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Chapitre 3 : étude géotechnique Introduction Pendant les travaux de réalisation

Chapitre 3 : étude géotechnique Introduction Pendant les travaux de réalisation de la liaison entre la RN29 et le pôle urbain, des indices d’instabilité sont apparus à plusieurs reprises le long du tracé. Afin d’étudier le glissement de terrain menaçant les nombreux talus, nous avons suivi la procédure de l’étude d’un glissement de terrain, cette dernière est divisée en deux phases : la phase 1 dite reconnaissance préliminaire, s’intéresse au cadre géographique, géologique et hydrologique (déjà abordé dans les chapitres précédents). La 2eme phase concerne la reconnaissance géotechnique et consiste à étudier les interpréter les essais in-situ et en laboratoire dans le but de déterminer les principales causes du déclanchement des glissements de terrain et pouvoir, par la suite, proposer le confortement adéquat. 1. Reconnaissance géotechnique 1.1 Campagne d’investigation géotechnique Phase 1 : réalisation du tracé routier Dans un premier temps, pour la réalisation de la liaison en question, une campagne de reconnaissance géotechnique a été réalisée par le laboratoire de l’habitats et de la construction (LNHC) unité Oued Samar, comportant : - 10 (Dix) sondages carottés de profondeurs variant de 10 à 40 m de profondeur avec prélèvements d'échantillons intacts et remaniés pour des essais au laboratoire. - 08 (Huit) sondage (puits) de reconnaissance. - 04 (Quatre) essais de pénétration dynamique (PDL) poussés jusqu’au refus à l'aide du pénétromètre automatique lourd. - Chaque sondage équipé par piézomètre pour suivre et contrôler une éventuelle présence d'eau dans le sol. Ainsi que des essais au laboratoire (Physico-mécaniques). Les tableaux comportant le programme de reconnaissance “in-situ” et le programme des essais de laboratoire sont donnés en annexes. 1.2 Campagne d’investigation géotechnique complémentaire Phase 2 : étude de la stabilité du talus Après apparition des indices d’instabilité, un programme de reconnaissance complémentaire a été réalisé, il a été porté sur la réalisation de : - 02 (Deux) sondages carottés, un en amont de 40m de profondeur noté SC01 et un en aval de 15m de profondeur noté SC02 équipés de piézomètres. - 02 (Deux) sondages pressiométriques un en amont de 40m de profondeur noté SP01 et un en aval de 15m de profondeur noté SP02. - 02 (Deux) sondages inclinométriques un en amont de 40m de profondeur noté INC01 et un en aval de 15m de profondeur noté INC02. - 02 (Deux) profils tomographiques. - Essais au laboratoire. Les tableaux comportant le programme de reconnaissance “in-situ” et le programme des essais de laboratoire sont donnés en annexes. 2. Lithologie du site Chapitre 3 : étude géotechnique Les sondages carottés réalisés aux alentours de la zone d’étude laissent apparaitre que notre site est caractérisé par un sol hétérogène marqué principalement par 02 unités distinctes : les argiles marno- limoneuses légèrement sableuses et les grès calcaires avec intercalation de sables par endroits. Unité 1 : Argiles marno-limoneuses Les argiles marno-limoneuses ont été recoupées par les sondages carottés dans la partie amont et aval du talus, au niveau du PK 1+350 et PK 1+500. D’une épaisseur maximale de 21m, cette unité est composée majoritairement d’argiles bariolées, rougeâtres et parfois jaunâtres, finement sableuses avec des passages de grés de taille centimétrique. Unité 2 : Banc de grès calcaire Cette unité est représentée par des grès calcaires de couleur jaunâtre assez fragmenté, avec des traces d'oxydation et devenant grisâtre en profondeur. Cette dernière a une épaisseur qui varie de 19m à 25m selon les sondages. 2.1 Interprétation des coupes lithologiques :  La coupe orientée Est Ouest, basée sur la corrélation des sondages Sc1 et Sc2, traverse le talus d’amont en aval, met en évidence deux unités lithologiques. L’unité 1 est constituée d’argiles marno-limoneuses bariolées de gris, parfois feuilletée, finement sableuse graveleuse avec présence de concrétions calcaire ainsi que des passages de grès de taille centimétrique fracturés par endroits. L’épaisseur de cette dernière varie de 15 à 21m et s’étend d’amont en aval. Quant à l’unité 2, d’épaisseur supérieure à 19m, il s’agit d’un banc de grès calcaire fragmenté de couleur jaunâtre avec traces d’oxydation devenant grisâtre à partir de 28m de profondeur du sondage. Cette unité affleure uniquement dans la partie amont du talus. Cette coupe est marquée par la présence d’un niveau d’eau à 11m de profondeur en amont et à 1m de profondeur en aval.  