Mini Projet Geotech

Université Abdelmalek Essaâdi

Faculté de Sciences et Techniques de Tanger

MASTER SCIENCES ET TECHNIQUES GENIE CIVIL

Mini projet de Géotechnique PROPOSITION D’UNE ETUDE GEOTECHNIQUE POUR

UN PROJET DE CONSTRUCTION DE LOGEMENTS

SENIN Bossoma Audrey | Géotechnique | 28 juin j uin 2013

Mini projet de Géotechnique

Table des matières Introduction .................................................................................................................... 2 I.Présentation du projet .................................................................................................. 3 II.Etude géotechnique.................................................................................................... 4 1.

Documents........................................................................................................... 4

2.  Visite de site.......................................................................................................... 5 3.

Reconnaissance géotechnique ............................................................................. 5

4. Essais .................................................................................................................... 6 5.

Calcul de la contrainte ......................................................................................... 7

6. Recommandations.............................................................................................. 10 Conclusion..................................................................................................................... 12 Bibliographie/Webographie ..........................................................................................13

SENIN Bossoma Audrey 

1

Mini projet de Géotechnique

Introduction

L’homme a toujours, au fil de son histoire, et d’une façon ou d’une autre,

exercé des « activités géotechniques ». Cela se remarque chez les hommes  préhistoriques, par le choix et l’aménagement d’une grotte pour l’habiter ; chez les Mésopotamiens, Égyptiens, Bretons, Grecs, Romains, ou encore chez les Chinois, qui, durant l’ Antiquité , ont construit leurs ouvrages en adaptant la charge appliquée par l’ouvrage à la capacité portante de son géomatériau d’assise ; mais aussi par la construction de Notre-Dame de Paris au  Moyen Âge, sur une forêt de pieux en bois, traversant la couche de limon meuble superficiel. Développée et améliorée grâce aux progrès techniques, la géotechnique est aujourd’hui  une science incontournable dans le domaine du BTP. En effet, regroupant la géologie et la mécanique des sols, elle se rend indispensable pour parvenir à adapter correctement l’ouvrage aux particu larités de son site de construction. Pour aboutir à cette fin dans le cadre de notre projet, nous allons proposer une étude détaillée, comprenant des indications sur la documentation, l’examen de site, un programme de reconnaissance et d’essai à réaliser, et des recommandations pour l’entreprise chargée des travaux de terrassements et de construction.

SENIN Bossoma Audrey 

2

Mini projet de Géotechnique

I.

Présentation du projet Notre étude s’inscrit dans le cadre d’un projet de construction de logements en

R+3, R+7, et R+7+ 2 sous-sols. Le site de construction nous est présenté comme suit : - Superficie du terrain : 50.000 m 2 (soit 5 hectares) - Terrain facile d’accès et présentant une légère pente. - Présence de la nappe à -4.50 m par rapport à la surface de terrain naturel. -

Présence d’une couche d’argile trè s plastique entre 0.00 m et -3.50 m

surmontant une couche de marne assez compacte entre -3.50 m et -15.00 m.

SENIN Bossoma Audrey 

 3

Mini projet de Géotechnique

II.

Etude géotechnique 1. Documents

 Avant de démarrer l’étude géotechnique, il convient au chargé d’étude de s’enquérir des détails du projet. Pour  cela, il devra se prémunir auprès du maître d’ouvrage des : 

Rapports d’études antérieures du sol s’ils existent (rapports géotechniques, géologiques…) ;



Plans d’avant-projet des ouvrages, pour entre autres, avoir une idée de la morphologie des bâtiments, ce qui l’aidera à formuler ses recommandations

pour la construction des ouvrages ; 

 Notes de calcul : la connaissance de la descente de charge permettrait d’avoir

une idée des charges que devront supporter le sol.

