Essai Pressiométrique [PDF]

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Essai pressiométrique : Principe et objectif de l’essai : Le procédé consiste à introduire dans le sol, une sonde cylindrique dilatable. Cette sonde est reliée à un appareil de mesure pression-volume, appelé Contrôleur Pression Volume (CPV), situé à la surface du sol. L'essai permet d'obtenir une courbe "pression appliquée-volume injecté", représentative de la relation contrainte-déformation jusqu’à la rupture du sol en place. Pour cela on injecte de l’eau sous pression dans la sonde de mesure qui vient déformer le sol. Le volume injecté et la pression appliquée sont mesurés. Le volume d'eau injecté nous renseigne sur la déformation du sol, et la pression de l'eau nous renseigne sur la contrainte reprise par le sol. L'exploitation des résultats permettra de connaître deux caractéristiques pressiométriques importantes du sol que l'on utilise pour le calcul de la capacité portante du sol. Trois caractéristiques du sol sont notamment 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 définit la limite entre le comportement pseudo-élastique et l'état plastique.

 

Exploitation des résultats:  Courbe pressiométrique : C’est la représentation de V = f(p) et prend donc en compte la pression réellement appliquée au sol. On repère sur cette courbe les points A (PA ; VA) et B (PB ; VB) marquant les limites inférieures et supérieures de la partie linéaire (pseudo-élastique, voir la figure cidessous) A partir de cette courbe trois phases sont identifiables: • partie OA: phase de mise en contact de la sonde avec le sol, • partie AB: phase pseudo-élastique, • parte BC: phase de grandes déformations et de développement de la rupture.  Calcul du module pressiométrique EM (à partir de la phase pseudo-élastique) :

V  VB   pB  p A  p    k . EM  21   .V0  A . 2   VB  VA  V 

Avec V0

: Volume de la cellule centrale au repos (593 cm3 pour une cellule de 58 mm) ;

PA ,VA

: Pression et volume à l’origine de la phase pseudo-élastique ;

PB ,VB

: Pression et volume à l’extrémité de la phase pseudo-élastique ;



: Coefficient de Poisson du sol (par défaut = 0,33) ;

K

: Constante géométrique de la sonde ; 1

Les résultats sont présentés en fonction de la profondeur et sous forme de tableau synoptique comme suit :

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Les limites d’Atterberg : Les limites d'Atterberg sont des teneurs en eau caractéristiques des sols fins permettant entre autre d'établir leur classification et d'évaluer leur consistance. Ces valeurs de teneurs en eau permettent de caractériser également les différents états des sols : liquide, plastique, solide. Les limites d'Atterberg comprennent : La limite de liquidité WL ; La limite de plasticité WP; La limite de retrait WR.  Limite de liquidité WL : La limite de liquidité correspond à la teneur en eau qui caractérise le passage de l'état liquide à l'état plastique du mortier de sol utilisé pour les limites d'Atterberg. Il existe deux méthodes pour définir la teneur en eau correspondant à la limite de liquidité : 

L’essai à la coupelle de Casagrande



L’essai au cône de pénétration

 Limite de plasticité WP : La limite de plasticité est définit déterminé comme suit : 

Le matériau est roulé sous la forme d'un petit rouleau plein (ou boudin) d'environ 3 mm de diamètre.



Ce boudin est progressivement asséché en frottant le matériau entre la plaque de marbre et un patin poreux (souvent en bois).



Lorsque le rouleau n'est plus plastique, il devient alors cassant. L'essai est arrêté car la teneur en eau à ce moment correspond à la limite de plasticité.

 Indice de plasticité : IP= WL- WP

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L’analyse granulométrique : But de l’essai : 

Déterminer les dimensions des grains ;



Déterminer les proportions de grains de même dimension pondéral ;



En déduire le Module de finesse(sable).

Principe de l’essai : 

L'essai consiste à fractionner au moyen d'une série de Tamis un matériau en plusieurs classes granulaires de tailles décroissantes ;



Les dimensions nominales d’ouverture des tamis et le nombre de tamis sont choisis en fonction de la nature de l’échantillon, de la précision attendue et de l’objectif recherché ;



Les masses des différents refus ou celle des tamisats sont rapportées à la masse initiale sèche du matériau.les pourcentages ainsi obtenu sont exploités sous forme numérique ou sous forme graphique (courbe granulométrique).

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Aperçu général sur le gonflement : Le gonflement de certains sols ou de certaines roches sédimentaires constitue un phénomène très important en géotechnique car il est à l’origine de nombreux dommages pour les ouvrages en surface et souterrains. Ce terme de gonflement est utilisé pour dire que le volume du sol augmente lorsqu’il absorbe de l’eau. Ce sol est subi ensuite un retrait (diminution de volume) lorsque sa teneur en eau diminue. Dans les pays de climat sec, l’accent est mis sur le gonflement, mais dans les pays dont le climat est humide c’est sur le retrait que l’on insiste, Donc les études sur le gonflement ne devraient pas être séparées de celles sur le retrait.

 Facteurs intervenant dans le phénomène retrait-gonflement L’apparition du phénomène de retrait-gonflement dans la nature requiert plusieurs facteurs qui sont liés aux : 

caractéristiques du sol (nature, géométrie, hétérogénéité)



facteurs climatiques (amplitude et surtout durée des périodes de déficit pluviométrique…) ;



facteurs d’environnement tel que : ** La végétation ; ** La topographie (pente) ** La présence d’eaux souterraines (nappe, sources…) ** L’exposition (influence sur l’amplitude des phénomènes de vaporisation).

 Comportement des bâtiments et ouvrages d’art lors du gonflement du sol Qu’il s’agisse d’un cas de gonflement ou de tassement la déformation du sol de fondation, principalement en fonction du niveau de rigidité de l’ouvrage porté peut prendre deux aspect à savoir :  Une déformation du type flexion : l’ouvrage déformé présente une face comprimée et une tendue caractérisée par des fissures de traction

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 Une déformation du type cisaillement ou les fissures sont généralement orienté à 45degré

 Choix d’une solution Il existe plusieurs solutions pour lutter contre, pour diminuer ou pour minimiser les effets du gonflement du sol sur les ouvrages : 

Solutions visant la stabilité des sols gonflants : Par l’ajout des liants additifs à savoir : **chaux ** Ciment **Cendres volants **Pouzzolanes



Solutions liées à la structure :

 Fondations superficielles sur remblai partiel avec un vide sanitaire  Dalle radier  Fondation profondes (puits ou pieux)

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