La coupe AA’ orientée Est-Ouest, basée sur la réalisation du levé topographique sur terrain, la lithologie affleurante ainsi que les sondages se trouvant aux alentours (SCD5 et SCD6), montre la présence de deux formations bien distinctes. La formation 1, met en évidence la présence d’argile sablo-marneuse avec des passages de grès calcaire d’une épaisseur moyenne de 12m. Des essais SPT ont été réalisés et démontrent un sol très dense selon la norme XP P 94-011. Tandis que la formation 2, apparente sur terrain, s’agit d’intercalation de sable beige et de grès calcaire. Les essais SPT effectués indiquent un sol très dense selon la norme XP P 94-011. Les relevés piézométriques effectués à l’aide d’une sonde piézométrique au droit des sondages réalisés aux alentours de la coupes montrent un sol sec. Cette coupe montre un escarpement en amont du talus d’une ouverture de près de 90cm, ainsi que plusieurs fissures. Ces indices associés aux résultats d’essais in-situ (RQD, nature lithologique et fracturation) nous permettent d’attribuer une surface de rupture hypothétique à la coupe réalisée. Chapitre 3 : étude géotechnique 2.2 Plan d’implantation des sondages Fig.3.1 Plan d’implantation des sondages carottés et des essais PDL sur la zone d’étude 2.3 Coupes lithologiques Fig.3.2 Coupe lithologique entre les sondages Sc1 Sc2 Chapitre 3 : étude géotechnique Fig.3.3 coupe lithologique transversale AA’ au niveau du PK 1+350 3. Caractéristiques en laboratoire : Le Laboratoire Central Des Matériaux (LCM) réalisé des essais de laboratoire physicomécaniques sur des échantillons. a) Essais Physiques - Analyses granulométriques- sédimentométriques. - Déterminations des limites d'ATTERBERG. - Masse volumique Humide et sèche. - Teneur en eau. b) Essais Mécaniques - Cisaillement directe. - Essais oedométrique. - Compression simple. 3.1 Résultats des essais en laboratoire Les résultats des essais de laboratoire sont présentés dans des tableaux récapitulatifs donnés ci- dessous, sur ces tableaux nous trouvons les valeurs minimales, maximales et moyennes des paramètres géotechniques mesurés. Ainsi que le coefficient de variance afin de juger l’homogénéité de la formation. Chapitre 3 : étude géotechnique 3.1.1 Interprétation des résultats de la coupe lithologique entre les sondages Sc1 Sc2 Unité 1 : argile marno-limoneuse légèrement sableuse Les résultats des essais en laboratoire réalisés sur cette unité sont reportés sur le tableau suivant : Tableau.3.1. Caractéristiques géotechniques en laboratoire des argiles marno-limonseuses légèrement sableuses. Paramètres géotechniques Nombre Min Max Moyenne Coefficient de variance (%) ECARTYPE Echantillon Teneur en eau pondérale W (%) 9 12,92 19,86 16,09 13,01 2,09 Degré de saturation Sr (%) 9 73 100 86,36 8,28 7,15 Poids volumique humide γh (kN/m3) 9 2,03 2,29 2,1 3,6 0,075 Poids volumique sec γd (kN/m3) 9 1,75 1,95 1,81 4,02 0,07 Passant (%) < 80 μm 9 58,17 96,84 80,25 18,14 14,56 Limites d’Atterberg WL (%) 9 29,97 72,11 54 25,82 13,94 Wp (%) 9 15,75 34,14 26,63 23,9 6,36 IP (%) 9 14,22 37,97 27,37 27,88 7,63 Cisaillement rectiligne (CD) Cohésion C’(kPa) 5 8,79 53 22,45 93,41 20,97 Angle de frottement ϕ’ (°) 5 5,9 33,2 21,8 53,56 11,67 Cisaillement triaxial (UU) Cohésion C (kPa) 3 0,679 0,679 0,679 - - Angle de frottement ϕ (°) 3 17,5 17,5 17,5 - - SPT N 3 40 54 49,3 16,38 8,08 D'après les données des essais physiques réalisés en laboratoire, la teneur en eau est de 16% et le degré de saturation est de 86% le sol est considéré comme étant un sol très dense et non saturé. D'après l’analyse granulométrique, le pourcentage de passants <80μm obtenu est de 80%, donc il s'agit d'un sol fin, selon les normes NF P 94-056 et NF P 94-057. Chapitre 3 : étude géotechnique En observant les résultats des essais qui concernent les limites d'Atterberg, selon la norme NF P 94- 051, le sol est argileux très plastique. L'essai de cisaillement direct (consolidé et drainé), réalisé selon la norme NF P 94-071-1 nous permet d’obtenir l'angle de frottement effectif ϕ’ et la cohésion effective C’. L'essai de cisaillement triaxial (non consolidé et non drainé UU), permet l'obtention de l'angle de frottement ϕ et de la cohésion C. Des essais SPT ont été réalisés à différentes profondeurs. Le nombre N obtenu qui représente la résistance à la pénétration, indique selon la norme XP P94-011, qu'il s'agit d'un sol très dense, et donc qu'aucun risque de liquéfaction n'est à signaler. Ces derniers paramètres sont utilisés pour le calcul des coefficients de sécurité Fs à la rupture des talus et pour la détermination des actions de poussée et de butée en ce qui concerne les ouvrages de soutènement. Unité 2 : Banc de grès calcaire Les résultats des essais réalisés sur cette unité sont donnés dans le tableau suivant : Tableau.3.2. Caractéristiques géotechniques en laboratoire des grès calcaires. Paramètres géotechniques Nombre Min Max Moyenne Coefficient de variance (%) ECARTYPE Echantillon Résistance à la compression simple Rc (Kpa) 2 889 1124 1006,5 uploads/Philosophie/chapitre-3-geotechnique.pdf