Rapport de stage

REMERCIEMENT :

Avant tout développement sur cette expérience ,il me semble opportun de suivre

la tradition et commencer ce rapport de stage par des remerciements.

Je tiens à remercier tout d’abord Mr. CHERKAOUI Directeur du LPEE

Agadir pour m’avoir permis d’effectuer ce stage au sein du laboratoire.

Mes remerciements les plus sincères s’adressent aux Mr.ABDELGHAFFAR et

Mr.HAKKOUNI pour leur disponibilité,leur patience et leur savoir faire et tout le

temps qu’ils m’ont accordé durant ce mois .

Enfin, je tiens à remercier et témoigner toute ma reconnaissance à tout le

personnel du laboratoire qui ont participé de différentes façons à la réussite de mon

stage .

1ère Chapitre :

Rapport de stage

LPEE  Apérçu général et

organisation:

1. Introduction :

Rapport de stage

Le Laboratoire Public d'Essais et d'Etudes (LPEE) dont la genèse remonte à 1947, est

une entreprise publique au statut juridique actuel de société anonyme.Actuellement le 

LPEE offre des prestations de services dans les différents domaines du bâtiment et

génie civil, de l’environnement, de l’hydraulique et des industries associées. Ses

prestations couvrent aussi tout le cycle de vie des ouvrages de génie civil et des

produits qui leur sont liés : conception, étude, essais, suivi et assistance, conseil et

expertise.

Le LPEE dispose de trois atouts qui font de lui le pionnier dans son domaine

d’intervention :

Un capital cognitif accumulé durant plus de 60 ans lui permettant de

développer des synergies de maintenabilité, de mutualisation, de scalabilité et

de résilience;

Un capital humain pluridisciplinaire et de haut niveau technique avec un taux

d’encadrement dépassant 30%;

Des équipements et des instruments de mesure de pointe à sa mesure et sur

mesure des besoins des clients

Au niveau de la région d’Agadir et la Zone Sud généralement, le LPEE CTR

SUD participe à l’extension du secteur de BTP. Il fournit aux constructeurs et

professionnels l’assistance et le conseil pour la conception et la réalisation des projets

et les accompagnent pendant toutes les phases du chantier. Ainsi il est un carrefour

incontournable pour tous les intervenants dans le secteur de Génie Civil.

Le CTR SUD se dispose d’un laboratoire régional de Laâyoune qui couvre

essentiellement les activités du LPEE dans les provinces sahariennes.

Ces deux entités sont structurées et dotées des équipements nécessaires pour répondre

à toute prestation demandée toute en offrant un service de qualité dans les domaines

suivants :

Géotechnique et mécanique des sols .

Rapport de stage

Matériaux de construction et structures .

Infrastructures de transport .

Bâtiment et complexes industriels .

Ouvrages d’art.

2. Organisation

2.1. Au niveau national

L’organisation générale du Laboratoire publique d’essais et d’études se fait comme

suit :

DLRH : Direction de la logistique et des ressources humaines

DRD : Direction Recherche et développement

DF : Direction financière

Direction générale DSI : Direction des systèmes d’information

ACS : Audit, conseil, suivi

CFD : Centre de formation, documentation, coopération et d’animation

CMTC : Centre des materiaux et techniques de construction

DQ : Direction de la qualité

LNM : Laboratoire National de Métrologie

CSTC : Centre scientifique et technique de construction

CERIT : Centre d’études et de recherches des infrastructures de transport

CEGT : Centre expérimental des grands travaux

CES : Centre expérimentale des sols

CEEE : Centre d’essais et d’études électriques

CEH : Centre expérimental de l’hydraulique

CEMGI : Centre expérimental des matériaux et de génie

Station expérimental de Casablanca

Rapport de stage

Au niveau des régions et des villes marocaines, le LPEE y est présent par des centres

techniques régionaux, des laboratoires régionaux et des laboratoires provinciaux dans

les villes suivantes : Oujda, Nador, Al-Hoceima, Tanger, Larache, Tétouan, Fès, Taza,

Meknès, Kenitra, Rabat, Marrakech, Ouarzazate, Safi, Béni-Mellal, El-Jadida, Agadir

et Laâyoune.

2.2. Au niveau du CTR SUD

Le CTR SUD comporte principalement trois divisions et deux services

à savoir :

Division laboratoire provinciale de Laâyoune ;

Divisions Bâtiment et Ouvrages d’art ;

Division Infrastructure de transport ;

Service des affaires administratives, financières et de la

logistique ;

Service laboratoire et intervention externe.

ORGANIGRAMME DE LPEE:

Rapport de stage

Rapport de stage

2ème Chapitre 

Les outils de la reconnaissance géotechnique

du sol:

1. Introduction :

Rapport de stage

Pour tout ouvrage une reconnaissance géotechnique, préalable à la conception et

à la construction, est recommandée dont les résultats doivent être pris en compte. Ils

influent sur le parti retenu.La reconnaissance géotechnique a pour objet d'identifier les

sols sous et au voisinage immédiat de l'ouvrage et d'en quantifier certains paramètres

de comportement. Elle est menée jusqu'à une profondeur qui dépend des dimensions

en place de l'ouvrage, ainsi que de l'importance relative des contraintes appliquées au

sol à différents niveaux, par rapport à celles dues à la gravité préexistante à ces

mêmes niveaux.Les moyens de reconnaissance sont divisés en deux catégories

principales :

1ère catégorie : les méthodes d’observation du terrain soit en place, soit à l’aide

d’échantillons, peuvent être considérées comme le prolongement en profondeur de la

géologie de surface.

2ème catégorie : les méthodes de mesure in situ qui sont basées sur la mesure des

propriétés physiques qui peuvent être mécaniques, électriques, hydrauliques etc d’un

terrain.

A la première catégorie appartiennent les tranchées, puits, galeries et sondages de

reconnaissance. A la seconde, les essais géophysiques, mécaniques et hydrauliques.

Par rapport aux essais de laboratoire, les essais in situ présentent un certain nombre

d’avantage :

Coût moins élevé. Remaniement du terrain généralement moindre.

Cependant ne peuvent se substituer entièrement aux essais de laboratoire qui restent irremplaçables pour le calcul précis des fondations ou des ouvrages souterrains.

Rapport de stage

2. Les méthodes d’observation du terrain :

2.1. Les tranchées et les puits:

Cette méthode, la plus ancienne, est celle qui permet le mieux de «voir» les terrains en

place et de faire des prélèvements de gros échantillons et des essais directs sur la

roche en place.

Les travaux sont réalisés à la main en blindant les parois par des coffrages en bois ou

métalliques. A partir des puits on peut creuser des galeries dans les zones les plus

dangereuses, en particulier dans les régions qui recèlent de nombreuses carrières.

Leurs objectifs sont généralement multiples :

Recherche d’un substratum imperméable sous une couverture peu épaisse.

Levé d’une coupe géologique détaillée.

Prélèvement d’échantillons pour identification et essais mécaniques.

Les avantages de ce type de reconnaissance sont nombreux :

Elles conviennent à tous les cas et peuvent être réalisées n’importe où.

Si la mécanisation est possible, la rapidité d’exécution est grande

La souplesse d’emploi est considérable.

Le creusement de ces ouvrages et leurs tenues dans le temps fournit des

informations précieuses pour les travaux ultérieurs.

Leurs inconvénients sont liés surtout :

A la cohésion insuffisante du terrain qui peut imposer un soutènement

(augmentation du délai d’exécution et du coût).

