Rapport Abdel

Introduction

Le but pratique de l’étude géotechnique est de permettre l’adaptation spécifique de spécifique  de l’ouvrage au site, afin de limiter les risques « naturels » et induits, autant que  faire se peut ; il consiste à informer le maître d’ouvrage et les constructeurs de la nature et des comportements du site afin qu’ils puissent définir et justifier les solutions techniques qu’ils devront concevoir, adopter et mettre en oeuvre pour réaliser leur aménagement et/ou leur ouvrage en toute sécurité et à moindre coût. Ce but paraît souvent éloigné des préoccupations de certains géotechniciens qui font ce qu’ils ont l’habitude de faire, une étude stéréotypée quels que soient le   site et l’ouvrage, ce qui entraîne souvent des déconvenues. On pourrait attendre  plus de réalisme des constructeurs; mais en général ils négligent le fait que l’ouvrage doit être adapté au site et que cette adaptation n’est possible que sur la  base d’une bonne étude géotechnique : quand seules les grandes lignes de leur projet sont définies, ils se préoccupent rarement du site avant de prendre des options irréversibles qui se révéleront parfois malencontreuses. Les particularités naturelles du site sont pourtant les seules contraintes qui leurs sont imposées dans leurs moindres détails : ils  peuvent s’en accommoder, pas s’en libérer. s’en libérer. De façon très illogique, on inclue pratiquement toujours le coût de l’adaptation du site au coût de l’ouvrage alors qu’il faudrait normalement l’inclure dans la charge foncière.

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1. Les documents à demander au maitre d’ouvrage  Plan de situation : Un plan de situation est une cartographie qui permet de localiser le terrain du  projet au sein de la commune. Cette pièce vous est demandée afin que le service instructeur puisse identifier le secteur dans lequel s'inscrivent les travaux. Elle permet en outre de relever toutes les caractéristiques du terrain (desserte, équipement, voirie, etc.). En règle générale, le plan de situation est au 1/5 000ème. 

Plan de masse : Un plan de masse est une représentation, sous forme cartographique en vue aérienne, des constructions existantes et des constructions à créer sur le terrain. Le plan de masse doit permettre de vérifier la conformité de votre projet au regard du document d'urbanisme en vigueur au sein de votre commune, en  particulier par rapport aux règles d'implantation, d'accès, de stationnement et de raccordement aux réseaux.

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Plan topographique Le plan topographique consiste en une représentation graphique d’un terrain ou d’un corps de rue avec toutes ses caractéristiques : corps de bâtiments, voirie, réseaux apparents, mobilier urbain et tous autres éléments remarquables.

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Carte géologique et hydrogéologique Une carte géologique est la représentation, sur un fond topographique, des terrains qui affleurent à la surface du sol ou qui ne sont cachés que par une faible épaisseur de formations superficielles récentes dont on ne tient pas compte.

Cette cartes nous permet de : -

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Savoir la nature des roches qui apparaissent a la surface. La présence d’une nappe phréatique Elle permet de situer des endroits favorables pour des constructions, déterminer l'emplacement de matériaux recherché, ou encore situer des gisements naturels.

CPS de travaux Est un document contractuel utilisé pour définir les objectifs de certains marchés de Génie Civil.

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2. Les observations à faire lors de la visite du site L’étude sur documents devra être obligatoirement complétée par un examen visuel des lieux et des contacts ciblés avec les riverains. Cette prise de contact, qui doit déborder le cadre strict de l’emprise, permettra de relever les indications utiles sur la configuration générale du site. On accordera une grande importance au comportement du bâti, des voiries, du terrain naturel … Les caractéristiques morphologiques du site (ex : rupture de pente, déclivité…) feront l’objet d’un examen détaillé. De même, l’examen des fouilles exécutées à proximité pourra donner des indications utiles sur les caractéristiques des terrains, leur stabilité et sur la présence d’eau. La profondeur de la nappe phréatique pourra être évaluée par le géotechnicien à partir du recensement des puits existants dans le voisinage. La nature du peuplement végétal pourra également renseigner sur l’humidité relative des sols.

