Essais géotechniques Le sous-sol est caractérisé par des paramètres qu’il faudra nécessairement aller mesurer sur le site et en profondeur. Sans oublier l’intérêt que recèle l’observation de l’environnement du site, ce sera le domaine du sondage examen des sols destinée à fournir le maximum d’information, du forage obtention d’un trou pseudo cylindrique destiné à être instrumenté, de l’essai in situ essai mécanique, hydrogéologique etc... pratiqué sur le site, de l’essai de laboratoire après prélèvement d’échantillons intacts ou remaniés. La nature des sols et leur répartition est la première donnée qu’il faut recueillir pour caractériser un sous-sol. Diverses méthodes peuvent être ainsi employées creusement d’une fouille à l’aide d’un engin mécanique avec description, en descendant, des matériaux et des structures traversées. Sondage du sous-sol à l’aide d’une vis sans fin enfoncée par simple rotation. L’outil, à la base de la vis, est adapté à la dureté du sol creusé. Les matériaux remaniés sont sortis, sous vitesse rapide, au fur et à mesure du sondage, ou, sous vitesse lente, à la fin du sondage sur la tarière. sondage, à l’aide d’un outil désagrégateur voir la page sondage-forages Essais En complément des forages/sondages géologiques, la caractérisation du sous-sol doit se poursuivre par la connaissance des paramètres mécaniques. Ceux-ci sont multiples et les moyens de les atteindre tout autant. Certains d’entre eux sont mesurables par des essais de laboratoire, d’autres par des essais in situ. Dans ce domaine, comme dans beaucoup d’autres, la mécanique des sols ne possède pas de grandeur caractéristique puisque les matériaux testés sont éminemment hétérogènes. Il s’en suit que les paramètres de caractérisation et les moyens de les obtenir sont très étendus. Cependant, deux types d’essais sont très utilisés en France, et sont retenus dans les calculs de dimensionnement. Régis par les EUROCODE 7, ils sont l’essai pressiométrique ; l’essai pénétrométrique statique. Seuls ces 2 essais sont retenus pour le dimensionnement des fondations et des ouvrages géotechniques selon l’EUROCODE 7. Nous rappelons donc que l’essai au pénétromètre dynamique de type A ou B ne permet plus de calculer des fondations. L'essai pressiométrique L’essai pressiométrique Ménard du nom de son inventeur en 1955 est régi par deux normes NF P 94-110-1 de Janvier 2000 pour l’essai sans cycle ; NF P 94-110-2 de Décembre 1999 pour l’essai avec cycle. Suivant les types de sols à tester, l’introduction de la sonde pourra se faire soit par forage préalable, soit directement. Le choix est dicté par norme. Il est très important, pour la représentativité de l’essai, que le géotechnicien suive ces prescriptions. Dans la plupart des cas, un non respect se traduira par un forage mal calibré et donc par des résultats inférieurs à la réalité, d’où un surcoût pour la construction. Dans d’autres cas, plus rares, mais liés au battage ou au vibrofonçage d’un tube ou de la sonde avec tube lanterné, les sols sont bonifiés vases et argiles molles, argiles quelque soit leur compacité, limons, sables lâches et les résultats pressiométriques seront supérieurs à la réalité. D’où un risque pour la construction. De façon à ce que le calibrage du forage ne soit pas altéré par l’action mécanique de l’outil ou par la mauvaise tenue à moyen terme des parois du forage, la norme limite la longueur maximale de la passe avant essai en fonction du type de sol. Le dépouillement de l’essai pressiométrique permet de déterminer 3 grandeurs en MPa la pression de fluage, Pf, marque la séparation entre les domaines pseudo-élastique et plastique ; la pression limite de rupture, Pl, caractérise le sol vis-à-vis de la résistance. Elle permettra le calcul des contraintes et forces portantes ; le module de déformation pressiométrique, EM, traduit la compressibilité du matériau. Il entrera dans l’estimation des tassements. L'éssai pénétrométrique statique Il consiste à enfoncer dans le sol, à vitesse constante, une pointe terminée par un cône. Celle-ci permet de mesurer une résistance de pointe et, éventuellement, un frottement latéral. Il est aussi dénommé CPT. Cet essai est régi par la norme NF P 94-113 “ Essai de pénétration statique ”. mise en œuvre La pointe est enfoncée par l’intermédiaire d’un train de tiges métalliques par un vérin. Celui-ci sollicite une réaction pondérale camion ou de la traction dans des vis fichées dans le sol. Pour passer des bancs durs, certains appareils sont équipés d’un système dynamique. L’utilisation de celui-ci ne fournit pas d’informations mécaniques quantitatives. Les résultats Ils sont présentés sous forme de graphique en fonction de la profondeur atteinte par la pointe. Les paramètres sont la résistance à la pénétration du cône qc exprimée en Mpa dite résistance de pointe ; le frottement latéral unitaire sur la manchon fs en kPa ; le rapport de frottement Rf = fs/qc en %. Intérêts Rapide de mise en œuvre, peu coûteux. Fiable et capable de détecter de petites discontinuités. Limitations C’est un essai mécanique qui ne renseigne pas sur la nature du matériau même si des approches tentent de le faire. Il est nécessairement couplé avec des sondages déterminant la lithologie dont, en particulier, les sondages carottés. Il ne renseigne que très peu sur la compressibilité des sols. On peut cependant approcher les tassements par des corrélations établies par certains auteurs mais ils resteront très peu précis.