de sable et de limon éboulé était
très meuble et l'on pouvait y enfoncer sans grand
effort, sur plusieurs mètres, une barre de fer à béton.

La cavité no 3 ainsi que le montre la fig. 13 était de
dimension moindre et se trouvait à la base du limon
pléistocène ou loess.

Quant à la cavité no 1, d'après la description que l'on
m'en fit, elle était semblable à la précédente et se
trouvait aussi à la base du limon.

Bien qu'à ce moment je n'eusse pas positivement
connaissance de l'existence d'anciennes carrières
souterraines au Solbosch, j'eus la conviction que les
cavités étaient dues à des affaissements provoqués par
d'anciens travaux souterrains.

Je demandai à Monsieur GOES si, au cours des terrassements,
on n'avait pas trouvé trace d'anciens puits
d'extraction. Celui-ci me répondit qu'en effet, on
avait trouvé la trace bien nette d'un puits comblé
(puits no 1 du plan) dont on ne s'inquiéta guère,
pensant que c'était un puits perdu. (Quelques jours
plus tard, de fortes pluies ayant provoqué l'éboulement
de la paroi S-E de la fouille, on vit apparaitre
nettement la trace d'un autre puits, comblé au moyen
de sable roux, dont la teinte tranchait nettement sur
le fond verdâtre de l'argile d'Assche. C'est le puits
comblé no 2 du plan, représenté par la photo de la fig.14.

Je trouvai dans les fardes du Service Géologique la
coupe du puits de la Blanchisserie Nationale, située 90
avenue Adolphe Buyl, qui fut relevée jadis par le
géologue F. HALET. Ce puits se trouve à 150 m environ
au Nord du chantier. Son orifice se trouve vers la
cote 97 à 98. Voici la coupe résumée de ce puits:

Limon pléistocène 6 m
Ledien 11 m
Bruxellien 30 m.

La base du Ledien se trouve donc vers la cote 80 à
81 et j'en conclus que les anciennes exploitations
devaient se trouver dans les bancs lediens entre les
cotes 80 et 85. Cette conclusion fut confirmée par la
suite. Elle jeta naturellement les auteurs du projet
dans une certaine perplexité.

De toute façon, il fallait ou renforcer ou refaire
entièrement les fondations. Cette dernière solution
entrainait naturellement des dépenses extrêmement
considérables.

Avant tout il fallait se rendre compte si le sol ne
renfermait qu'un nombre très restreint de cavités épar-
ses ou si vraiment il en était criblé. A cet effet on
se livra à une triple exploration du sol.

1) Dans le but d'avoir une idée de la fréquence des
cavités et des zones meubles, une campagne d'essais de
pénétration en profondeur fut entamée. Faisant jouer la
loi des grands nombres, on confia au Laboratoire OREX
l'exécution d'une centaine d'essais de pénétration.
Ceux-ci ont atteint des profondeurs très diverses.
Fréquemment arrêtés par la présence de moellons ou de
bancs de calcaire, un petit nombre seulement purent
atteindre le niveau des exploitations présumées.
Cependant 10 essais rencontrèrent des cavités et 7 essais
pénetrèrent dans des couches très meubles, à des
niveaux très variés.

La fig. 10, coté gauche, représente quelques diagrammes
typiques d'essais de pénétration en profondeur.

Diagramme 141 - arrêté à 15,30 m par une roche dure.
Terrain normal.

Diagramme 138 - arrêté par une roche dure à 16,90 m.
Cavité de 12,80 à 13,80 m (résistance à la rupture
nulle).

Diagramme 139 - arrêté par une roche dure à 18,70 m.
Double cavité de 11,80 à 15,50 m.

Diagramme 140 - arrêté par une roche dure à 18,70 m.
Terrain très meuble (ébouleux) de 10 à 17 m.

Diagramme 142 - arrêté par une roche dure à 18.60 m.
Cavité de 6 à 8 m et terrain très meuble de 8 à 9 m.

2) On fit pratiquer quelques sondages obliques sous
un certain nombre de semelles déjà placées. Trois de
ces sondages révélèrent la présence de cavités à peu
de profondeur sous des semelles. Ces semelles devant
supporter des charges de l'ordre de 350 tonnes se
trouvaient en porte-à-faux sur un terrain caverneux.
Cela fut jugé très alarmant, des affaissements du
bâtiment étant inévitables en ces endroits.

Ultérieurement, lors des violentes pluies qui sévirent
en mars 1955, les eaux ruisselant vers la partie la
plus profonde du chantier et s'y engouffrant dans le
terrain, celui-ci s'affaissa d'une dizaine de
centimètres sous une autre semelle, la mettant aussi en
porte-à-faux.

