Fiche 3 : L`espace souterrain
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FICHE N° 3 / 15.05.2012 Mieux gérer les ressources du sous-sol urbain L'ESPACE SOUTERRAIN La valorisation de l'espace souterrain est une valeur structurante tout à fait concordante avec la notion de "ville compacte". Elle postule d'affecter en sous-sol toute installation ne nécessitant pas expressément la lumière du jour ou une situation à niveau. • • • • En Suisse, dans les outils d'aménagement, la troisième dimension n'apparaît que pour mentionner le gabarit maximum autorisé ou le nombre d'étages souterrains et l'affectation (parking). On distingue les infrastructures linéaires verticales (forage, sondes géothermiques), linéaires horizontales (métro, tunnels) et ponctuelle (sous-sol, parking). A Genève, 55% des espaces souterrains sont des parkings. Une spécificité du sous-sol et de son exploitation est l'aspect définitif d'une intervention: il est très difficile de retourner celui-ci à son aspect originel, d'où la nécessité d'une gestion coordonnée. A ce jour, l'espace sous-sol est déjà largement utilisé pour des utilisations admises. Notamment et en premier lieu, les infrastructures de transport - ainsi que l'entreposage - utilisent le sous-sol depuis longtemps. Plus récemment, les infrastructures nécessitant protection, sécurité ou secret ont également été construites en sous-sol. Enfin et de manière plus contemporaine, cette nouvelle dimension urbaine s'est ouverte aux espaces publics et commerciaux, comme l'illustre la ville souterraine de Montréal ou les très nombreuses galeries marchandes de Tokyo. Aujourd'hui, la troisième dimension se révèle être un atout majeur pour le processus de densification cher aux politiques publiques: elle permet de concentrer des activités qui ne nécessitent pas d'être en surface, libérant des espaces pour des lieux de vie et diminuant le mitage du territoire. Ainsi, le développement est plus durable. L'espace sous-sol est une dimension encore clairement sous-exploitée à Genève. Ses qualités sont souvent méconnues: sécurité et discrétion, confort thermique, coûts à l'exploitation et entretien faibles, isolé du bruit, protégé contre l'aléa climatique. Représentation des accélérateurs du CERN. Connu mondialement, ce centre de recherche est l'exemple le plus emblématique d'une utilisation de l'espace sous-sol à Genève. ©SITG Le CEVA. La liaison ferroviaire CEVA est prévue en sous-sol sur une majeure partie de son parcours. Ville souterraine de Montréal (photo : Vincent Nageotte) Service de géologie sols et déchets 022 546 70 70 FICHE N° 3 / 15.05.2012 Mieux gérer les ressources du sous-sol urbain D'autres villes ont exploré cette voie avec succès: Paris et sa pyramide du Louvre, Montréal et ses 2000 commerces (soit la moitié du total), Helsinki et ses piscines municipales. Le sous-sol peut y être rassembleur, exemplaire et même emblématique. Piscine d'Itäkeskus, Helsinki La difficulté d'entreprise en sous-sol est très largement conditionnée par la qualité de celuici. L'exemple ci-dessus, creusé dans un matériau rocheux, montre une excellente stabilité à l'exploitation, permettant de grandes portées et peu de soutènement. Par contre, la creuse peut se révéler plus difficile dans un matériau meuble qui lui exigera de gros efforts de soutènement. Ainsi, la portance, le soutènement, l'étanchement, les méthodes d'excavation sont autant de critères qui influenceront fortement la faisabilité de création d'un espace souterrain de qualité. Service de géologie sols et déchets 022 546 70 70 FICHE N° 3 Mieux gérer les ressources du sous-sol urbain L'ESPACE SOUTERRAIN Espace souterrain (ressource impactée) Ressource impactante Conflits Synergies Espace souterrain Géomatériaux Eaux souterraines Géothermie • Congestion (comme en surface) imposant la réalisation d'une image directrice, d'un plan directeur à l'instar d'un projet d'urbanisme • Subsidence, par création de volume à proximité d'autres structures (foisonnement, décompression des murs de la fouille) ou par pompage de rabattement - • Infiltration dans les ouvrages souterrains. Conséquence du rebond hydrogéologique (processus temporel lié à l'urbanisation: 1. surexploitation de l'eau souterraine, 2. déplacement des captages en périphérie, 3. remontée de la nappe sous la ville historique) ou corolaire d'effet barrages. Ces inondations impliquent des pompages souvent importants et donc surchargent les réseaux d'évacuation, facilitant les inondations météoriques (feedback positif). Le gel peut-être un facteur aggravant • Surpression hydrostatique par augmentation de la poussée d'Archimède en cas de levage du niveau piézométrique. Cela peut entraîner des surpressions (le bâtiment "flotte") résultant en déstabilisation, fissures, voire écroulement • Sous-pression hydrostatique par réduction de la poussée d'Archimède en cas d'abaissement du niveau piézométrique. Cela peut entraîner des sous-pressions (le bâtiment "poinçonne") résultant en déstabilisation, fissures, voire écroulement. L'effet est également très fort sur les terrains qui montrent un effet de subsidence, augmenté par l'hydrocompaction (dissolution du ciment du sol) • Corrosion des infrastructures par remobilisation de polluants anthropiques, entraînant la corrosion des bétons par les sulfates ou de l'acier par les chlorures, ou modification de la physique de l'eau (turbidité, pH, etc.) qui entraîne des dommages (aux pompes, etc.) - • Opportunité de développement en soussol lors de l'exploitation de géomatériaux. Par exemple occupation de carrières pour une installation, de fouille pour un sous-sol ou entreposage, etc. Dans ce cas, un espace souterrain est dégagé à moindre coût - • Conflit d'espace. Dans le cas de présence d'une installation géothermique, il n'est plus possible d'utiliser l'espace pour une autre utilisation • Altération des propriétés physiques des sols par perturbation thermique. Ceci est particulièrement noté dans le cas d'utilisation de géostructures porteuses. Les effets sont le soulèvement du pieu, le changement du frottement latéral, la dilatation • Dessiccation, tassement différentiel et gel du sol par altération de la température du terrain, ce qui entraîne un dommage aux installations • En cas de système ouvert (doublet), les incidences sont liées à la modification du niveau piézométrique essentiellement (voir colonne cicontre). Les perturbations thermiques sont également à prendre en compte, bien que moindres que dans un système fermé (ci-dessus). - Service de géologie sols et déchets 022 546 70 70