A la présence à faible profondeur d’une nappe phréatique.

Malgré ces défauts, le domaine d’application reste vaste particulièrement les cas ou

les couches superficielles se trouve impliquées, tels que :

Etudes de fondations.

Recherche de matériaux meubles.

Etude des sites de barrages, etc.

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2.2. Les sondages mécaniques :

La gamme des moyens de sondage mécanique est très étendue, qu’il s’agisse de

la puissance des appareils, du mode de perforation, des diamètres employés, des

profondeurs atteintes. Si les sondes pétrolières permettent le forage à plusieurs

milliers de mètres de profondeur, les performances des machines utilisées en génie

civil sont plus modestes, puisque la quasi-totalité des reconnaissances géotechniques

n’intéressent que les profondeurs comprise entre 0 et 100 m ; les investigations de 100

à 300 m sont rares ; enfin ce n’est qu’exceptionnellement que des projets nécessitent

des forages profonds.

D’une façon générale, les sondages mécaniques ont un double but :

Géologique : car le sondage permet de compléter la reconnaissance géologique du sous sol, qui sera exprimée par une coupe géologique détaillée. Pour cette raison, le prélèvement des échantillons se fait le plus souvent en continu afin de disposer d’une coupe sans lacune.Géotechnique : car le sondage est un moyen d’accès au sous sol pour le

prélèvement d’échantillons intacts destinés au laboratoire et pour l’exécution d’essai

in situ, hydrauliques ou mécaniques.

2.2.1. Sondage à la tarière et au battage :

Ces méthodes ne fournissent pas de carottes mais des débris (ou «cuttings») remontés

à la surface avec la boue de forage. Elles viennent en général en complément des

sondages rotatifs carottés. Les avantages reposent sur leur rapidité d’exécution, leur

économie et l’utilisation de diamètres plus gros.

Sondage à la tarière :

Ils sont utilisés dans les terrains meubles ou peu résistants dépourvus de gros éléments

rocheux.

La tarière est une vrille montée sur une machine du type sondeuse rotative avec tête

d’entraînement mobile sur glissière qui transmet une vitesse de rotation faible et un

couple élevé.C’est une méthode très rapide et économique qui donne une bonne idée

de l’épaisseur des couches traversées par examen des débris remontés.

Rapport de stage

Ce sondage, souvent couplé à un sondage carotté, permet de traverser rapidement les

couches correspondant au futur terrassement avant d’atteindre le terrain à étudier où

l’on veut exécuter des prélèvements d’échantillons intacts.

Sondage par battage :Cette méthode est la plus courante en terrain meuble, sec ou saturé. Un tubage

métallique est enfoncé dans le sol par battage à l’aide d’un mouton, la colonne de

sédiment ainsi isolée à l’intérieur du tube est extraite à l’aide d’un outil adapté.

2.2. 2 Les sondages rotatifs carottés :

Ils sont utilisés pour le prélèvement d’échantillons dans les terrains durs. Leur point faible est

le terrain incohérent, dans lequel l’échantillonnage complet est impossible.

Principe

Ces sondages consistent à exécuter un «trou» dans le sol à l’aide d’un tube en

rotation muni à sa base d’un outil coupant (couronne) et à remonter ensuite avec précautions

des échantillons (carottes) les moins remaniés possible pour l’étude en laboratoire.

Le matériel

a) Le train de tigesPar l’intermédiaire d’un train de tiges, la machine transmet à l’outil un effort de poussée

vertical etun couple de rotation.

Il est formé d’éléments de 2 à 3 m de longueur permettant de descendre à de grandes

profondeurs.

b) Le carottier

schéma d’un carottier

C’est l’élément important car la qualité du sondage et des échantillons dépend en grande

partie de lui. Il en existe de nombreuses sortes.

Dans les carottiers simples l’échantillon est en contact direct avec le tube perforateur.

Pour éviter que la carotte ne soit en contact avec la partie mobile et ne soit détériorée par l’eau

de perforation on utilise un carottier double qui possède un tube.

Rapport de stage

c) La couronne

Elle est composée d’un matériau dur (généralement en diamant); il est très important de la

choisir en fonction du terrain pour éviter une usure prématurée et obtenir un bon rendement; il

peut même être avantageux de changer de couronne en cours de forage.

Les résultats 

Les échantillons recueillis par le carottier prennent place dans une caisse à carotte dès

leur remontée à leur surface. Les échantillons intacts destinés aux essais en laboratoire seront

enveloppés pour éviter une altération pendant le transport. Le sondeur doit indiquer

clairement toutes les indications nécessaires: le numéro du sondage, les coordonnées du lieu

de forage, le mode d’exécution, les caractéristiques de l’appareil, la profondeur de tous les

éléments prélevés et le pourcentage de carottage à cause du remaniement toujours possible

(c’est le rapport de la longueur de la carotte sur la longueur du trou de forage), De plus, une

coupe du terrain sera exécutée, regroupant les différentes observations effectuées pendant

l’opération: vitesse de forage, zones d’éboulements, vides ou carrières, passages de perte en

eau, niveau de la nappe, résultats d’essais géotechniques «in situ».

3. Les essais in situ :

3.1. Essai préssiométrique :

Domaine d’application

L'essai pressiométrique peut être réalisé dans tous les types de sols saturés ou non, y

compris dans le rocher (avec plus d’incertitude) et les remblais.

Principe de l'essai :

L'essai pressiométrique consiste à dilater radialement dans le sol une sonde cylindrique et

à déterminer la relation entre la pression p appliquée sur le sol et le déplacement de la paroi de

la sonde (Fig.1)

Rapport de stage

figure1 : Schéma d'un sondage pressiométrique

Appareillage :

Il comprend un contrôleur pression-volume appelé CPV, des tubulures et une sonde 

Contrôleur pression-volume CPV :

Il est rempli d'eau et connecté à la sonde de mesure par des tubulures coaxiales en rilsan. Il

permet d'envoyer l'eau, jusqu'à une pression d'au moins 5 MPa d'un gaz comprimé et de

mesurer le volume par un tube gradué .

Sondes Les plus utilisées sont les sondes AX de 44 mm et BX de 58 mm. La division en trois cellules,

deux cellules de garde entourant la cellule de mesure, permet d'assurer une déformation

cylindrique plane de cette dernière. On distingue les sondes à gaine souple, des sondes avec

tubes fendus.

L’enregistreur

Rapport de stage

L’enregistreur est obligatoire, il est équipé d’une horloge interne, d’une imprimante et d’un

support d’enregistrement qui peut être relu par un ordinateur.

Réalisation du sondage pressiométrique :

Il comporte les deux opérations suivantes :

- Un forage destructif, opération la plus délicate, de la qualité du forage dépend la

fiabilité des résultats ;

- La réalisation de l'essai lui-même : essai pressiométrique .

Forage pressiométrique Deux techniques peuvent être employées :

- Le forage préalable (tableau 1) avec enregistrement des paramètres de forage

- L’introduction par battage de la sonde placée dans un tube fendu.