Cependant, pour mener à bien son étude, l’ingénieur géotechnicien se doit d’analyser toute la documentation existante, concernant le terrain considéré, afin d’y rechercher toutes données supplémentaires lui permettant de donner la nature précise dudit terrain. Il tentera alors d’obtenir toute i nformation concernant la géométrie des terrains, la présence d’accidents géologiques, l’identification de zones humides, mal

drainées, de zones instables (glissements, effondrements, fontis), ainsi que des indications diverses sur l’occupation du sous -sol (drainage agricole, vestiges archéologiques par exemple). En cela, les archives cartographiques s’avèreront très utiles. Le chargé d’ étude

consultera donc les : 

cartes topographiques à différentes échelles



cartes géologiques



cartes spécifiques  : pédologiques, hydrogéologiques, géomorphologiques,

géotechniques, cartes des risques naturels, cartes des formations

SENIN Bossoma Audrey 

4

Mini projet de Géotechnique

superficielles, documents spéléologiques, documents d’archives de construction d’ouvrages en site analogue, missions photographiques

aériennes.

2.  Visite de site Lors de la visite de site, le géotechnicien se doit de relever toute indication utile sur la configuration du terrain. Pour cela, il prêtera attention à : 

l’accès au site : un site facile d’accès atténuerait la dégradation des prélèvements lors du transport, faciliterait l’installation de chantier pour les essais…



les caractéristiques morphologiques du site : rupture de pente, déclivité…



risques potentiels : proximité de constructions, ouvrages particuliers…

Il examinera aussi le comportement du bâti, des voiries et de tout autre élément existant au voisinage du site et pouvant fournir quelques indications utiles. L’examen par exemple de fouilles exécutées proximité pourra donner des informations utiles sur les caractéristiques du terrain, sa stabilité et sur la présence d’eau. De même, la profondeur de la nappe phréatique pourra être évaluée à partir du recensement des puits existants dans le voisinage. Aussi, la nature du peuplement végétal pourra également renseigner sur l’humidité rel ative des sols.

3. Reconnaissance géotechnique L’examen de site aura permis d’estimer la nature du terrain et d'identifier les

contraintes géotechniques susceptibles d'avoir une incidence sur la construction, la pérennité et les conditions d'exécution des ouvrages. En vue donc de : -  préciser la nature et la structure du sous-sol , en particulier pour délimiter et caractériser les principales zones compressibles, - mesurer les caractéristiques géotechniques   des terrains traversés, en particulier pour le prédimensionnement des ouvrages, - identifier les aléas majeurs  liés à la géologie et à l’hydrogéologie locale,

SENIN Bossoma Audrey 

5

Mini projet de Géotechnique

- apprécier les conditions de réutilisation des matériaux  dans la définition des mouvements de terre (déblai, remblai), différents moyens de prospection peuvent être mis en œuvre. Pour notre étude, nous proposerons : 

tout d’abord, une reconnaissance par les méthodes géophysiques  : elles consistent à mesurer et à interpréter la propagation d’ondes électriques ou sismiques dans le sous-sol. Elles nous permettront d’étudier la nature

géologique des premières couches du sol. 

Ensuite, viendra un sondage à la pelle mécanique  : Très simple, il est pratiqué pour étudier les zones de déblais et les matériaux de remblai. Consistant à creuser une fosse dans le sol, il est développé pour : • observer les différentes couches de sol, • faire des prélèvements pour les tester en laboratoire, • rechercher les éventuelles venues d’eau.  A l’issue du sondage, la fosse est rebouchée avec les terres extraites, dans l’ordre dans lequel les cou ches de terres ont été prélevées.



Puis, la réalisation d’un essai à la cellule de pression interstitielle (CPI), pour nous indiquer le niveau de la nappe.



Enfin, les sondages carottés : ils nous permettront d’observer et d’identifier les couches de sol sur une profondeur pouvant aller jusqu ’à 25 m. Il sera réalisé en moyenne 4 sondages par tranches de 2500 m².

