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INTRODUCTION La réalisation des ouvrages en bâtiment et en Génie Civil requiert

INTRODUCTION La réalisation des ouvrages en bâtiment et en Génie Civil requiert l’étude du terrain sur lequel l’œuvre sera bâtie ce qui suppose la détermination des caractéristiques du sol en présence. Les essais de laboratoire et in-situ permettent l’accomplissement de cette tâche. Notre analyse portera particulièrement sur les essais in-situ et leur mode d’emploi (essai au pénétromètre dynamique, les essais pressiométriques et les essais densité in-situ) qui sont des essais réalisés directement sur le site de l’ouvrage à concevoir. I-ESSAI PENETROMETRE DYNAMIQUE 1. DEFINITION Un pénétromètre dynamique est un appareil constitué essentiellement par un train de tiges, à l’extrémité inférieure duquel est placée une pointe conique de diamètre supérieur à celui du train de tiges .Il a été mise au point aux USA dans les années 1930.Dans les pays anglo-saxons, il est connu sous le nom de Standard Penetretion Test(SPT). 2. MODE D’EMPLOI L’essai au pénétromètre dynamique consiste à enfoncer dans le terrain par battage un carottier de conception et de dimensions normalisées. On compte le nombre de coups de mouton nécessaires pour enfoncer le carottier sur une certaine profondeur. Une fois plein, le carottier est remonté à la surface, vidé de sa carotte puis redescendu dans le fond du forage. L’opération est répétée sur toute la hauteur du profil à tester. L’essai permet, d’une part, de tracer le profil de pénétration et, d’autre part, de fournir des échantillons de sol remaniés qui peuvent servir à la reconnaissance des horizons traversés et sur lesquels on peut pratiquer les essais d’identification classiques (granulométrie, limite d’Atterberg et teneur en eau ). Cet essai est conçu essentiellement pour déterminer la capacité portante d’un pieu (élément de fondation profonde), il peut servir pour estimer la capacité portante d’une fondation superficielle. Lors de la reconnaissance des sols il donne aussi une idée sur la nature des couches traversées. Le carottier est battu par l’intermédiaire d’un train de tiges. Le battage s’effectue par passes successives à l’aide d’un marteau de 63,5Kg qui tombe en chute libre d’une hauteur de 76cm sur la tête d’un train de tiges. La profondeur de chaque passe pénétration est de 45cm.Durant le battage, on note trois enfoncements successifs : *l’enfoncement de mise en place : c’est l’enfoncement du carottier sous son propre poids et sous celui du train de tiges et dispositif de battage ; la pénétration est poursuivie immédiatement si ce premier enfoncement dépasse 45cm ; *l’enfoncement d’amorçage : le carottier est enfoncé de 15 cm sous l’effet de N0 coups de mouton ; *l’enfoncement d’essai : le carottier est enfoncé de deux fois 15 cm sous l’effet de N1 puis N2 coups de mouton Le nombre N=N1 + N2 est appelé résistance à la pénétration. La norme précise que l’essai ne s’applique qu’aux sols dont la dimension des plus éléments ne dépasse pas 20 mm, dont la valeur N est comprise entre 0 et 50 et pour des profondeurs d’investigation ne dépassant pas 50 m. II-ESSAIS PRESSIOMETRIQUES A-AVEC LE PRESSIOMETRE MENARD 1. DEFINITION Le pressiomètre MÉNARD est un essai de chargement de sol en place, réalisé à l’aide d’une sonde cylindrique dilatable (d’après leur conception technologique, il existe deux types de sondes : les sondes à cellules superposées, connues commercialement sous le nom de sondes E et les sondes à cellules emboitées, connues commercialement sous le nom de sonde ). Le pressiomètre représente un type d’essai géotechnique évolué puisqu’il permet d’obtenir une relation entre contrainte (pression appliquée) et déformation (variation du volume d'eau dans la sonde). 2. DESCRIPTION Le pressiomètre est constitué de trois éléments principaux : a) un contrôleur pression-volume (C.P.V) : Il permet d’exercer les pressions dans la sonde et de mesurer la variation correspondante de volume de celle-ci. Il comprend un réservoir de liquide à niveau visible (eau additionnée d’un peu d’antigel coloré afin d’améliorer la visibilité du ménisque) ainsi qu’un système de mise en pression (manomètres pouvant atteindre 100 bars). b) une sonde pressiométrique : Cette sonde se présente sous la forme d’un unique cylindre en acier, dont la partie centrale de mesure est recouverte d’une membrane souple. Une gaine plus rigide recouvre ensuite l’ensemble de la sonde, isolant donc de part et d’autre de la cellule centrale deux petites cellules de garde. Lors de l’essai, l’opérateur met sous pression ces deux dernières grâce à un gaz comprimé, tandis que la cellule de mesure est remplie par le liquide du C.P.V. c) une tubulure de liaison : Les trois