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GEOLOGIE ET GEOTECHNIQUE -2020/2021- INSTITUE SPECIALISE DU BATIMENT ET DES TRA

GEOLOGIE ET GEOTECHNIQUE -2020/2021- INSTITUE SPECIALISE DU BATIMENT ET DES TRAVAUX PUBLIQUES - ERRACHIDIA FORAMATEUR : Zakaria ABAYLLAT ERRACHIDIA, Le 07 MAI 2021 Formation de technicien spécialisé en génie civil Définitions 2  La géologie : science qui se consacre à étudie la structure et l’évolution de l’écorce terrestre. Elle décrit et explique la nature l’origine et la situation des roches qui constituent la croute terrestre. De point de vue géotechnique les matériaux constituant la croute terrestre sont roches et sols : Roches : matériaux naturels massifs de matières minérales dont la résistance reste très élevée même après immersion dans l’eau agrégat dur Sols : matériaux naturels de grains minéraux séparables par une action mécanique légère agrégat meuble. Définitions 3 Roches : englobe l’ensemble des matériaux constituant l’écorce terrestre De point de vue géologique il existe trois types de roches : Roches magmatiques Roches sédimentaires Roches métamorphiques Définitions 4 La mécanique des sols est une science qui consiste à étudier les propriétés mécaniques, physiques, hydrauliques et structures des sols, suivant leurs applications à la construction (travaux publics et bâtiments). La géotechnique est l’ensemble des activités liées à l’application de la mécanique de sols et la mécanique de roches. Domaine d’application 5 On peut appliquer la mécanique des sols dans les différents domaines tel que : Milieux naturels On peut appliquer aussi la mécanique des sols aux milieux naturels à titre d’exemple l’étude des glissements des terrains Domaine d’application 6 Fondations d’ouvrages Le sol est le support des fondations des ouvrages. Domaine d’application 7 Ouvrages Les remblais (routes, voies ferrées, barrages, plates-formes maritimes...) ; Les déblais (talus, canaux, bassins...). Les murs de soutènements (béton, terre armée, sol renforcé par géotextile...) ; les ports, les constructions urbaines... ; Géologie : ELEMENTS DE GEOLOGIE GENERALE 8 DIFFRENTS AGES GEOLOGIQUES : L'échelle des temps géologiques est un système de classement chronologique utilisé, notamment en géologie, pour dater les événements survenus durant l'histoire de la Terre. Les temps géologiques sont séparés en plusieurs tranches : les super éons, les éons, les ères, les périodes, les époques et les étages. 9 Géologie : ELEMENTS DE GEOLOGIE GENERALE 10 STRUCTURE DE LA TERRE : La Terre est formée de trois couches concentriques, le noyau, le manteau et la croûte, séparées par des zones de transition appelées discontinuités. La croûte terrestre, continentale et océanique, se compose principalement de roches sédimentaires, métamorphiques et ignées. Géologie : ELEMENTS DE GEOLOGIE GENERALE 11 Géologie : ELEMENTS DE GEOLOGIE GENERALE 12 LES TYPES DE ROCHES : Géologie : ELEMENTS DE GEOLOGIE GENERALE 13 Les roches magmatiques : Sont des roches issues du refroidissement rapide ou lent du magma. Le magma : est un mélange hétérogène de substances minérales fondues et de gaz. Exemple : Rhyolite, basalte, obsidienne, granit, diorite,.. Les roches métamorphiques : ces roches résultent d’une transformation de roches sédimentaires ou des roches magmatiques sous l’effet de facteurs physiques ou chimiques, soit une augmentation de la température ou l’augmentation conjointe de la température e de la pression ; Exemple : quartzite , marbre, gneiss, … Géologie : ELEMENTS DE GEOLOGIE GENERALE 14 Les roches sédimentaires : les roches sédimentaires sont le résultat d’une sédimentation, c’est-à-dire d’un dépôt de matériaux, en milieu aqueux dans la grande majorité des cas. Ce sont des roches exogènes et localisées à la surface de la lithosphère dont elles ne représentent pas qu’une très faible épaisseur. Par contre elles couvert une grande partie de la surface du globe, ce qui explique leur apparente abondance. Exemples : calcaire, les marnes, les dolomies, gypes, les schistes, les argiles,… Géologie : ELEMENTS DE GEOLOGIE GENERALE 15 Processus de formation : 16 Classification des roches sédimentaires Roches détritiques : sont des roches siliceuses, qui sont divises en deux grandes catégories : - meubles, - consolidées, Roches meubles : - le ballast – qui comporte des blocs anguleux, soit des galets arrondis, souvent associé à des graviers ; - les sables – sont constitués essentiellement des grains des quartz, minéral inaltérable ; - les limons, vases et boues – sont constituées d’un mélange de très fins grains de quartz et de cristallites argileux , y sont mêlés, dans le cas de limons, des colloïdes ferrugineux et dans le cas des vases des matières organiques et humiques ; - les argiles – sont constituées de cristallites appartenant à des espèces minérales différentes : kaolinite, illite, montmorillonite, qui sont toutes des silicoaluminates ; Roches consolidées ces roches sont composées des éléments