3) Les essais de pénétration n'ayant en général pu
pénétrer dans la zone des bancs de calcaire ledien, au
niveau présumé des anciennes exploitations, il était
d'un grand intérêt de se rendre compte de la façon dont
celles-ci se présentaient, galeries vides ou terrains
remblayés?

A cet effet on creusa, à la main, les deux puits
d'exploration, A et B de la carte des faux-puits
(fig. 15).

Ces emplacements furent choisis parce qu'ils se
trouvaient sur un alignement d'essais de pénétration
ayant décelé des cavités, ce qui paraissait devoir
correspondre à l'existence d'une galerie.

Puits A - Cote de l'orifice: 101.

Limon pleistocène calcareux (loess) avec silex roulés
à la base - terrain en place 9,50 m
Sable fin de Wemmel brunâtre - terrain en place 0,40 m
Cavité 0,80 m
Sable fin éboulé, très meuble 3,00 m
Moellons de calcaire ledien, espacés 0,30 m
Cavité s'étendant profondément et
s'abaissant vers le Sud 1,00 m
Sable fin calcareux avec 5 niveaux
subcontinus de moellons de calcaire ledien
- terrain en place 5,00 m
-------
20,00 m

Sable calcareux assez grossier, Bruxellien - terrain
en place. Le sommet du Bruxellien ou base du Ledien a
donc été atteint à la cote 81.


Puits B - Cote de l'orifice: 101.

Limon pleistocène calcareux (loess) - terrain en
place 7,30 m
Cavité s'étendant profondément et descendant
vers l'Est (fig. 16) 0,60 m
Sable fin éboulé, très meuble 6,30 m
Gros moellon de calcaire ledien 0,40 m
Sable fin, calcareux, ledien, éboulé, mélangé
de petits moellons de calcaire, non en place 5,90 m
Banc de calcaire carié avec nombreuses huitres,
débris de coquilles, quelques dents de poissons 0,10 m
C'est le banc limite marquant la base du ledien
à la cote 80,40.
Sable calcareux assez grossier, Bruxellien
- terrain en place 0,40 m
-------
20,00 m

Notons que lorsque, par après, on creusa le faux puits
no 58, voisin du puits B, on y recoupa à la profondeur
de 8 à 9 m une cavité dans laquelle avait glissé un
morceau du boisage du puits B. La cavité à 7,30 m du
puits B communiquait donc avec la cavité à 8 m du puits
58, montrant que la masse éboulée couvrait une assez
grande surface.

Les puits A et B n'ont pas rencontré de galeries
ouvertes. Le puits A est descendu à la limite d'une
zone exploitée à la partie inférieure du Ledien, tandis
que le puits B a traversé cette zone, remblayée au
moyen de sable et de moëllons rejetés au cours de
l'exploitation comme étant trop petits ou de mauvaise
qualité.

Ces divers modes de prospection convainquirent les
auteurs du projet qu'aucun mode de renforcement des
fondations déjà construites n'assurerait une sécurité
suffisante. Il fallait s'appuyer sur le bon sol, soit
sur le terrain bruxellien, non miné, se trouvant à la
cote 80 à 81. Il ne fallait pas perdre de vue que
l'Institut des Constructions Civiles comporterait des
laboratoires destinés à contenir de lourdes machines
d'essais à l'écrasement, au choc, à la vibration,
pouvant par ébranlement du sol accroitre les tassements
déjà existants.

Deux systèmes de fondations pouvaient être envisagés:
le battage de pieux, soit le fonçage de faux puits
bétonnés jusqu'au Bruxellien. On renonca au premier de
ces procédés car on considérait que les carrières
souterraines s'étendaient probablement sous les grands
immeubles proches du chantier et l'on craignait, en
ébranlant le sol d'y provoquer des tassement et des
fissures. L'état de fraicheur des éboulements produits
au droit de plusieurs cavités laissait supposer que
celle-ci avaient du s'accroitre par suite des
vibrations dues aux lourds appareils de terrassement:
pelles mécaniques et gros camions.

Il fut donc résolu, en dépit de la lourde dépense que
cela occasionnait, de démolir les semelles existantes
et d'appuyer le bâtiment sur 58 faux puits bétonnés, de
1,50 m de diamètre, chargés chacun de 280 tonnes, dont
l'implantation est représentée à la fig. 15.

Cette solution présentait le grand avantage de
reconnaitre constamment le terrain et de permettre de
parer à tout nouvel imprévu.