3. Programme de reconnaissance géotechnique Les reconnaissances géotechniques consistent diagnostiquer le sol et le soussol avec des outils mécaniques de sondage (carotté ). Pour dimensionner des fondations ou assurer la stabilité des ouvrages, il est indispensable de connaître la structure et la nature du sol et du sous-sol on réalise une série de carottage pour chaque 400 m², alors il faut prévoir 125 essais de 15 m de profondeur avec une moyenne de 25 essais par jours. Les objectifs de la reconnaissance géotechnique sera de déterminer toutes les caractéristiques nécessaires à l’étude de la stabilité des digues au grand glissement et au poinçonnement : - Poids volumique du sol en place (γh) - Pois volumique du sol déjaugé ( γ’) - Angle de frottement interne effectif (ϕ’) - Cohésion apparente non drainée (Cu)

4. Programme d’essais à réaliser a. Les essais in situ 

essais pressiométrique Menard: Le pressiomètre utilisé in-situ est un pressiomètre de type Ménard dont l’appareillage et l’usage sont détaillés dans la norme française NF P 94-110. L’essai pressiomètrique  consiste à descendre, à une profondeur donnée, une sonde cylindrique gonflable dans un forage soigneusement calibré. On mesure ainsi la résistance du sol vis à vis de la contrainte horizontale appliquée par la sonde sur les parois du forage. Les variations de volume du sol sont mesurées en 3

fonction de la pression radiale appliquée selon un pas de chargement conditionné  par la lithologie des terrains rencontrés. Trois caractéristiques du sol sont ainsi déduites : - Le module pressiométrique EM qui définit le comportement pseudo-élastique du sol. - La pression limite Pl qui caractérise la résistance de rupture du sol. -La pression de fluage Pf qui délimite les comportements pseudo-élastique et  plastique du sol. 

Le pénétromètre dynamique

Il permet la détermination de la résistance mécanique d’un sol. Une pointe métallique portée par un train de tiges pénètre dans le sol par battage successif. On mesure ensuite à intervalles d’enfoncement régulier, l’énergie nécessaire correspondante. 

Le pénétromètre statique :

Il permet d’enfoncer, à vitesse lente et constante (0,5 à 2 cm par seconde) des tiges munies d’une pointe à leur extrémité. Il est conçu pour mesurer le frottement latéral sur les tubes extérieurs qui entourent la tige centrale et les efforts sous la pointe. Pour prévenir tout risque de tassement différentiel, le pénétromètre statique est utilisé pour le contrôle du compactage de couches de remblais

b. Les essais de laboratoire 

 Les limites d’Atterberg 

Ce sont des paramètres géotechniques destinés à identifier un sol et à caractériser son état au moyen de son indice de consistance. Par définition, les limites d’Atterberg (limites de liquidité et de plasticité) sont les teneurs en eau pondérales correspondantes à des états particuliers d’un sol. Elles visent à déterminer le domaine hydrique dans lequel un sol argileux a un comportement plastique. 

Les essais de cisaillement  La boîte de Casagrande est constituée de deux demi-coquilles sur lesquelles on exerce perpendiculairement au plan de jonction des deux demicoquilles, une pression. L'échantillon, comprimé subit une compaction, c'est à dire qu'il perd une certaine proportion d'eau. L'une des deux coquilles étant fixe, on exerce alors une pression latérale, tendant à faire glisser l'autre parallèlement à leur séparation. En augmentant  progressivement cette contrainte, on constate que la résistance de l'échantillon croît, passe par un maximum, puis décroît jusqu'au moment où

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se produit la rupture. L'usage de cet essai est notamment approprié pour l'étude des glissements de terrain. 

L'essai oedométri que Un échantillon de sol est placé dans une boîte cylindrique rigide de section circulaire entre deux pierres poreuses assurant son drainage. Un piston  permet d'appliquer sur l'échantillon une contrainte verticale uniforme constante pendant un temps déterminé. on peut établir des courbes de compressibilité (indice des vides en fonction de la contrainte) et de consolidation (variation relative de tassement en fonction du logarithme du temps).

5. Détermination de la contrainte de calcul q La détermination de la contrainte de calcul peut soit être déduite de l'expérience, soit être déterminée par le calcul à partir desrésultats d'essais de sol.