grandeurs déduites de l’essai pressiométrique, sont : La pression de fluage PF : La pression de fluage définit la limite entre le comportement pseudo- élastique et l’état plastique du sol. La pression limite PL : Cette pression correspond à la rupture du sol en place (directement liée à la portance maximale de celui-ci). Elle se traduit lors de l’essai pressiométrique par, sous une faible augmentation de la pression appliquée, une forte augmentation du volume injecté, c’est-à-dire de grandes déformations. Le module de déformation pressiométrique E : A un coefficient près, ce module est égal à l’inverse de la pente de la partie linéaire de la courbe pressiométrique nette. Cette partie linéaire représente en fait une réaction pseudo-élastique du sol sous la sollicitation pressiométrique. Le module E est directement lié à la compressibilité du sol ; c'est pourquoi il est utilisé dans les calculs de tassements de sols. NB : Le pressiomètre est un appareil délicat à manier, qui donne une loi rhéologique complète (E, Pf et Pl). essai ne fournit qu’une reconnaissance ponctuelle (tous les mètres au mieux) au droit du forage préalable. De plus, c’est essentiellement l’expérience de l’opérateur qui garantit la qualité de ce type d’essai. Toutefois, le pressiomètre ne permet pas de donner de solutions pour des problèmes de consolidation et de résistance au cisaillement. Cet essai ne fournit qu’une reconnaissance ponctuelle (tous les mètres au mieux) au droit du forage préalable. De plus, c’est essentiellement l’expérience de l’opérateur qui garantit la qualité de ce type d’essai. 3. MODE D’EMPLOI Après avoir réalisé le forage, la sonde préalablement étalonnée est descendue dans le forage à la cote prévue pour l’essai, puis elle mise en pression par l’opérateur par paliers de pression d’incrément égaux, maintenus chacun pendant une minute. Pour chaque palier de pression, l’opérateur note la quantité d’eau qui quitte le CPV au bout de 15 s, 30 s et 1 min. Cette quantité d’eau est utilisée à la fois pour déformer le terrain (c’est le phénomène que l’on veut mesurer) et pour compenser les effets parasites dus à la dilatation de l’ensemble des conduits du pressiomètre et à la compressibilité de l’eau du système. Le mode opératoire impose que la pression limite du sol soit atteinte au bout de dix paliers de pression (environ). Cela implique que l’opérateur connaisse à priori cette valeur. Il la déduit en pratique des informations sur le terrain obtenues lors de la mise en place de la sonde et de son expérience. Une fois la pression limite atteinte (ou les capacités maximales de pression de l’appareil mobilisées, la sonde est dégonflée et déplacée à la nouvelle cote d’essai dans le forage, et ainsi de suite jusqu’à la profondeur maximale fixée. Une courbe dite courbe pressiométrique (aussi appelée « courbe d’expansion ») est obtenue en portant en abscisse la pression p de la cellule de mesure et en ordonnée a variation de volume v à la fin du palier de pression correspondant. On appel « courbe brute » la courbe représentant les valeurs (pm, vm) relevées sur le terrain par l’opérateur (ou enregistré par l’enregistreur). On appel « courbe corrigée » la courbe (p, v) obtenue après application de corrections diverses valeurs. Ces corrections concernent : -les variations parasites de volume (dilatation du CPV et des canalisations diverses, compressibilité de l’eau) ; elles sont évaluées par étalonnage, en dilatant le système alors que la sonde est placée dans un tube d’acier indéformable ; -la résistance propre de la sonde ; c’est la résistance que les membranes des cellules opposent à la déformation ; elle est déterminée par la dilatation de la sonde à l’air libre ; -la hauteur piézométrique ; la pression mesurée au niveau du PCV doit être majorée de la pression correspondante au poids de la colonne d’eau entre ce CPV et le milieu de la cellule de mesure. NB : Le pressiomètre est un appareil délicat à manier, qui donne une loi rhéologique complète (E, Pf et Pl). essai ne fournit qu’une reconnaissance ponctuelle (tous les mètres au mieux) au droit du forage préalable. De plus, c’est essentiellement l’expérience de l’opérateur qui garantit la qualité de ce type d’essai. Toutefois, le pressiomètre ne permet pas de donner de solutions pour des problèmes de consolidation et de résistance au cisaillement. Cet essai ne fournit qu’une reconnaissance ponctuelle (tous les mètres au mieux) au droit du forage préalable. De plus, c’est essentiellement l’expérience de l’opérateur qui garantit la qualité de ce type d’essai. B-AVEC LE PRESSIOMETRE AUTOFOREUR 1- DEFINITION ET DESCRIPTION Cet appareil, très utilisé dans les pays anglo-saxon a été créé par les laboratoires des ponts uploads/Litterature/ expose-de-materiaux 1 .pdf