Reconnaissance du sol pour l'etudiant

Reconnaissance du sol

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Objectifs
L’apprenant va connaître la première
étape d’une étude de stabilité des pentes «l’établissement de la structure
géologique du site » et le rôle important de l’étude hydrogéologique, il est
également sera présenté aux valeurs indicatives des caractéristiques mécaniques
de quelques sols.

La reconnaissance des sols permet d'appréhender les
problèmes qui peuvent se poser lors de l'étude d'un projet de construction ou
lors de l'expertise de sinistres. La reconnaissance des propriétés d'un terrain
constitue le lien entre la cause d'un sinistre et les remèdes que l'on se
propose de mettre en place.
Il y a sommairement, deux catégories de moyens de reconnaissances qui complètent
les investigations géologiques de surface :
-Les méthodes d’observation du terrain, soit en place, soit à l’aide
d’échantillons (prolongement en profondeur de la géologie de surface) : puits,
tranchées, sondages...
-Les méthodes de mesure "in situ" basées sur la mesure d’une propriété physique
du terrain, dont font parti les essais géophysiques.

[I-U2] 1. Reconnaissance
géologique

C'est l'identification du sol par observation visuelle des différentes couches,
confirmée par l'examen des cartes géologiques. On observe donc pour cela des
puits, galeries ou tranchées qui donne une coupe généralement "fraîche" de sol.
Il est aussi possible d'utiliser des cavités existantes. L'examen des carrières
ou des tranchées, situées à proximité de la zone considérée, donne des
précisions immédiates sur les sous-couches. La reconnaissance peut s'effectuer à
l'aide de sondages dont certains exemples sont décrits au paragraphe de la
reconnaissance géotechnique. Il sera possible d'établir des coupes
prévisionnelles ou même un bloc diagramme qui pourra être confirmé par les
sondages.

[I-U2] 2. Reconnaissance
géophysique

Les méthodes de reconnaissance géophysiques permettent de déterminer la nature
des couches profondes en utilisant par exemple leurs caractéristiques:

- magnétiques
- Prospection électrique
- Prospection sismique
- Prospection gravimétrique

[I-U2] 3. Reconnaissance
géotechnique

[I-U2] 3.1. Essais "in situ"

[I-U2] 3.1.1 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.

[I-U2] 3.1.2. 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.







[I-U2] 3.1.3. Les sondages destructifs

Ils sont destinés à l’acquisition de données. Les paramètres sont enregistrés
soit sur cassettes soit sur diagrammes directement exploitables sur le chantier.
Liste des paramètres non exhaustive:

-la vitesse instantanée d’avancement V.I.A.
-la pression sur l’outil P.O.
-le couple de rotation C.R.
-la pression de frappe P.F.
-le temps
L’appareil permet après étalonnage sur un sondage carotté ou à la tarière et
interprétation des enregistrements, de retrouver et situer avec précision les
différentes couches traversées, de détecter les hétérogénéités à l’intérieur
d’une même couche, de localiser les cavités ou les blocs.

[I-U2] 3.1.4. Les essais à la plaque

Les essais à la plaque consistent à déterminer le déplacement vertical moyen de
la surface du sol située sous une plaque rigide circulaire chargée. Les essais à
la plaque ont essentiellement pour buts :

-soit de mesurer la déformabilité des plateformes de terrassement constituées
par des matériaux dont les plus gros éléments ne dépassent pas 200mm. On utilise
généralement dans ce cas les mesures faites au cours de 2 cycles de chargement
successifs (modules de déformation Ev1 et Ev2)
-soit de contrôler les fonds de fouille de fondations ou d'apporter des éléments
complémentaires sur le comportement d'une fondation (cf. ).

[I-U2] 3.2. Essais de laboratoire

[I-U2] 3.2.1. Teneur en eau naturelle

Elle définit le rapport en % du poids d'eau Ww que le sol contient au poids Wd
de ses éléments secs. L'obtention des éléments secs s'obtient par dessiccation
du sol pendant 24 heures à l'étuve à 105°C.

[I-U2] 3.2.2. Analyse granulométrique

Elle permet de déterminer la distribution dimensionnelle en poids des éléments
d'un matériau. Elle comprend deux opérations:
-tamisage pour les éléments de dimensions supérieures ou égales à 80 m m.
-sédimentométrie pour les éléments de dimensions inférieures à 80 m m.

[I-U2] 3.2.3. 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.

[I-U2] 3.2.4. 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 demi-coquilles, 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 se produit la rupture. L'usage de cet essai est notamment
approprié pour l'étude des glissements de terrain.



[I-U2] 3.2.5. Les essais de compactage

Ils ont pour but d'étudier l'influence de la teneur en eau d'un échantillon de
sol sur le poids volumique sec de cet échantillon soumis à une énergie de
compactage déterminée. Le principe consiste à compacter avec une énergie définie
un échantillon de sol remanié dans un moule normalisé et à mesurer le poids
volumique sec obtenu. L'essai est recommencé pour différentes teneurs en eau. Il
existe deux types d'essai d'usage courant : l'essai Proctor Normal et l'essai
Proctor Modifié


Les résultats se présentent sous la
forme d'une courbe dont en abscisse : la teneur en eau et en ordonnée : le poids
volumique sec. Cette courbe a un maximum dit "Optimum Proctor" normal ou modifié
selon la nature de l'essai. Ce maximum définit la teneur en eau et le poids
volumique max.