des roches meubles réunis par un ciment de même nature différente : - les conglomérats ou rudites – sont des alluvions grossières de cours d’eau, soit formations de rivage qui ont été consolidées ; - les grès ou arénites – sont des sables consolidés, soudés par un ciment ; - lespélites ou lutites– sont des vases, des boues ou des limons consolidés par serrage, puis lapidification. Roches carbonatées : ont comme matériaux de base : le carbonate de calcium ou le carbonate mixte de calcium et magnésium, dénommé dolomite. Roches calcaires, les marnes,… Géologie : ELEMENTS DE GEOLOGIE GENERALE 17 Exemple de coupe géologique : 18 Géologie : ELEMENTS DE GEOLOGIE GENERALE 19 LES CARTES GEOLOGIQUES : Une carte géologique est la représentation, sur un fond topographique, des terrains qui affleurent à la surface du sol ou qui ne sont caché que par une faible épaisseur de formations superficielles récentes dont on ne tient pas compte. Eléments fondamentaux d’une carte géologique : Couleur : indique l’âge géologique des terrains Quaternaire (IV)………………………………………noir ou blanc Tertiaire (III) ……………………………………………jaune à orange Crétacé …………….…………………………………vert . Secondaire (II) jurassique …………………………….bleue Trias ……………………………………………………violet-rose Primaire (I) ………………………………… ………….teintes variables sombres Géologie : ELEMENTS DE GEOLOGIE GENERALE 20 Titre, échelle et orientation d’une carte géologique : Chaque carte géologique est caractérisée par un titre qui indique le nom de la région représentée sur la carte, aussi par l’échelle qui mesure les distances réelles sur une carte, et pour l’orientation on a un symbole qui indique le Nord sur la carte. Légende : • âge des terrains :couleur ; notation conventionnelle • lithologie : nature des terrains • contours des terrains : traits fins →frontières entre 2 terrains d'âges différents • indications tectoniques : pendages des couches, failles, etc. Géologie : ELEMENTS DE GEOLOGIE GENERALE 21 Géologie : ELEMENTS DE GEOLOGIE GENERALE 22 Exploitation des cartes géologiques Une carte géologique permet :  Présentation générale de la région  Nature, âge et épaisseur des terrains  Evolution paléogéographique et tectonique régionale  Ressources diverses  De localiser les zones favorables soit à l'implantation d'ouvrages d'Art (Barrages, routes, Voies ferroviaires, ponts, tunnels,etc..), Géologie : Risques géologiques / instabilité de sol : 23 Les deux causes principales d'instabilité du sol sont le tassement et le glissement. Les soulèvements sont plus rares. La présence de cavités souterraines, naturelles ou artificielles, peut provoquer des effondrements spectaculaires 24 Les tassements : Le sol est un matériau compressible; lorsqu'une charge est appliquée à sa surface, le sol se déforme; le tassement est la déformation verticale vers le bas (vers le haut, c'est un gonflement). Les tassements sont dangereux pour les constructions qui s'affaissent ou basculent quand les tassements sont inégaux. Les tassements subis par le sol sous l'effet d'une contrainte sont dûs à 3 phénomènes: - la compression des grains solides du sol; - la compression de l'air contenu; - l'évacuation de l'eau et de l'air contenus. Sous l'action d'une charge, le sol se consolide: son indices de vides décroît pour se stabiliser à une valeur fonction de la charge appliquée. Géologie : Risques géologiques / instabilité de sol : 25 Les glissements de terrain: Un glissement de terrain correspond à un déplacement généralement lent (de quelques millimètres par an à quelques mètres par jour) sur une pente, le long d’une surface de rupture dite surface de cisaillement, d’une masse de terrain cohérente, de volume et d’épaisseur variables : quelques mètres cubes dans le cas du simple glissement de talus ponctuel à quelques millions de mètres cubes dans le cas d'un mouvement de grande ampleur pouvant concerner l'ensemble d'un versant. Trois types de glissement sont distingués en fonction de la géométrie de la surface de rupture : o glissement plan ou translationnel, le long d’une surface plane ; o glissement circulaire ou rotationnel, le long d’une surface convexe ; o glissement quelconque ou composite lorsque la surface de rupture est un mélange des deux types. Géologie : Risques géologiques / instabilité de sol : 26 Les glissements de terrain: Géologie : Risques géologiques / instabilité de sol : 27 Les soulèvements : Ils peuvent résulter du gonflement d'un assise argileuse par imbibition, de l'arrêt de travaux souterrains de creusement, de la remontée du niveau piézométrique par arrêt du pompage... Les effondrements L'effondrement du toit d'une cavité souterraine (grotte, galerie de mine...) peut atteindre la surface: c'est le cas des "fontis" dans la région parisienne dus à la dissolution du gypse en profondeur. Géologie : Risques géologiques / instabilité de sol : 28 Les séismes: Un séisme est une vibration du sol transmise aux bâtiments, causée par le frottement uploads/Geographie/ expose-geo-v02.pdf