Tableau 1 : Méthodes de réalisation des forages pressiométriques

R recommandéO Toléré- Non toléré Inadapté* Vitesse de rotation < 60 tr/min, et diamètre de l'outil inférieur ou égal à 1,15d+ Eventuellement forage préalable en petit diamètre (dt<ds)° Injection avec boue (pression < 500kPa - débit < 15 l/min) si rotation = pression sur outil < 200kPa** Avec dispositions particulièresTAM Tarière à mainT. IN. Tarière avec injection de boue de forageTHC Tarière hélicoïdales continue à secO. DG. Outil désagrégateur

Rapport de stage

ROTOP RotopercussionIN Avec injection de boueBAT. BattageCPMF Carottier à parois minces foncéTF Tube fenduCAR. CarottierTFEM Tube fendu avec enlèvement simultané des matériauxVBF Vibrofonçage

Essai pressiométrique :

On fait généralement un essai tous les mètres, mais ce n’est pas évidemment une

obligation.L'essai consiste à appliquer progressivement par palier, une pression

uniforme sur la paroi du forage et à mesurer l'expansion de la sonde V en fonction de

la pression appliquée p (Fig.1). Il permet d'obtenir le module pressiométrique EM, la

pression limite Pl , la pression de fluage Pf et la pression de contact avec

le terrain P1 La pression pr mesurée au CPV est augmentée progressivement par

paliers de pression de pas constants et au plus égaux à une valeur de l'ordre du

dixième de la pression limite estimée.

Chaque pression est maintenue constante dans les cellules de mesure et de garde

pendant 60 secondes. A chaque palier, on visualise et on enregistre la pression

appliquée et le volume injecté dans la sonde à 1,15, 30 et 60 secondes.

L'essai peut être considéré comme terminé s’il comporte au moins huit paliers et si

une des conditions est satisfaite.

la pression pr de 5MPa est atteinte

le volume de liquide injecté dans la cellule centrale est d’au moins 600cm3

pour les sondes standards.

au moins trois paliers au-delà de la pression de fluage

au moins quatre paliers avant cette pression de fluage.

Rapport de stage

Figure 2 :Courbe pressiométrique brute en fin de palier

Courbe pressiométrique corrigée :

Les valeurs de pression pr lues au manomètre et de volume Vr lues au CPV sont

corrigées et permettent de tracer la courbe pressiométrique corrigée .Pour les

pressions, la pression réelle P appliquée par la cellule centrale au sol est égale à :

p = pr + ph - pe)

• ph : la pression hydrostatique au niveau de la cellule centrale

• pc : résistance propre de l'ensemble membrane-gaine et éventuellement du tube

lanterné, pour un volume donné.

Détermination du module pressiométrique Ménard EM

Le module pressiométrique EM est déterminé dans la plage pseudo-élastique.Il est

calculé en considérant le sol en élasticité linéaire, en déformation plane.

avec ν : coefficient de Poisson pris égal à 0,33

Vs : volume de la cellule centrale (de l'ordre de 535 cm3 pour les cellules

standard)

Rapport de stage

Détermination de la pression de fluage pf

La pression de fluage pf est obtenue par exploitation graphique du diagramme de

fluage, sur une trèscourte durée de 30sec . C'est l'abscisse de l'intersection des deux

droites passant,respectivement, par les points P,ΔV 60/30sec appartenant à la phase

pseudo-élastique et à la phase desgrandes déformations .

P, ΔV 60/30sec est la variation de volume de liquide injecté dans la cellule centrale

entre t= 30 s et t = 60s après le début d'un palier de la pression p.

La valeur de pf est en général peu différente de la valeur de p2 .

Détermination de la pression limite pl

Lorsque la pression appliquée sur les parois du forage par la sonde dépasse la pression

de fluage pf le sol entre en plastification et il se forme un anneau de terrain plastifié

confiné par une zone qui reste dans le domaine élastique.

Détermination directe :

Par convention, la pression limite est la pression qui entraîne le doublement de la

cellule centrale de mesure après la pression p1. Elle correspond à un volume injecté :

Vl = Vs + 2 V1

Détermination de la pression limite conventionnelle :

Si le volume injecté est insuffisant, la pression est extrapolée, à condition que le

nombre de paliers au-delà de p2 soit au moins égal à 3, sauf si la pression est ≥ 5 MPa,

auquel cas on notera pl > p (p :dernière valeur corrigée)

On utilise conjointement deux méthodes d’extrapolation, la méthode de la courbe

inverse qui permet de déterminer pli et la méthode d’extrapolation hyperbolique plh.

La pression limite conventionnelle est la plus faible des deux valeurs pli et plh..

Rapport de stage

Tableau : Classifcation des sols à partir des esais pressiométriques

3.2. Pénétromètre dynamique B

Principe de l'essai

L'essai de pénétration dynamique, type B, consiste à enfoncer dans le sol par battage

de manière continue un train de tiges muni en partie inférieure d'une pointe

débordante et à noter le nombre de coups nécessaires pour faire pénétrer dans le sol

la pointe d'une hauteur h de 20 cm, tout en vérifiant l'importance des efforts de

frottement éventuels sur le train de tiges.

Rapport de stage

Domaine d'application

Les essais de pénétration dynamique type B peuvent être réalisés dans tous les sols

fins et grenus dont la dimension moyenne des éléments ne dépasse pas 60 mm. L'essai

est limité à une profondeur de 15 m.

Appareillage

Le pénétromètre dynamique B se compose d'un dispositif de battage, d'un train de

tiges muni d'une pointe débordante, d'un système de détection des efforts de

frottement et d'un dispositif de mesures . Le mouton a une masse de 64 kg et une

hauteur de chute de 0,75 m ; il tombe à une cadence de 15 à 30 fois par minute. On

détecte les efforts parasites de frottement du sol sur les tiges à l'aide d'une clef

dynamométrique.

Réalisation de l'essai

Le train de tiges est battu d'une manière continue sous la chute du mouton à la

cadence de 15 à 30 coups

par minute. A chaque ajout de tiges et au moins tous les mètres, l'opérateur fait

tourner le train de tiges à l'aide de la clef dynamométrique ; si le couple est inférieur à

100 N.m, les efforts parasites sont négligeables.

Le nombre de coups de mouton nécessaire pour enfoncer la pointe de 20 cm est noté

en fonction de la longueur totale des tiges.

La fin du sondage correspond à la satisfaction de l'une des conditions suivantes :

o la profondeur déterminée préalablement est atteinte,

o l'enfoncement sous 100 coups est inférieur ou égal à 20 cm,

o le rebond du mouton est supérieur à 5 cm,

o la mesure du couple effectuée à la clef dynamométrique dépasse 200 N.m

Rapport de stage

Expression des résultats

La résistance dynamique de pointe à la pénétration qd sous l'action du choc du

mouton est donnée conventionnellement par l'expression suivante (formule des

Hollandais)

m : masse du mouton

g : accélération de la pesanteur

H : hauteur de chute libre du mouton

A : aire de la section droite de la pointe

e : enfoncement par coup

m' : masse cumulée, de l'enclume, des tiges, de la pointe.

Les résultats sont présentés sous forme de graphiques, avec la courbe de la résistance

à la pénétration dynamique en fonction de la profondeur .

Tableau : Ordre de grandeur des résistance dynamique unitaire.

Nature du sol qd (MPa)

Vase 0,1 à 1

Limon 0,6 à 1,5

Argile molle 0,1 à 1,5

Argile consistante 1,5 à 3

Argile raide 3 à 5

Argile raide caillouteuse 3 à 7

Sable lâche 0,2 à 4

Sable dense 5 à 30

Sable argileux 4 à 7

Sable et graviers lâches 0,5 à 4

Sable et graviers denses 7 à 35

Craie molle 0,7 à 4

Craie indurée 10 à 50

Marne 6 à 15

Marne raide ou indurée 20 à 100

Rapport de stage

4. Les essais au laboratoire :

4.1. Essai d’analyse granulométrique :

L’essai consiste à séparer les grains agglomérés d’une masse connue du matériau

par brassage sous l’eau (lavage). Une fois séché ce sol est

fractionné à l’aide d’une série de tamis. Le refus cumulé

sur chaque tamis est ensuite pesé. Cette masse de refus

cumulée sur chacun des tamis est enfin rapportée à la

masse totale sèche de l’échantillon soumis à l’analyse.

