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1 Reconnaissance Géotechnique des sols 2 Sommaire I- Généralités II- Sondages e

1 Reconnaissance Géotechnique des sols 2 Sommaire I- Généralités II- Sondages et forages II- Essais in-situ (Essais mécaniques) 3 Objectifs du cours Présentation des techniques d’expertise mise à la disposition de l’ingénieur (étude d’un projet ou lors de l’expertise d’un sinistre). I- Généralités Le sol est hétérogène et ses propriétés sont dispersées autour d'une valeur moyenne. Il est donc absolument nécessaire de procéder à une reconnaissance géotechnique avant d’entreprendre l’étude d’un ouvrage de Génie civil. La reconnaissance des propriétés d'un terrain constitue le lien entre la cause d'un sinistre et les remèdes que l'on se propose de mettre en place. Prendre en compte la nature du sous-sol pour adapter son projet en conséquence (ex, le système de fondation de l’ouvrage avec le meilleur rapport sécurité/coût). 4 Etudes géotechniques I- Généralités Et prélever des échantillons "intacts" (en pratique remaniés le moins possible), et effectuer des essais de laboratoire effectuer des essais sur le terrain Deux catégories de techniques mises à la disposition de l’ingénieur pour la reconnaissance des sols : Essais de laboratoire Essais in situ 5 I- Généralités Avantages et inconvénients Etudes géotechniques 6 1. Les sols Définition du sol Matériaux constitutifs de la croûte terrestre. En géotechnique on peut distinguer : - les sols : agrégats de grains minéraux pouvant être séparés sous l 'effet d 'actions mécaniques relativement faibles - les roches : agglomérats de grains minéraux liés par des forces de cohésion fortes et permanentes, même après immersion prolongée dans l'eau (Mécanique des roches). (Mécanique des sols : étude des propriétés mécaniques, physiques et hydrauliques des sols et de leur application dans la construction). Les matériaux de transition entre sols et roches sont nommés SIRT (sols indurés et roches tendres). Rappels I- Généralités 7 2. Caractéristiques physiques des sols Il est nécessaire de définir certains paramètres qui se rapportent aux diverses proportion dans lesquelles se trouvent le squelette solide, l' eau et l'air constituant le sol. Paramètres dimensionnels le poids volumique des particules solide (γS) le poids volumique de l’eau (γW) le poids volumique du sol (γ) le poids volumique du sol sec (γd) le poids volumique du sol saturé (γsat) le poids volumique du sol déjaugé (γ’) Paramètres sans dimensions la porosité (n) l’indice des vides (e) la teneur en eau (w) le degré de saturation (Sr) Rappels I- Généralités 8 3. Classification géotechnique des sols Analyse granulométrique (NF P94 – 056) Limites d’Atterberg Valeur au bleu (Norme NF P94 – 068) Equivalent de sable (Norme NF P18 – 598) NF P94-051 Limite de liquidité à la coupelle NF P94-051 Limite de plasticité au rouleau NF P94-052.1 Limite de liquidité au cône de pénétration Rappels I- Généralités 9 ESSEAIS DE LABORATOIRE EN MECANIQUE DES SOLS La relation contrainte-déformation des sols La résistance au cisaillement des sols — les essais à l’appareil triaxial de révolution ; — les essais de cisaillement direct à la boîte ; — les essais de cisaillement direct alterné à la boîte ; — les essais au scissomètre de laboratoire; — les essais oedométriques; — les essais de perméabilité. Quelques essais de laboratoire : 4. Essais de laboratoire Rappels I- Généralités Catégories géotechniques La responsabilité d’établir les exigences minimales, l’importance et le type de reconnaissance géotechnique, le calculs et le contrôles d’exécution, la complexité du dimensionnement géotechnique (aléas et risques) incombe au maître d’ouvrage. NF EN 1990 – Annexe B (Afnor, 2003). prévoit une analyse préalable des risques en fonction des aléas potentiels et de la fiabilité recherchée pour un ouvrage (conséquences d’une ruine par exemple en termes humains, socio-économiques et environnemental). Trois classes de conséquences sont définies: Source : A. HÉRAULT & Ph. DELMAS (2015) : 10 èmes Rencontres Géosynthétiques – 24-26 mars 2015, La Rochelle Trois catégories géotechniques (1, 2 et 3) ont été introduites dans le cadre de l’Eurocode 7 (NF EN 1997-1/NA) Catégories géotechniques Source : A. HÉRAULT & Ph. DELMAS (2015) : 10 èmes Rencontres Géosynthétiques – 24-26 mars 2015, La Rochelle Élaboration des reconnaissances des terrains EC 7 (NF EN 1997-2 Septembre 2007) Objectifs Généralités ◊ Les reconnaissances géotechniques doivent être programmées de manière à disposer des informations et des données géotechniques appropriées aux différentes étapes du projet. Les informations géotechniques doivent être adaptées aux risques encourus et identifiés du projet. Pour les étapes de construction intermédiaires et finales, les informations et les données doivent être fournies pour prévenir les risques d’accidents, de retards et de dommages. ◊ Les objectifs d’une reconnaissance géotechnique sont de connaître l’état du sol, de la roche et de l’eau interstitielle, de déterminer les propriétés