[I-U2] 3.2.6. L'essai oedométrique

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).




[I-U2] 4.
Hydrogéologie

Etant donné le rôle primordial que joue l’eau dans les instabilités de pentes,
l’étude hydrogéologique est très importante. Elle a pour but de connaître la
répartition des pressions interstitielles dans le sol, leur évolution dans le
temps et, en prévision de la réalisation d’un drainage, le fonctionnement des
nappes (sens des écoulements, alimentation...). Les techniques utilisées sont la
piézométrie, le repérage des niveaux d’eau dans les puits, les mesures de débits
de sources, le recueil des données météorologiques. Le suivi de ces paramètres
doit se faire pendant une année au minimum, afin de disposer d’une image
représentative des conditions hydrogéologiques du site.

[I-U2] 4.1. Mesure du coefficient de perméabilité k sur le
terrain

Les mesures se font généralement sur le terrain par deux types d'essais.

[I-U2] 4.1.1. L'essai ponctuel

Pour les formations meubles ou peu consolidées, on l'appelle essai Lefranc. Il
est habituellement exécuté en même temps que le sondage. Il consiste à injecter
ou à pomper de l'eau à débit constant Q dans une cavité limitée par la paroi du
sondage et à la partie supérieure par un bouchon étanche. On crée ainsi une
variation de charge dans la cavité. Lorsque le régime d'équilibre est atteint,
on a la relation simple : Q = k.C.h avec C : coefficient qui dépend de la forme
de la cavité. Pour une meilleure précision, on pompe et injecte à plusieurs
débits.

L'essai Lefranc est rapide à réaliser, mais le volume intéressé est faible ( 5 m
autour de la cavité), donc la précision sur la perméabilité est également
faible. Pour obtenir une valeur correcte, il est nécessaire de réaliser de
nombreux essais sur un site pour avoir une valeur moyenne.

Cet essai peut se réaliser également dans les piézomètres

[I-U2] 4.1.2. L'essai de pompage

On réalise un puits de diamètre suffisant pour descendre une pompe ou une
crépine jusqu'au mûr imperméable. Autour de ce puits, on pose des piézomètres.
On pompe à débit constant et l'on suit le rabattement dans le puits et les
piézomètres. On obtient pour chaque piézomètre, une valeur de k (perméabilité)
et S (coefficient d'emmagasinement).

Après l'arrêt du pompage, on enregistre la remonté de la nappe dans les
piézomètres, ce qui permet de calculer la perméabilité du terrain d'une manière
plus facile que la descente.

L'essai de pompage donne une valeur moyenne de la perméabilité dans un volume
très grand. La précision obtenue est de l'ordre de 10%.

[I-U2] 4.2. Mesure du
coefficient de perméabilité en laboratoire

Le coefficient de perméabilité des sols peut être mesuré en laboratoire, sur des
échantillons de petit volume (quelques centaines de centimètres cubes). Ces
essais sont habituellement effectués sur des éprouvettes de sol homogène,
taillées dans les carottes prélevées sur le terrain. La mesure directe de la
perméabilité des sols en laboratoire s’effectue selon deux procédures, dites « à
charge constante » et « à charge variable ». Les essais à charge constante sont
mieux adaptés aux sols de forte perméabilité et les essais à charge variable aux
sols de faible perméabilité.





Ordre de grandeur de
quelques paramètres de résistance et de déformabilité des sols

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[I-U2]
Activités

1-A l'aide de l'essai Oedométrique, nous
pouvons:

-

-

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-

2- Cliquez sur la limite de liquidité

Excellent travail, le mot merci est insuffisant pour notre Expert « bentafat_rachid » jajaka allaho khayran.
Je veux ajouter que pour les reconnaissances géologiques on utilise généralement le levé géologique (cartographie géologique sur terrain) pour connaître tous les terrains existants dans le site étudié et même ses continuités au profondeur, si cette reconnaissance est insuffisante (c’est une reconnaissance superficielle) on utilise les méthodes géophysiques elles peuvent nous donner la constitution des couches au profondeurs, si les résultats sont insuffisants (par fois une valeur de résistivité de terrain présente deux types différents du sol) dans ce cas on utilise les méthodes géotechniques qui sont plus chères (bien sur selon la grandeur de l’ouvrage ; un barrage p. exemple la  nécessite)

OmdaGéo a écrit:Excellent travail, le mot merci est insuffisant pour notre Expert « bentafat_rachid » jajaka allaho khayran.
Je veux ajouter que pour les reconnaissances géologiques on utilise généralement le levé géologique (cartographie géologique sur terrain) pour connaître tous les terrains existants dans le site étudié et même ses continuités au profondeur, si cette reconnaissance est insuffisante (c’est une reconnaissance superficielle) on utilise les méthodes géophysiques elles peuvent nous donner la constitution des couches au profondeurs, si les résultats sont insuffisants (par fois une valeur de résistivité de terrain présente deux types différents du sol) dans ce cas on utilise les méthodes géotechniques qui sont plus chères (bien sur selon la grandeur de l’ouvrage ; un barrage p. exemple la nécessite)

merci beaucoup .en général les labo géotechnique ne sont pas equipés par des moyens pour réaliser un rapport du sol adéquant compatible avec l'ampleur du projet , et l'aspect de la texture du terrain ..................

merci mon frère

HAMA a écrit:merci mon frère

MERCI BEAUCOUP