La totalité du matériau sec est versé au sommet d’une colonne d’au moins trois

tamis de mailles décroissantes du haut vers le bas. Le dernier tamis a des mailles

égales à celles sur lesquelles s’est fait le fractionnement ; sous ce dernier tamis on

dispose d’un fond de tamis pour recueillir les passants éventuels

On agite manuellement la colonne de tamis, on termine le tamisage en remuant

le matériau à la main afin de s’assurer que plus aucun élément ne passe à travers les

mailles de chaque tamis. Les refus sur chaque tamis sont pesés successivement puis

cumulés.

Les pourcentages des refus sont exprimés sur une courbe granulométrique

constituée d’une succession de segments dont les extrémités correspondent au

pourcentage massique de refus ou de tamisât pour chaque ouverture du tamis. L’axe

des abscisses, à échelle logarithmique de base dix, représente la dimension des

ouvertures des tamis de manière croissante de la gauche vers la droite. L’axe des

ordonnées, à échelle linéaire, représente le pourcentage pondéral des tamisâts cumulés

de manière croissante du bas vers le haut.

Cette étude courbe nous permet de calculer les coefficients suivants :

Coefficient d’uniformité :

Coefficient de courbure:

Cu = d60 / d10Cu = d302 / (d10 x

d60)

Rapport de stage

4.2. Essai de détermination des Limites d’Atterberg:

Compte tenu de leur structure, les argiles ont la propriété d’absorber des

quantités d’eau importantes ou, au contraire, de se dessécher, ceci en fonction des

conditions d’humidité auxquelles elles sont soumises. L’eau a la possibilité de

s’introduire entre les feuillets, qui vont s’écarter les uns des autres ; c'est-à-dire qu’il

se produit un phénomène de gonflement. Inversement, s’il y a dessiccation les

feuillets se rapprochent : l’argile fait du retrait. Quelle que soit la nature de l’argile,

celle-ci, malaxée avec des quantités d’eau de plus en plus importantes finit par se

transformer en boue, on dit l’argile a un comportement liquide. Au contraire, si

l’argile est suffisamment desséchée, les grains sont très resserrés et les liaisons

deviennent intenses, l’argile a un comportement solide. Entre ces deux états extrêmes,

l’argile est malléable : elle a un comportement plastique.Les limites d’Atterberg ont

pour but de définir les états d’humidité correspondant aux limites entre ces trois états.

L’essai s’effectue en deux phases :

- Recherche de la teneur en eau pour laquelle une rainure pratiquée dans un sol

placé dans une coupelle de caractéristiques imposée se ferme lorsque la coupelle et

son contenu son soumis à des chocs répétés (wL)

- Recherche de la teneur en eau pour laquelle un rouleau de sol, de dimension

fixée et confectionné manuellement, se fissure (wp) ,On en déduit alors l’indice de

plasticité qui représente le domaine de teneur en eau où le sol est à l’état plastique :

Cet essai permet également de déterminer :

L’indice de consistance :

L’indice de liquidité :

Ic=wL – w

I p

I L=w−wp

I p

IP = wL –wP

Rapport de stage

4. 3. Essai d’équivalent de sable (ES):

L’équivalent de sable est un essai d’indentification qui a pour objet de définir

une caractéristique des sables inutiles et de fixer la méthode permettant de déterminer

cette caractéristique.

L’essai est effectué sur la fraction d’un granulat passant par au tamis à mailles

carrées de 5 mm. L’ES renseigne globalement sur la quantité et la qualité des

éléments fins. En exprimant un rapport conventionnel volumétrique entre les éléments

sableux qui sédimentent et les éléments fins qui floculent.

La valeur de l’ES est le rapport, multiplié par 100, de la hauteur de la partie

sableuse sédimentée, à la hauteur totale du floculât et de la partie sableuse sédimentée.

Figure : Essai de l’équivalent de sable.

L'équivalent de sable est par définition (en %): ES=h2

h1

.10

Ce rapport de L’ES nous permet de mesurer la propreté de sable comme

indiqué ci dessous :

Tableau 1 : Ordre de grandeur des valeurs de l ES

Nature Equivalent de sable

E.S.= 100 Sable pur et propre

E.S.= 40 Sol non plastique

E.S.= 20 Argile pure

E.S.= 00 Sol plastique

Rapport de stage

4.4. La valeur au bleu De Méthylène d’un sol (V.B.S.)

La détermination de la valeur au bleu de méthylène d’un sol (V.B.S) a pour but

de mesurer la quantité et l’activité argileuse d’un sol par dosage de la quantité de bleu

de méthylène pouvant s’adsorber sur la prise d’essai. Cette valeur est rapportée par

proportionnalité directe à la fraction 0/50 mm du sol. La valeur au bleu du sol est

directement liée à la surface des particules constituant le sol, laquelle est régie par

l’importance et l’activité des minéraux argileux présents dans la fraction fine du sol.

Pour l’effectuer selon la norme française On introduit la première prise d’essai dans

un bécher de 3000 mL. On ajoute 500 mL d’eau distillée. Cette solution est

homogénéisée par agitation mécanique pendant 5 minutes à 700 tours par minute.

On procède à des injections successives, par paliers de 5 à 10 ml, avec prélèvements

comme indiqué ci-avant jusqu’à ce qu’apparaisse une auréole bleu clair dans la zone

périphérique de la zone humide de la tâche. A ce moment, on laisse se poursuivre

l’adsorption de bleu.

Si l’auréole bleu clair disparaît avant la cinquième minute on procède à de nouvelles

injections. Chaque addition de bleu est suivie d’une mesure de minute en minute. Ces

opérations sont renouvelées jusqu’à ce que l’essai devienne positif pendant 5 minutes

consécutives. On lit le volume de bleu injecté sur le dispositif de dosage.

Les ordres de grandeur sont les suivants :

Tableau 2 : Classification des sols selon la valeur au bleu de

Méthylène.

VBS < 0,2 Sols sableux

0,2 < VBS < 2,5 Sols limoneux

2,5 < VBS < 6 Sols limono – argileux

6 < VBS < 8 Sols argileux

VBS > 8 Sols très argileux

4.5. Los Angeles

Principe

Rapport de stage

L'essai Los Angelès est utilisé pour déterminer la résistance à la fragmentation

d'un échantillon de granulat. Le coefficient Los Angeles obtenu est le pourcentage de

l'échantillon initial passant au tamis de 1.6 mm après fragmentation dans un cylindre

en présence de boulets d'acier. Plus le pourcentage Los Angelès (noté LA) est bas,

plus l'échantillon est résistant à la fragmentation.

Appareillage

En plus des appareillages usuels de laboratoire (tamis de 1.6, 6.3, 8, 10, 12.5, 14

mm, étuve, balance...) il convient de disposer de :

- machine Los Angelès, composée d'un cylindre et d'un moteur. Le cylindre mesure à

l'intérieur (508 +/- 5) mm et a un diamètre de (711 +/- 5) mm et fabriqué avec une tôle

de 12 mm d'épaisseur. Le moteur doit permettre d'entrainer ce cylindre à une vitesse

comprise entre 31 et 33 tours par minute et être équipé d'un compte tours permettant

un arrêt automatique après 500 tours.