 5.1 Contrainte de calcul déduite de l'expérience La contrainte de calcul q peut être déduite de l'expérience acquise sur des réalisations existantes voisines pour un sol et unouvrage donnés . A titre indicatif, le tableau ci-après donne l'ordre de grandeur des contraintes de calcul q admises en fonction de la nature du sol,en l'absence de tout problème particulier.

 5.2 Contrainte de calcul déduite à partir de la contrainte ultime La contrainte limite ultime,notée  ,est déterminée à partir des caractéristiques du sol sur lequel elle repose .

  est déterminée à partir : -

D’essais en laboratoire D’essais pénétrométriques D’essais pressiométriques 5

 5.2.1 Détermination de   à partir de des essais en laboratoire L’essai à la boite de cisaillement ou l’essai triaxial permettent de déterminé l’angle de frottement interne φ et la cohésion C d’un sol.la contrainte limite ultime, pour une semelle de largeur B soumise à une charge centrée verticale, est déterminé avec la formule suivante :  

 

                     



 ,  ,   sont les coefficients de forme de la semelle  ,  ,  sont des paramétres fonction de φ C : cohésion du sol Φ angle de frottement interne du sol γ : poids volumique du sol cette formule comporte 3 termes : Le premier terme est appelé : terme de surface ; il est proportionnel à B Le deuxième terme est appelé : terme de profondeur ; il est proportionnel à D Le troisième terme est appelé : terme de cohésion ; il est proportionnel à C

Pour une semelle filante ,       ; la formule [1] devient donc :  

 

               

Pour une semelle isolée :

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 5.2.2 Détermination de   à partir des essais pénétrométriques Les essais pénétrometriques permettent de déterminer   un effort de pointe noté  ou  selon le type de pénétrométre.

a. Détermination de  à partir de l’essai au pénétrométre statique Pour une semelle de largeur B soumise à une charge centrée verticale et d’encastrement D,la valeur de la contrainte limite ultime est :          :facteur de portance qui dépend des dimensions de la semelle,de la nature du sol,et de l’encastrement D.  : résistance de pointe équivalente   : Coefficient minorateur tenant compte de l’inclinaison de lacharge sur la semelle

b. Détermination de  à partir de l’essai au pénétrométre dynamique Pour une semelle de largeur B soumise à une charge concentrée verticale et d’encastrement D,la valeur de la contrainte limite ultime est :  

 

 5.2.3 Détermination de  à partir de l’essai pressiométrique L’essai de pressiométrique permet de déterminer une pression limite nette  Pour une semelle de largeur B soumise à une charge. centrée verticale et d’encastrement D ,la valeur de la contrainte limite ultime est :

       7

 : facteur de portance qui dépend des dimensions de la semelle,de la nature du sol,et de l’encastrement D.

 pression limite nette équivalente ( écrêtage des valeurs nettes)

Conclusion : à partir de la contrainte limite ultime,on déduit la contrainte de calcul   qui  permettra de justifier le dimensionnement de la semelle de fondation. En général :  

 

6. Des recommandations à l’attention de l’entreprise chargée des travaux de terrassement et de construction. 6 .1 Recommandation 

 

L’entreprise est amenée à nettoyer les fonds de fouilles avant tout coulage de  béton En cas de différence de niveau, le rattrapage sera assuré par le Gros-béton selon les règles de l’art. Il est vivement recommandé de faire appel à LPEE lors de l’achèvement des travaux de terrassement afin de s’assurer de la conformité des sols rencontrés et  pour toute éventuelles recommandation.

6.2 Travaux de terrassement 



La réalisation des fouilles de terrassements s’effectueront à l’aide : D’outils classiques tels que pelles-pioches ou pelles mécaniques dans les formations meubles de surface. Des moyens pneumatiques pour traverser les Grès et schistes en profondeur en cas de besoin.

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Conclusion

Ce projet a été une opportunité pour moi de concrétiser et de manipuler les connaissances que nous avons acquis le long de cette semestre dans le module géotechnique, telle que les différentes essais (in situ, laboratoires …) et aussi une occasion d’enrichir nos connaissances et affronter les difficultés réel lors d’une résolution d’un projet,

d’acquérir la flexibilité nécessaire pour développer la

capacité de projection de nos connaissances sur le projet étudier.

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