Les faux puits furent creusés au cours de l'hiver et
du printemps 1955 par l'entrepreneur ARNOUS de
Watermael et bétonnés au fur et à mesure. Je suivis ce
travail jour par jour, relevant toutes les
particularités et m'assurant que l'on avait pour chaque
puits atteint le Bruxellien, bien ferme. Le fonçage des
premiers puits se fit à la main, ce qui permit un
examen soigneux des accidents rencontrés; il se fit
ensuite au grappin ce qui permettait encore de déceler
nettement les cavités mais rendait moins précise
l'observation des parties éboulés; toutefois celles-ci
étaient reconnues avec une certaine approximation au
cours de l'étançonnage des puits.

Il serait beaucoup trop long de donner la coupe de ces
58 puits et je me contenterai d'esquisser l'allure des
terrains et des bouleversements rencontrés. Ceux-ci
sont représentés dans une coupe schématique tracée dans
le sens de la longueur du bâtiment soit du S-E au N-O
(fig. 19).

Dans la partie S du terrain, l'argile d'Assche affleure
horizontalement et présente une couple de mètres
d'épaisseur.

Dans la partie N affleure le limon pleistocène (loess)
dont la base, marquée par un lit de silex roulés
incline fortement vers le N, en sorte que le limon
atteint 9 à 10 m d'épaisseur à la limite N du terrain.

Sous ces formations se trouve le sable de Wemmel
stratifié horizontalement de même que les terrains
sous-jacents et présentant une épaisseur d'environ 8 m
là où il n'est par raviné par le limon.

Le sable de Wemmel ayant sa base vers la cote 90 repose
sur le Ledien, épais de 9 à 10 m. Celui-ci est composé
de sable normalement calcareux, avec quelques moëllons
de calcaire sableux épars dans sa partie supérieure et
quelques bancs de calcaire sableux dans sa partie
inférieure.

Le contact du Ledien sur le Bruxellien se trouve entre
les cotes 80 et 81 et est marqué, par endroits, par le
banc carié ou "banc limite" renfermant de nombreuses
coquilles d'huitres, des nummulites et quelques dents
de poissons. Le Bruxellien, à grain plus grossier est
généralement calcareux, parfois siliceux.

Sur un total de 60 puits (58 faux-puits plus les deux
puits d'exploration), 15 ont rencontré, à des niveaux
très divers, des cavités vides, de 0,50 à 3m de hauteur,
dont certaines se prolongeaient latéralement sur une
assez grande étendue en sorte qu'il fallait les combler
par une grande quantité de sable pour pouvoir
étançonner. La très grand majorité des puits ont
traversé des zones ébouleuses de hauteur variable.

Un seul puits a recoupé une galerie proprement dite.
Ce fut le puits No 35. Par malheur, ce fut le dernier
puits foré et les puisatiers, pressés de terminer leur
travail et d'emmener leur materiel, contrairement aux
instructions reçues, s'empressérent de le combler de
béton avant de l'avoir signalé.

On put tirer des puisatiers les renseignements
suivants: Le toit de la galerie était constitué par un
banc de calcaire subcontinu d'environ 0,50 m
d'épaisseur, vers la cote 82,50. La galerie avait de
1,70 à 1,90 m de hauteur et de 1 à 1,20 m de largeur;
au sol il y avait du sable éboulé. La direction était
sensiblement N-S (voir fig. 15). Les ouvriers
n'osérent y pénétrer, mais on n'en voyait pas les
extrémités. Les parois étaient peu fermes et
renfermaient un à deux niveaux de moellons épais.

Sur presque toute l'étendue du terrain les bancs de
calcaire de la base du Ledien, entre les cotes 80 et
85, ont été extraits et le vide laissé par
l'exploitation a été remblaye par du sable mélangé de
moellons inutilisables, soit en raison de leurs petites
dimensions, soit parce qu'ils étaient constitués de
pierres très altérées. Les bancs en place n'ont été
recontrés que sur de très petites étendus. Nulle part
on n'a trouvé de traces d'étançonnage.

Quelques puits ont traversé de profondes poches de
dissolution où le Ledien et le sommet du Bruxellien
étaient entièrement décalcifiés.

La plupart des puits ont été arrêtés entre les cotes 80
et 81, au contact du Bruxellien, bien ferme. Quelques
puits situés dans des poches de dissolution ont du être
poussés jusqu'aux cotes 78 à 79 avant de trouver le
Bruxellien bien ferme.

C'est assurément le tassement des remblais des anciens
chantiers d'exploitation des bancs de calcaire qui a
provoqué l'affaissement des terrains surincombants et
la formation des cavités.