- boulets d'acier de diamètre compris entre 45 et 49 mm et de masse comprise entre

400 et 445 g.

Mode opératoire

Pour cet essai, préparer par lavage et tamisage les masses des fractions

suivantes, en rajoutant le nombre de boulets indiqués (masse et fraction

autorisées par FD P18-663) :

coupure granulaire3500 g de la

fraction :1500 g de la

fraction :nombre de boulets :

10/14 10/12.5 12.5/14 1111.2/16 11.2/14 14/16 128/11.2 8/10 10/11.2 106.3/10 8/10 6.3/8 94/6.3 5/6.3 4/5 7

Mettre la prise d'essai et les boulets et mettre à tourner pendant 500 tours. Recueillir et

laver les granulats restant au tamis de 1.6 mm en éliminant tous le passant à ce tamis.

Sécher et peser le refus à 1.6 mm.

Rapport de stage

Calcul de LA

Calculer alors le LA de cette façon :

LA = (5000 - M) / 50 avec m masse du refus à 1.6 mm.

4.6. Micro Deval

Principe

L'essai micro-Deval permet de déterminer la résistance à l'usure d'un échantillon de

granulat. Le coefficient micro-Deval obtenu est le pourcentage de l'échantillon initial

passant au tamis de 1.6 mm après usure par rotation dans un cylindre en présence de

bille d'acier inox et d'eau. Plus le pourcentage d'usure est bas, plus l'échantillon est

résistant à l'usure.

Appareillage

En plus des appareillages usuels de laboratoire (tamis de 1.6, 6.3, 8, 10, 12.5, 14 mm,

éprouvette graduée, étuve, balance...) il convient de disposer de :

- cylindre d'essai ; de 1 à 4 cylindre ayant un diamètre de (200 +/- 1) mm et de

longueur intérieur de (154 +/- 1) mm. Les cylindres doivent être étanche à l'eau et ne

présenter aucunes aspérités intérieures, l'étanchéité étant assurée par un joint. Ces

cylindres, posés sur deux supports horizontal, doivent être entrainés par :

-un moteur assurant une rotation de (100 +/- 5) tours par minutes. Ce moteur est doté

d'un compte tours qui lui permet de s'arrêter automatiquement au bout de 12000 tours,

c'est à dire au bout de 2 heures.

-billes d'inox de (10 +/- 0.5) mm.

Mode opératoire

Rapport de stage

Pour cet essai, préparer par lavage et tamisage les masses des fractions suivantes,

en rajoutant la masse de bille indiquée (masse et fraction autorisées par FD P18-

663) :

coupure granulaire350 grammes de la

fraction :150 grammes de la

fraction :masse de bille

10/14 10/12.5 12.5/14 5000

11.2/16 11.2/14 14/16 5400

8/11.2 8/10 10/11.2 4400

6.3/10 8/10 6.3/8 4000

4/6.3 5/6.3 4/5 2000

Mettre la prise d'essai, la masse de bille d'inox (servant de charge abrasive) et

compléter avec (2.5 +/- 0.05) l d'eau par cylindre. Pour chaque essai, il est demandé

de préparer deux cylindres identiques. Mettre à tourner pendant 1200 tours; séparer

l'échantillon obtenu des billes d'acier (par exemple à l'aide d'un aimant) et laver les

granulats restant au tamis de 1.6 mm en éliminant tous le passant à ce tamis. Sécher et

peser le refus à 1.6 mm.

Calcul du MDE

Calculer alors le coefficient MDE pour chaque cylindre (micro-Deval en eau, par

opposition au micro-Deval à sec MDS utiliser dans certaines normes) de cette

façon :MDE = (500 - m) / 5 avec m masse du refus à 1.6 mm.

La valeur du MDE à utiliser, arrondi à l'entier le plus proche, est la moyenne des deux

essais.

4.7. Essai Proctor

L’essai Proctor a pour but de déterminer la teneur en eau optimale pour un sol

de remblai donné et des conditions de compactage fixées, qui conduit au meilleur

compactage possible ou encore capacité portante maximale.

On appelle optimum Proctor, la teneur en eau ω pour laquelle le sol atteint, pour

une énergie de compactage donné, un poids volumique maximal.

Rapport de stage

L’essai consiste à compacter dans un moule normalisé, à l’aide d’une dame

normalisée, selon un processus bien défini, l’échantillon de sol à étudier et à mesurer

sa teneur en eau et son poids spécifique sec après compactage.

L’essai est répété plusieurs fois de suite sur des échantillons portés à différentes

teneurs en eau. On définit ainsi plusieurs points d’une courbe (γd ; ω ); on trace cette

courbe qui représente un maximum dont l’abscisse est la teneur en eau optimale et

l’ordonnée la densité sèche optimale.

Le choix de l’intensité de compactage est fait en fonction de la surcharge que va subir

l’ouvrage au cours de sa durée de vie :

Essai Proctor normal : Résistance souhaitée relativement faible,

du type remblai non ou peu chargé,

Essai Proctor modifié : Forte résistance souhaitée, du type

chaussée autoroutière.

Masse de la dame(Kg)

Hauteur dechute (cm)

Nombre de coups par couche

Nombre decouches

Normal 2,490

Modifié 4,540

30,50

45,70

25 (moule Proctor)55 (moule CBR )

25 (moule Proctor)55 (moule CBR )

33

55

Rapport de stage

3ème Chapitre

Fondations superficielles et

calcul de tassement

La fondation est la composante d’un ouvrage qui transmet au sol d’assise les

efforts provenant de cet ouvrage. Si les efforts sont reportés à la surface du sol, les

Rapport de stage

fondations seront dites superficielles. Si les efforts sont reportés en profondeur, il

s’agira de fondations profondes.

Pour pouvoir servir de support de fondation, le terrain doit présenter une "capacité

portante suffisante", c’est à dire supporter la charge qui lui est transmise.

Une fondation est l’élément de construction qui transmet la charge de l’ouvrage au

terrain de fondation. Les éléments géométriques qui la définissent sont :

B : la largeur de la fondation 

L : la longueur de la fondation

D : l’encastrement qui est la profondeur de la base de la fondation.

Les fondations superficielles sont des fondations faiblement encastrées qui

reportent les charges au niveau des couches superficielles de terrains. Les fondations

profondes reportent les charges dans les couches profondes, mais aussi dans les

couches superficielles qu’elles traversent.

Pour différencier ces deux types de fondation, une profondeur dite critique qui

correspond à la profondeur au-dessous de laquelle la résistance sous la base de la

fondation n’augmente plus.

Ainsi :

Une fondation est dite superficielle si D < 1.5 B ;

Si D > 5B, la fondation est dite profonde ;

Si 1.5 < D < 5B, la profondeur est considéré comme semi-profonde.

Pour les fondations superficielles, la fondation est appelée :

Radier : si la surface totale du bâtiment est la fondation ;

Rapport de stage

Semelle : si une seule partie de la surface du bâtiment correspond à la

fondation.

De plus si :

L/B > 10, il s’agit d’une

semelle filante ;

L et B sont de l’ordre de quelques mètres, il s’agit d’une semelle isolée.

Pour des raisons de coût, on cherche souvent à fonder un ouvrage superficiellement.