4. Essais La reconnaissance géotechnique et l’examen de site nous ont révélés : - Terrain facile d’accès et présentant une légère pente. - Présence de la nappe à -4.50 m par rapport à la surface de terrain naturel. - Présence d’une couche d’argile très plastique entre 0.00 m et -3.50 m surmontant une couche de marne assez compacte entre -3.50 m et -15.00 m.

SENIN Bossoma Audrey 

6

Mini projet de Géotechnique

Pour assurer la sécurité des ouvrages, nous nous devons de connaitre les propriétés mécaniques de ce sol. Pour cela nous proposons les essais suivants : 

Les essais d ’i  dentification : limites d ’Atterberg, analyse granulométrique… Ils nous informeront sur la géologie du site, nous permettront d’identifier et de classer le sol et de définir les conditions de réemploi des déblais.



Les essais au pressiomètre, au pénétromètre statique, triaxial, et à l ’ oedomètre : ils nous permettront de déterminer la capacité portante du sol, ses paramètres de déformation et le calcul des tassements.



Les essais au  pénétromètre statique et au scissomètre  permettraient respectivement de mettre en évidence des problèmes de liquéfaction et de cisaillement.



Des essais de  pompage ou de perméabilité in situ, qui nous feraient connaitre la perméabilité des couches du sous-sol.

5. Calcul de la contrainte Pour la détermination de la capacité portante des fondations, les essais in-situ sont très largement utilisés car ils tiennent compte des hétérogénéités du sous-sol. Pour déterminer les contraintes de calcul dans le cadre de notre projet, nous proposerons une démarche basée sur l’utilisation des résultats de l’essai au pressiomètre de MENARD. L’application des résultats des essais pressiométriques au

calcul des contraintes est donnée sous forme de règles semi-empiriques. Les essais pressiométriques permettent de déterminer, à partir de la courbe pressiométrique, et à différents niveaux, les deux paramètres suivants : 

 pl  : pression limite

   :

module pressiométrique.

SENIN Bossoma Audrey 

7

Mini projet de Géotechnique

Courbe pressiométrique

On calcule ensuite, pour chaque niveau, la pression limite nette correspondante : pl * = pl - po

Où  po  est la contrainte totale horizontale dans le sol au niveau concerné et au moment où l'on fait l'essai. Pour une semelle sous charge verticale centrée, de largeur B, de longueur L et d'encastrement D, la capacité portante est donnée par :  =   ∗ ∗ +  ∗ 

 Avec : -

γ : masse volumique du sol, déjaugé partiellement le cas échéant.

-

∗ : pression limite nette équivalente calculée comme la valeur

moyenne des pressions limites nettes existant sur une profondeur égale à 1.5 B située sous la semelle. Les pressions limites nettes étant toutefois plafonnées à 1,5 fois leur  valeur minimale sur la profondeur envisagée.

SENIN Bossoma Audrey 

8

Mini projet de Géotechnique

-

 : facteur

de portance dépendant des dimensions de la fondation, de son encastrement relatif et de la nature du sol. Il est donné par l'abaque suivant :

 Abaque du facteur de portance    peut aussi être défini à

partir du tableau ci-après :

SENIN Bossoma Audrey 

9

Mini projet de Géotechnique

Le type de sol susmentionné est défini par ce tableau :

La contrainte de calcul est finalement donnée par la formule :

=

 

6. Recommandations  Au vu des informations dont nous disposons, concernant la nature du site, nous pouvons faire certaines recommandations à l’entreprise chargée des travaux de

terrassement et de construction pour leur bon déroulement. 

Concernant les travaux de terrassement :

La présence de la nappe à -4.5 m par rapport au TN pourrait causer certaines difficultés lors des fouilles. Nous proposerons alors certaines techniques de traitement des venues d’eau. Les venues d’ eau pourront être traitées par : -

Epuisement : le pompage sera réalisé par une pompe d’exhaur e dans une tranchée drainante, c’est un procédé économique mais les talus et le fond de

fouille restent humides et instables.