du sol et de la roche et de recueillir des informations pertinentes complémentaires sur le site. ◊ Les informations géotechniques doivent être rassemblées, enregistrées et interprétées avec soin. Elles doivent comprendre les conditions du terrain, la géologie, la géomorphologie, la sismicité et l’hydrologie, suivant le cas. Des indications concernant la variabilité du terrain doivent être prises en compte. ◊ Il convient de déterminer, dès que possible lors de la reconnaissance, les conditions du terrain susceptibles d’influencer le choix de la catégorie géotechnique. NB : Suite aux reconnaissances géotechniques, il peut s’avérer nécessaire de modifier la catégorie géotechnique du projet. Élaboration des reconnaissances des terrains EC 7 (NF EN 1997-2 Septembre 2007) Objectifs Généralités ◊ Il convient que les reconnaissances géotechniques consistent en des reconnaissances du terrain et en d’autres reconnaissances du site, telles que : — l’évaluation des ouvrages existants, par exemple bâtiments, ponts, tunnels, remblais et talus ; — l’histoire des aménagements sur le site et aux alentours. ◊ Préalablement à la conception du programme de reconnaissance, il convient d’évaluer les informations et les documents disponibles par une étude de bureau. ◊ Les informations et les documents pouvant être utilisés sont par exemple les suivants : — cartes topographiques ; — anciens plans de ville décrivant les utilisations antérieures du site ; — cartes et descriptions géologiques ; — cartes de géologie appliquée ; — cartes et descriptions hydrogéologiques ; — cartes géotechniques ; — photographies aériennes et interprétations antérieures de photographies ; — reconnaissances géophysiques ; — reconnaissances antérieures sur le site et dans ses environs ; — expériences antérieures dans la zone ; — conditions climatiques locales. ◊ Il convient que les reconnaissances du terrain comprennent des reconnaissances en place, des essais de laboratoire, des études de bureau complémentaires, un contrôle et un suivi, lorsqu’il y a lieu. ◊ Préalablement à l’établissement du programme de reconnaissance, le site doit être examiné visuellement et les observations faites doivent être contrôlées par recoupement avec les informations recueillies lors des études de bureau. ◊ Il convient que le programme de reconnaissance du terrain soit examiné dès que les résultats sont disponibles, de manière à pouvoir contrôler les hypothèses initiales. En particulier, — il convient d’augmenter le nombre des points de reconnaissance, s’il est jugé nécessaire de connaître avec précision la complexité et la variabilité du terrain sur le site ; — il convient de contrôler les paramètres obtenus afin de déterminer s’ils s’intègrent dans un schéma logique de comportement du sol ou de la roche. Si nécessaire, il convient de spécifier des essais supplémentaires ; — il convient de tenir compte de toute limitation des données (par exemple des données défectueuses, non pertinentes, insuffisantes ou imprécises) (Voir 3.4.3(1) de la norme EN 1997-1 : juin 2005). Élaboration des reconnaissances des terrains EC 7 (NF EN 1997-2 Septembre 2007) Objectifs Élaboration des reconnaissances des terrains EC 7 (NF EN 1997-2 Septembre 2007) Objectifs ◊ Il convient d’accorder une attention particulière aux sites ayant été utilisés antérieurement, si des perturbations des conditions naturelles du terrain sont susceptibles de s’être produites. ◊ Un système d’assurance qualité approprié doit être en place dans le laboratoire de l’organisme qui intervient sur le terrain et dans le bureau d’études, et le contrôle qualité doit être exercé avec compétence lors de toutes les phases des reconnaissances et de leur évaluation. Élaboration des reconnaissances des terrains EC 7 (NF EN 1997-2 Septembre 2007) Terrain ◊ Les reconnaissances de terrain doivent fournir une description des conditions du terrain pertinentes pour les travaux proposés et établir une base pour l’évaluation des paramètres géotechniques pertinente pour toutes les étapes de la construction. ◊ Il convient que les informations obtenues permettent l’évaluation des aspects suivants, si possible : — l’adéquation du site avec l’ouvrage proposé et le niveau de risque acceptable ; — la déformation du terrain provoquée par la structure ou résultant des travaux de construction, sa répartition spatiale et son évolution dans le temps ; — la sécurité par rapport aux états limites (par exemple, affaissement, gonflement, soulèvement, glissement des sols et massifs rocheux, flambement des pieux, etc.) ; — les charges transmises à l’ouvrage par le terrain (par exemple, pressions latérales sur les pieux) et dans quelle mesure elles dépendent de son dimensionnement et de sa construction ; — les méthodes de fondation (par exemple, amélioration des terrains, conditions d’exécution des excavations, conditions de fonçage des pieux, drainage) ; — la séquence des travaux de fondation ; — les effets de la construction de l’ouvrage et uploads/Ingenierie_Lourd/ cours-r-ga-cotechnique-des-sols-2020-2021-m1gc.pdf