Si cette solution n’est pas satisfaisant de point de vue technique ou économique, une

solution en fondation profonde est envisagée.

1. Fondations superficielles:

Deux éléments sont à analyser pour une fondation superficielle :

La capacité portante de la fondation : c'est à dire vérifier que les terrains et le

matériau de fondation peuvent effectivement supporter la charge transmise ;

Le tassement induit sous les charges de fonctionnement.

1.1 Capacité portante :

1.1.1 Introduction

Figure 1   : Différence radier-semelle

Rapport de stage

Si on applique une charge Q croissante à une fondation, au début de chargement le comportement est sensiblement linéaire (les déplacements verticaux croissent de façon proportionnelle à la charge appliquée). A partir d’une certaine charge Qd, les déplacements ne sont plus proportionnels à la charge Ql, les déplacements deviennent incontrôlables, le sol n’est plus capable de supporter une charge supérieure. Cette charge est la charge limite ou ultime de sol, c’est aussi la capacité portante de la fondation.La capacité portante est généralement déterminée par des propriétés mécaniques des terrains mesurées soit au laboratoire soit en place.

1.1.2 Détermination de la contrainte

ultime qu

Les considérations suivantes sont à prendre en compte :

-Le sol est pesant

-Le sol a une cohésion et un angle de frottement interne

-La longueur de la fondation n’est pas infinie

- La géométrie du terrain n’est pas horizontale

-La répartition des charges n’est pas forcement uniforme

Figure   2 : Evolution des déplacements verticaux sous une fondation superficielle en fonction de l’augmentation de la charge

Rapport de stage

Dans le cas d’une semelle filante, la contrainte limite (ql) est déterminée par la relation suivante :

q l=γ1 . D .N q (φ )+c . N c(φ)+γ 2B2

.N γ (φ)

γ 1 . D . N q (φ ) : Terme de profondeur. C’est la charge limite d’un sol pesant

et uniquement frottant et γ1 poids spécifique des terres au-dessus de la semelle.

c .N c : Terme de cohésion qui à la charge limite pour un sol frottant et cohérent, mais non pesant ;

γ 2 .B2

.N γ : Terme de surface est fonction de la surface de la fondation et

du poids volumique du massif. C’est la charge limite pour un massif pesant et frottant uniquement, et γ2 poids spécifique des terres au-dessous de la semelle.

Les termes Nq, Nc et Nγ sont les facteurs de portance et sont fonction de l’angle de frottement interne tel que :

Nq(φ)=tan( π

4+

φ2 )e

( 3π2

−φ).tanφ

cosφ

Nq=tan ² ( π4

+ φ2 )eπtgφ N c=

Nq−1

tgφ

NQ N NC

0 1.00 - 5.14

05 1.47 0.10 6.50

10 2.47 0.50 8.40

15 3.94 1.40 11.00

20 6.40 3.50 14.80

25 10.66 8.10 20.70

30 18.40 18.10 30.00

35 33.30 41.10 46.00

40 64.20 100.00 75.30

45 134.87 254.00 134.00

Rapport de stage

Tableau N°1 : valeurs des coefficients NQ, N ET NC

Figure : graphe de valeurs des coefficients NQ, N ET NC

1.1.3. Détermination de qu à partir de l'essai

pressiométrique:

Cet essai est réalisé à l’aide d’une sonde cylindrique dilatable descendue dans un forage à la profondeur voulue. La cellule de mesure et les deux cellules de garde sont gonflées par paliers successifs. Grâce aux cellules de garde, la pression exercée sur la tranche de sol investiguée peut être considérée comme uniforme. Le graphe de l’essai trace le volume d’eau injecté dans la cellule de mesure en fonction de la pression appliquée sur le sol. Lorsque la pression augmente, le sol est dans une phase pseudo-plastique au sein de laquelle est calculé le module pressiométrique.

Rapport de stage

EM = K.ΔP/ΔV, où :

ΔP = palier de pression appliquée à la sonde ; ΔV = augmentation de volume de la sonde ; K est une constante liée à la géométrie de la sonde (homogène à un volume).

Puis au-delà de la pression dite de fluage (Pf), le sol entre dans le domaine plastique, jusqu’à ce que la déformation augmente très rapidement, pour une pression baptisée pression limite (Pl). Ces deux paramètres importants EM et Pl sont utilisés pour calculer le tassement ainsi que la contrainte de rupture d’une fondation superficielle ou profonde.

Schéma de l’essai pressiométrique et courbe d’interprétation

Sol EM(MPa) pl (MPa)

Vase et tourbe ………………………………...Argiles molles ………………………………...Argiles plastiques ……………………………. Argiles raides ………………………………...Marnes ………………………………..............Sables vaseux ………………………………....Limons ………………………………..............Sables et graviers ……………………………..Roches calcaires ………………………………Remblais récents ……………………………...Remblais anciens ……………………………..Remblais graveleux récents bien compactés

0.2 – 1.50.5-33-88-405-1000.5-22-108-100

80- 20000.5-14-1510-15

0.02 - 0.150.05 - 0.30.3 - 0.80.6 - 20.6 - 6

0.1 - 0.50.2 - 1.51.2 - 53 - 10

0.05 - 0.30.4 - 11 - 2.5

Rapport de stage

La portance du sol est calculée à partir de la formule suivante :

q l=q0+kF

( pl−p0 )

Avec:

ql  : Contrainte limite du sol ;

q0 : Contrainte verticale initiale du sol au niveau de la fondation ;

pl : Pression limite équivalente du sol au voisinage des fondations ;

p0 : Contrainte horizontale initiale du sol au repos au niveau de la fondation ;

F : Cœfficient de sécurité pris égal à 3 ;

k : Facteur de portance qui dépend de l’ancrage, de la forme des fondations

et de la nature du sol.

Type de sol Expression de k k max

(semelle carrée)

k max

(semelle filante)

argiles et limons mous, craies Molles 0.8 [1+0.25 (0.6+0.4

BL ) D

B ] 1,30 1,10

argiles et limons fermes0.8 [1+0.35 (0.6+0.4

BL ) D

B ] 1,50 1,22

argiles très fermes à dures 0.8 [1+0.50 (0.6+0.4

BL ) D

B ] 1,80 1,40

Sables lâches [1+0.35(0.6+0.4BL ) D

B ] 1,88 1,53

Sables et graves moyennement compacts

[1+0.50(0.6+0.4BL ) D

B ] 2,25 1,75

Sables et graves compacts [1+0.80(0.6+0.4

BL ) D

B ] 3,00 2,20

Rapport de stage

Craies compactes à altérés 1.3[1+0.27 (0.6+0.4

BL ) D

B ] 2,18 1,83

Marnes, marno-calcaires roches altérées

[1+0.25(0.6+0.4BL ) D

B ] 1,68 1,41

Roches saines Cette expression ne devient plus valables et donne des valeurs pessimistes, il convient de faire recours à la MDR

2.Tassement et consolidation :

2 .1 Introduction :

Tous les sols se déforment sous les charges qui leur sont appliquées, avec des amplitudes qui peuvent aller de quelques millimètres à quelques mètres. La prévision de ces déplacements est demandée par les normes de calcul, pour vérifier qu’ils seront acceptables par les ouvrages à construire. L’amplitude des déformations du sol dépend de la nature et de l’état du sol et des charges appliquées. Ces charges sont limitées par les conditions de stabilité qu’il faut respecter lors de la conception des ouvrages. En pratique, les fondations superficielles de bâtiments sont construites sur des sols relativement résistants et subissent des déformations faibles, que l’on peut habituellement estimer par un calcul linéaire. Les déformations les plus importantes sont celles des massifs d’argiles molles saturées, qui peuvent durer pendant des périodes longues (quelques mois à quelques dizaines d’années).Le tassement est par définition la variation de hauteur d’une couche de sol sous l’effet d’une charge. La consolidation est l’évolution du tassement dans le temps.

