Géologie

Géologie

Le substratum traversé par le 'Tunnel Grouft' fait partie des âges jurassique (étages du Lias Inférieur et en particulier de l'Hettangien) et triasique (étages du Rhétien et du Keuper moyen):

  • li2 Grés de Luxembourg
  • li1 Couches à Psiloceras Planorbis
  • ko1,2 Rhétien
  • km3 Keuper à Marnolites Compactes

Pour une attaque descendante, ces formations seront traversées en série, du haut vers le bas, en commençant par le massif gréseux, moyennement dur, au droit du 'Plateau Haeschtreferbierg' pour finir dans les marnes dolomitiques, plutôt tendres, dans la vallée de l'Alzette, respectivement vice-versa dans le cas d'une attaque montante. En réalité, et pour garantir des délais d'exécution raisonnables, le 'Tunnel Grouft' sera attaqué par les 2 côtés, sur 4 fronts, avec des avancements combinés descendant et montant.

Les reconnaissances géologiques préalables ont fait apparaître une nappe phréatique importante, exploitée, contenue dans les niveaux inférieurs de la formation du Grés de Luxembourg (li2). De nombreuses sources émergent à sa base peu perméable. La circulation hydraulique dans le sous-sol est assurée par un degré de fissuration élevé et des phénomènes karstiques le long de ces fissures.

Pendant la construction du 'Tunnel Grouft', il faudra s'assurer d'une évacuation diligente de ces eaux, au vu notamment de l'altérabilité élevée des étages triasiques sous-jacents traversés dans un milieu aqueux, soit par drainage forcé, soit par un rideau d'injections, formant une cuve étanche autour des cavités.

En situation définitive, au droit de la traversée de la nappe, il faudra rendre le tunnel entièrement étanche par un profil en contrevoûte sur une longueur de ca. 700 m pour pallier tout effet réciproque entre l'aquifère et l'ouvrage. Il faudra notamment éviter de drainer d'une façon permanente la nappe le long du tunnel, afin de pouvoir restituer l'eau potable aux exploitants actuels. De même, toute pollution de l'aquifère en provenance du tunnel devra être évitée.

Même si la majorité du tunnel est creusé dans les marnes du Keuper moyen, comme au tunnel Gousseler, en l'occurrence les marnes dolomitiques, trois autres lithotypes apparaissent ici:

Le Rhétien (ko1,2) est connu avant tout par ses effets spectaculaires : La plupart des glissements de terrain au Grand-Duché prennent effectivement naissance dans cette formation et ce avec des pentes souvent peu raides, voire douces de 10° à 20° seulement. A quoi est-ce dû ? Les argilites ont des valeurs intrinséques de résistances géomécaniques de pic très satisfaisantes, voire bonnes, notamment en ce qui concerne leur cohésion.

Hélas, soumises à' la moindre déformation induite, ces résistances chutent brutalement pour se stabiliser à des valeurs résiduelles de moins de 10 % des résistances initiales. De surcroît, le potentiel de travail initial n'est, dans un tel cas, plus jamais rétabli. Lors de la traversée de cette formation, il faut donc agir avec diligence afin d'éviter des déformations intempestives pouvant déclencher une espèce de perpetuum mobile géomécanique plus guère contrôlable.

Une deuxième raison interdit toute déformation d'ampleur, et, partant, toute création de fissures et de vides dans ce faciès : Le Rhétien contient de la montmorillonite, argile élémentaire trés sensible à l'eau dont la présence peut déclencher et entretenir un gonflement (Tonquellen) outre mesure important.

Enfin, le Rhétien a quand même une propriété très positive : Sa compacité, en faisant barrière, interdit toute percolation des eaux souterraines contenues dans le grès vers les niveaux marneux sous-jacents.

La formation du Lias Inférieur (li1) est moins spectaculaire. Elle est formée d'une alternance de bancs de marnes tendres et de bancs de calcaire dur à trés dur, ce qui lui confère un comportement géomécanique satisfaisant mais, en revanche, peut poser certains problèmes lors de l'exécution, notamment concernant la technique de forage.

La formation du Grés de Luxembourg (li2) contient à sa base une nappe phréatique importante d'une dizaine de mètres de colonne d'eau qu'il faut maîtriser par la mise en oeuvre d'une contrevoute étanche, déjà lors de l'excavation, au plus tard 30 m après le passage du front. La nappe est définitivement mise en sécurité par des rideaux d'injections sur tout le pourtour de l'ouvrage aux extrémités du secteur concerné.

  • Mis à jour le 22-01-2015