SENIN Bossoma Audrey 

10

Mini projet de Géotechnique

-

Etanchement de la fouille :  des parois moulées ou préfabriquées pourront être utilisées ; cette technique présente de nombreux avantages (pas de problème de corrosion, peu de vibration et de bruit, peut être réalisé à proximité de parois existantes…) ; toutefois, le coût est élevé si elle ne doit jouer qu’un seul rôle d’étanchéité.



Concernant les travaux de construction : La présence de nappe et d’une couche d’argile plastique nous laisse penser

(puisque nous n’avons pas les résultats des essais) qu’il sera nécessaire d’augmenter la capacité portante du sol. Pour cela, nous offrons à l’entreprise les

choix suivants : -

-

Le  préchargement avec ou sans drainage (avec drains verticaux ou tranchées drainantes) : pour augmenter la contrainte effective de préconsolidation en permettant aux pressions interstitielles de se dissiper plus rapidement ; Le renforcement du sol  par utilisation de colonnes ballastées ou de colonnes de chaux Le pilonnage avec drainage pour compacter le sol ou modifier son arrangement granulaire Une substitution partielle : substituer le sol en place par un remblai de meilleures caractéristiques L’utilisation de géotextiles  aux niveaux exposés à la nappe : épais et de forte porosité, il permet de transporter des débits d’eau notable et donc de drainer les sols ; ce qui protègera les fondations et les parties d’ouvrages enfouies

-

(sous-sol) de la nappe. Ou alors, si les essais nous révèlent la présence du bon sol à moins de 6 m de profondeur, au niveau des bâtiments R+3 et R+7, et à moins de 13.5 m du bâtiment R+7 + 2 sous-sol (si l’on considère une hauteur des sous-sols égale à 3.5 m), les semelles pourront être posées sur du  gros béton  ; dans le cas contraire, l’utilisation de pieux est envisageable.

SENIN Bossoma Audrey 

11

Mini projet de Géotechnique

Conclusion

 Au terme de notre travail, nous pouvons affirmer que notre objectif a été atteint. Certes, le rapport d’étude ici présenté pourrait être accusé de contenir un peu trop de détails, mais il est important de garder en mémoire que notre but était de « proposer » une étude géotechnique au cas présenté. De plus, le manque de résultats concrets à chacune des étapes fut en entrave non négligeable à l ’élaboration d’un rapport précis et succinct. De ce fait, nous avons tenté de d ’élargir au maximum le champ des possibilités qui pourraient s’adapter à notre cas d’étude. Cela nous a d’ailleurs permis d’approfondir et de parfaire nos connaissances théoriques dans le domaine de la géotechnique, et d’améliorer nos capacités d’analyse de synthèse et de rédaction.

SENIN Bossoma Audrey 

12

Mini projet de Géotechnique

Bibliographie/Webographie 

Cours Module Géotechnique-M. Zaher, FSTT, Université Abdelmalek Essaâdi



Géotechnique appliquée au BTP- Pierre Martin, EYROLLES



Mémotech génie civil, J.-M. Destrac, D. Lefaivre, Y. Maldent, S. Vila, CASTEILLA



Règles DTU 13.12 (DTU P11-711) (mars 1988) : Règles pour le calcul des fondations superficielles Erratum (novembre 1988)



Etudes géotechniques-Verseau Développement



Reconnaissances géotechniques-Réseau ferré de France



Cours fondations superficielles CNAM procédés généraux de construction



Recommandation sur la consistance des investigations géotechniques pour la construction de bâtiments-Union syndicale géotechnique



http://www.alpesgeoconseil.com/Nouveau_site/geotechnique/etude-geotechnique/



http://www.construiresamaison.com/terrain/guide-achat/nature-du-sous-sol-etude-de-solet-fondations/comment-determiner-la-nature-du-sol-a2170



http://genie-civile.blogspot.com/2013/04/etude-geotechnique.html

SENIN Bossoma Audrey 

13