Classiquement, on décompose le tassement en trois termes :

Tassement initial instantané, qui a lieu sans au moment de l’application des surcharges sans expulsion d’eau ;Tassement du à la consolidation primaire, qui correspond au départ de l’eau du sol, et se qui se produit sans déformation latéraleTassement du à la compression secondaire, plus lent et généralement de plus faible intensité, il a lieu alors qu’il n’existe plus de surpressions interstitielles.

Quant à la consolidation, il se définit comme étant le phénomène de réduction de volume d’une couche de sol saturé sous l’action d’une contrainte normale.

Rapport de stage

2 .2  : Étude du tassement des sols en laboratoire

L’essai de compressibilité à l’œdomètre reste le seul essai qui permet d’évaluer convenablement l’amplitude de tassement des ouvrages ainsi que leur évolution dans le temps.L’essai œdométrique permet d’établir deux types de courbes :

Courbe de compressibilité qui indique le tassement total en fonction de la contrainte appliquée.

Courbe de consolidation qui donne le tassement de l’échantillon en fonction de temps lorsqu’une contrainte constante est appliquée. Ces courbes permettent la détermination du coefficient de consolidation des sols Cv.

2.2. 1 Courbe de compressibilité :

On applique à l’échantillon en présence d’eau des contraintes normales successives croissantes après avoir atteint le tassement maximum et sa stabilisation, on décharge également par paliers successifs et note le gonflement du sol.

Ainsi deux courbes se tracent qui sont : -La courbe de chargement

-La courbe de déchargement

Essai de compressibilité (courbe en coordonnées semi-logarithmiques)

Rapport de stage

Courbe œdométrique pour différents type de sols

La courbe de compressibilité permet de donner la variation d’indice de vide du sol en fonction de logσ tel que :

∆ HH

= ∆ e1+e0

Avec : H = épaisseur initiale de l’échantillon. e0= indice de vide initial.

Ou encore

∆ H=−H .C c

1+e1

. logσ 2

σ 1 avec Cc = coefficient de compression du

sol.

2.2. 2 Classification des sols vis-à-vis de la compressibilité :

Si on considère σ’z la pression effective appliquée sur un sol prélevé à la profondeur z par le poids des terres qui se trouve au dessus, Alors, on est confronté au cas suivant :

σ’z < σc, le sol est dit alors surconsolidé ;

σ’z = σc, le sol est dit normalement consolidé, c’est un sol qui a tassé sous son

propre poids et celui des terres au dessus ;

Rapport de stage

σ’z > σc, le sol est dit sous consolidé,

qui est en cours de consolidation sous

son propre poids.

Type de solCoefficient de gonflement

Sable 0.01< Cc< 0.10

Argile de type Kaolinite

0.10< Cc< 0.25

Argile de type Montmorillonite

0.80< Cc< 5.50

Argile organique 4 et plus

Tourbes 10 à 15

Tableau : Ordre de grandeur du

coefficient de compression

Sol sous consolidé

Sol normalement consolidé

Rapport de stage

2.2. 3 Evolution de tassement dans le temps :

L’évolution de l’indice des vides au cours de temps est fonction de :

Coefficient de perméabilité k de terrain

Condition de chargement

Condition de drainage du terrain

L’équation régnant le tassement dans le temps est donnée par :

∂ u∂ t

=C v∂ u ²∂ z ²

u : pression interstitielle en un point quelconque situe à une cote z à l’instant t

Cv : coefficient de consolidation du sol tel que C v=kEγw

La résolution de l’équation conduit à définir un nombre sans dimension Tv

T v=C v

H ². t ou encore t= H ²

C v

. T v

Et comme il existe une relation unique liant le degré de consolidation et le facteur temps Tv, on peut déduire, pour un sol ayant un Cv donné, à t donné, son degré de consolidation .

U %

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Tv0.00 0.03 0.07 0.12 0.19 0.28 0.40 0.56 0.84 ∞

Sol sur consolidé

Rapport de stage

8 1 1 6 7 7 3 7 8

2.2.4 Tassement différentiel

Les tassements différentiels peuvent avoir plusieurs origines :

— origine liée au chargement :Inégalité de l’intensité des charges d’un appui à l’autre,

Répartition non uniforme des charges sous un appui,

— origine liée aux appuis :Géométrie des appuis (dimensions, profondeur),

Rigidité des appuis ;

— origine liée au site :Variations des caractéristiques géométriques des couches (épaisseur, notamment),Variations ou hétérogénéité des propriétés des sols.

2 . 3 Étude du tassement des sols in Situ

2.3.1 Tassement différentiel

Dans le cas du calcul de tassement par méthode pressiomètrique, le tassement final

peut être décomposé en un tassement sphérique sc et un tassement déviatorique sd

s f=sd +sc

s f=1+ν3 E

q . R0(λdRR0 )

α

+ α4,5 E

. q λc R

Avec  : Coefficient de poisson = 0.33

q : Contrainte appliquée par semelle

R : Demi-largeur de la semelle

R0 : Rayon de référence = 30cm

Rapport de stage

E : Module pressiomètrique de sol

 : Coefficient rhéologique dépendant de la nature du sol

c et d : coefficient de forme de la semelle

Type de matériau

Sur consolidé Normalement consolidé

Sous consolidé

Altéré et remanié

Argile E/pl > 16 9 - 16 7 – 9

α 1 2/3 1/2

Limon E/pl > 14 8 – 14 5-8

α 2/3 1/2 ½

Sable E/pl > 12 7 – 12 5-7

α 1/2 1/3 1/3

Sable et

Gravier

E/pl > 10 6 – 10 -

α 1/3 1/4 -

Type de rocher Α

Sain 2/3

Peu fracturé 1/2

Très fracturé 1/3

Tableau 5 - valeurs du coefficient α

L /B cercle carré 2 3 5 20

λc 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50

Λd 1,00 1,12 1,53 1,78 2,14 2,65

Tableau 6 : valeurs des coefficients intervenant dans le calcul du tassement

Rapport de stage

4ème Chapitre

Etude de cas: Abattoir LASTAH

Taroudant

Rapport de stage

1. La reconnaissance du site :

1.1 Présentation du projet :

Le L.P.E.E, CTR Sud, a procédé à la reconnaissance géotechnique du site réservé

à la construction de l’abattoir et du logement des apprentis à LASTAH sis à

TAROUDANT. On faveur de la coopérative agricole COPAG. Il s’agit de la

construction d’un abattoir en structure mixte et des logements en RDC avec une

structure en béton armé. Le but de cette étude est de calculer la portance du sol par les

méthodes géotechniques pour choisir le type et le niveau de foundations.

1.2 Aléa géologique :

Le sol étudié est composé essentiellement des formations pléistocène du

quaternaire en matériaux sédimentaires ayant comblé la dépression de la plaine de

Souss présente entre la bordure Sud du Haut Atlas et l’ANTI Atlas.