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PL.UCCLE 102W Service Géologique
C. CAMERMAN de Belgique


AFFAISSEMENTS DUS À D'ANCIENNES EXPLOITATIONS DE
CALCAIRE LÉDIEN DANS LES TERRAINS DU SOLBOSCH, À
BRUXELLES. - (Extrait du Bulletin de la Société Belge
de Géologie, Paléont. & Hydrol., Bruxelles, 1954,
T.63, fasc.2, pp. 189-192, 2fg.)

Les travaux de construction des nouveaux laboratoires
du Génie Civil de l'Université Libre de Bruxelles ont
débuté il y a quelques mois. Ce bâtiment est situé au
Solbosch (Ixelles), à front de l'avenue Adolphe Buyl,
sur le versant d'une butte, au lieu dit "Villa Capouillet".

La butte que surmonte cette ancienne villa atteint la
cote 108 et est constituée par l'argile glauconifère
d'Assche (Bartonien supérieur), jusqu'à la cote 100 à
101. Cette argile repose sur le Sable de Wemmel
(Bartonien inférieur), verdâtre à sa partie supérieure,
jaunâtre ou brunâtre à sa partie inférieure. Ces
terrains sont recouverts par le loess calcareux
pléistocène, la partie supérieure, décalcifiée, du
loess ayant été enlevée par d'anciennes briqueteries.
L'épaisseur du loess, nulle au sommet de la butte,
atteint 2 à 10 m à l'emplacement du nouveau bâtiment.
Le terrain a été nivelé au moyen d'excavateurs à la
cote 100,75. La fouille proprement dite du bâtiment fut
ensuite poursuivie, atteignant, à l'emplacement des
caves, des profondeurs de 4 à 5 m.

Je fus appelé à examiner diverses cavités qui
apparurent dans le terrain au cours de cette fouille.
Elles présentaient la forme de cloches de 2 à 3,50 m de
diamètre et d'environ 1,50 m de hauteur. La principale
(fig. 1) ètait située dans le sable de Wemmel, à 1,50 m
environ sous la base du loess; deux autres se
trouvaient à la base du loess.

A la base de ces cavités, les éboulis de sable et de
loess sont tout à fait meubles et l'on peut y enfoncer
à la main, sans effort, sur plusieurs mètres, une barre
à beton. Les affaissements ayant donné lieu aux cavités
paraissent donc très récents.

L'hypothèse d'affaissements dus à la dissolution de
roches calcaires situées à un niveau inférieur
(calcaires sableux lédiens et bruxelliens) doit être
rejetée en raison de la parfaire régularité des assises
et du fait que le loess n'est pas décalcifié au droit
des cavités.

Il me parut éminemment probable que les affaissements
étaient dus à d'anciennes exploitations, par puits et
galeries, des bancs de calcaire sableux situés à la
base du Lédien, bancs qui furent très recherchés dans
l'ancien temps pour la production de pierres de taille.
Ces bancs étaient, autant que possible, extraits à ciel
ouvert, mais lorsqu'ils se trouvaient à trop grande
profondeur (plus de 10 à 15 m), on les extrayait par
puits et galeries. De telles exploitations, notamment
à Etterbeek et à Laeken, sont signalées par Burtin dans
Oryctographie de Bruxelles, 1784.

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PL.UCCLE 102W Service Géologique
M. GULINCK de Belgique


FOUILLES EXECUTEES POUR LES NOUVEAUX BATIMENTS
DE L'UNIVERSITE DE BRUXELLES.


FOUILLE I.

a) PLEISTOCENE. Limon absent dans la paroi mais
devenant épais vers le bas.

b) BARTONIEN Sable très argileux, très
(ou Tongrien?) pointillé de glauconie plus ou
moins rubéfié - Contact très net
avec couche sous-jacente.

c) BARTONIEN Argile compacte gris clair ou
saumon avec un peu de glauconie
dispersée
2.00
Sable argileux, très glauconifère
au-dessus, localement criblé de
petites vermiculations
vu sur 2.00



FOUILLE II Contrebas et au Nord de la première
Profondeur : 4.00 m.

Pléistocène : Limon un peu argileux à la base -
quelques cailloux épars à la base
+/- 1.20m.

Limon un peu rubanné renfermant quelques
lits sableux et glauconifères.
Zones de coulage avec petits éclats
de silex épars.

0.80 à 2.80 (partie de la fouille).

BARTONIEN : Sable argileux gris
Sable 1/2 fin glauconifère
Sable cohérent, rubéfié au-dessus.