Rapport de stage

Extrait de la carte géologique du Maroc

1.3 Compagne de reconnaissance 

La reconnaissance proprement dite a consisté en la réalisation de :

- Trois sondages mécaniques couplés entre carottés et à la tarière allant de 8 à 9

m de profondeur;

- Trois sondages au pénétromètre dynamique allant jusqu’à 8 m de profondeur;

L’implantation ainsi que les coupes lithologiques relatives aux points

d’investigation sont jointes en annexe 3 et 4.

1.4 Résultats et interprétations 

Il en ressort que le sol en place est formé de silt fin surmontant du limon fin à

canalicules millimétriques à partir de 2,5m/TN et ce sur toute la profondeur reconnue

de 9m.

Rapport de stage

Les diagrammes de pénétrations dynamiques réalisées, montrent que le sol en place

est relativement homogène, la résistance de pointe la plus faible dans le bulbe de

fondations est de 20 bars.

Dans le sondage pressiométrique, on note des caractéristiques pressiométriques faible,

la pression limite varie de 4 bars dans les niveaux supérieurs à 8 bars dans les niveaux

inférieurs et ce pour un module pressiométrique variant de 36 bars à 161 bars.

Le rapport E/Pl varie de 6 à 20 et témoigne d’un sol normalement consolidé à

surconsolidé.

1.5 Eléments de fondation

Compte tenu de la nature du sol en place et du type du projet, l’ingénieur

géotechnicien chargé de l’étude a avisé de faire des fondations de type superficiel en

semelles isolées rigidifiées ou filantes suivant le type de structure pour les bâtiments

et en massifs armés pour les profilés de la structure métalliques des hangars de

l’abattoir.

L’ancrage des semelles doit permettre de s’éloigner des venues d’eau superficielles,

soit un ancrage à partir de 1,2 m/TN. 

2. Calcul de la contrainte admissible σad:

2 .1Calcul par la méthode pressiométrique :

Calcul de q0

Pour déterminer la contrainte admissible par la voie pressiométrique, on va d’abord

calculer la contrainte limite ultime qu (voir chapitre 2) : On a :

qu=q0+k ( pl+ p0)

On a : q0 la contrainte verticale totale au niveau de la fondation n’est autre que

le poids des terres, donc :

q0 = D.γ

Donc q0 = 1,2 x 1,6 t/m3

= 1,9 t/m3

q0 = 0,19 bars

Rapport de stage

Calcul de p0 :

Pour calculer p0 on va utiliser la formule suivante :

P0 = k0 (q0 – u) + u

Vu qu’il n’ya pas de nappe : P0 = K0.q0

On a K0 = 0,7

Donc on déduit : P0 = 0,7 x 0,19 = 0,133 bar

Calcul de pl   :

p¿=3√( p¿¿ l 1¿× pl 2× p l 3)¿¿

On a : pl1 = 0,4 et pl2 = 0,4 et pl3 = 0,4 (voir courbe pressiométrique en annexe

5)

Donc pl = 0,4 MPa = 4 bars.

Calcul de k   :

Vu qu’il s’agit d’une fondation superficielle, on déduit : le facteur de portance égal :

k = 0,8

Détermination de qad   :

Compte tenu qu’il s’agit d’une fondation très superficielle, on peut admettre que la

contrainte limite ultime est faible. Donc on peut la négliger pour le calcul de la

contrainte admissible qad

Sachant que F = 3 (facteur de sécurité) on déduit la contrainte admissible qad :

2.2. Calcul des semelles :

qad = 1,06 bar

Rapport de stage

Pour déterminer les dimensions des semelles, qui sont des paramètres

essentielles pour le calcul du tassement, on doit calculer la surface de cette semelle ;

et pour ça on doit se disposer de la charge appliqué sur cette semelle. Cette charge à

son tour va être calculée par une descente de charge qui peut être estimé à titre

indicatif de qe = 1 T/m2 par niveau (des descentes plus précises peuvent être fournie

par le bureau d’études.

Donc on a la contrainte appliqué Q égale :

On a Q = S.qe

S est la surface d’action de la semelle est elle est estimée par : S = 4 x 5 = 20 m2.

(Entre axes souvent utilisé).

Donc la charge appliqué sur cette semelle égale : Q = 20 T

Donc les dimensions de la semelle vont être calculées par diviser la charge appliquée

sur les semelles par la contrainte admissible.

S = Q / σad = 2 m2

Alors pour des semelles isolées carrés : B = √S = 1,4 m

Donc R la demi-largeur de la semelle égale à R = 0,7 m.

2.3. Calcul de tassement :

Pour calculer le tassement, on va utiliser la formule suivante :

s=1+v3 E

q . R0 ¿

Détermination des constantes «   v   » et R 0  :

On a :

- « v » coefficient de Poisson égal à v = 0,33

- « R0 » Rayon de Référence égal à R0 = 30 cm = 0,3 m

Rapport de stage

Détermination de λ1 et λ2 :

Puisque il s’agit d’une fondation superficielle avec semelle carrée, donc les

coefficients de forme de la semelle λ1 et λ2 d’après le tableau 2 (voir Tableau 2 annexe

2) :

λ1 =1,12 et λ2 = 1,1

Détermination de R   :

Déjà calculé dans ce chapitre, la demi largeur de la semelle égale à :

R = 0,7 m

Détermination de α   :

D’après les essais d’identification effectués, le sol étudié est composé

essentiellement de Limon fin silteux. Les résultats des essais pressiométriques ont

montré qu’il s’agit d’un limon fin normalement consolidé.

Donc en utilisant le tableau 1 (voir Tableau 1 annexe 2), la valeur de α égal à :

α = 0,5.

Détermination de q   :

A partir des résultats enregistrés de l’essai pressiométrique, On déduit que la

contrainte appliquée par la semelle est égal à

q = 1 bar.

Détermination de E   :

Rapport de stage

Pour la détermination de module pressiométrique, on va définir deux modules

pressiométrique pour la formule dessus :

Ec : Module pressiométrique au voisinage des fondations.

Ed : Module pressiométrique moyen.

A partir de coupes du diagramme pressiométrique (voir annexe 5), On déduit que

Ec = 66 bar et Ed = 3,6

Donc le tassement égal à s = 7,2 mm

3. Interprétation des résultats :

D’après les résultats obtenus de calcul de la contrainte admissible, On voit

du coup que le calcul par les deux méthodes donne presque les mêmes résultats.

Mais bien que les résultats restent concluant entre la portance estimée par

voie pressiométrique et par voie pénétromètrique ; Le pénétromètre dans ce cas

présente un objectif de vérification seulement. Et ceci est due à ce que l’expérience à

montrer que sauf pour les formations sableuses et silteuses, le pénétromètre

dynamique ne doit pas être utilisé pour le calcul de portance notamment dans les sols

graveleux peu cohérent, donnant des valeurs non représentatifs.

Le pénétromètre présente un objectif de vérification de l’homogénéité dans

les grandes surfaces, vu sa rapidité d’exécution et son faible cout.

Rapport de stage

Conclusion générale:

En guise de conclusion, On peut dire les essais de reconnaissance

géotechnique in situ et en laboratoire sont des moyens, qui nous permettent la mesure

de l’ensemble des paramètres de comportement et les caractéristiques mécaniques

ainsi que la classification de ces sols. Et à partir des résultats issus de ces essais sont

développés des méthodes empiriques et expérimentales qui nous permettent le calcul

du tassement et de capacité portante des sols étudiés pour un choix judicieux de type

des fondations qui peuvent supporter la charge transmise et aussi le calcul de la forme

adéquate de ces fondations.

Rapport de stage