Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Samuel AMAR : Adjoint au chef de la division Mécanique des sols, Géologie de l’ingénieur au Laboratoire central des Ponts et chaussées
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Jean-François JÉZÉQUEL : Chef de groupe de Mécanique des sols et ouvrages d’art au Laboratoire régional des Ponts et chaussées de Saint-Brieuc
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les essais en place (ou « in situ ») de mécanique des sols les plus courants sont les essais réalisés au pénétromètre (statique ou dynamique y compris l’essai de pénétration au carottier dit SPT), et les essais au pressiomètre Ménard et au scissomètre de chantier.
Cet article présente ces essais classiques (appareillage, modalités de mise en œuvre, interprétation des mesures). L’exploitation des résultats pour la reconnaissance des sols et le dimensionnement des ouvrages ne sera abordé que sommairement, le sujet étant traité dans d’autres articles.
Il existe d’autres essais en place intéressants, mais ils sont d’une utilisation moins fréquente en raison de leur nouveauté, de leur caractère plus complexe ou de leur domaine d’intervention plus limité. On peut citer, par exemple, le pressiomètre autoforeur, le pressio-pénétromètre, le pénétro-gammadensimètre et le phicomètre. Le paragraphe de cet article qui leur est consacré donne également un aperçu des compléments qui peuvent être apportés aux essais classiques (notamment piézocône et manchon de frottement pour le pénétromètre statique) et présente les essais de chargement à la plaque et les essais d’eau les plus courants.
On peut arbitrairement subdiviser les essais en place en deux grandes familles : les essais qui donnent une caractéristique de sol à la limite (ou, si l’on veut, à « la rupture ») et les essais qui donnent en plus une relation contraintes - déformations.
Les pénétromètres statiques et dynamiques appartiennent à la première famille. Ils sont enfoncés dans le terrain soit à vitesse imposée soit sous l’effet de chocs répétés. Le sol sous la pointe est constamment dans un état limite puisque la pointe de l’appareil le poinçonne.
Le pressiomètre et le scissomètre appartiennent à la deuxième famille, car ils sollicitent le terrain depuis son état au repos jusqu’à une valeur limite.
Les pénétromètres ne permettent donc pas, par définition, de déterminer les caractéristiques de déformation du sol, sauf à procéder par corrélations. Avec le pressiomètre et le scissomètre, on peut par contre songer à mesurer des paramètres de déformabilité, utiles pour déterminer les tassements ou les déformations des ouvrages. Suivant les conditions de mise en œuvre des appareils et les conditions d’essai, on examinera l’intérêt et les limites de cette particularité.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de août 1978 par Samuel AMAR, Jean-François JÉZÉGUEL
- Version courante de sept. 2021 par Philippe REIFFSTECK
DOI (Digital Object Identifier)
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Autres essais en place3. Essai pressiométrique Ménard
Cet essai consiste à dilater radialement une cellule cylindrique placée dans un forage préalable (figure 23). C’est la réalisation de l’essai dans un forage préalable qui différencie essentiellement cet essai des autres essais pressiométriques réalisés par autoforage ou par fonçage direct de la sonde par battage ou vérinage.
3.1 Origine et développement du pressiomètre
L’essai pressiométrique a été inventé par l’Allemand Kögler vers les années 1930, dans le but de mesurer un module de déformation du sol. En raison de la technologie de l’époque, l’appareil n’était pas opérationnel. De plus, l’inventeur n’a pas su en interpréter correctement les résultats et l’appareil a été immédiatement abandonné.
C’est en 1954 qu’un jeune ingénieur français, Louis Ménard, a repris l’idée en la perfectionnant : au cylindre gonflable de Kögler, il a ajouté deux cellules de garde à la cellule de mesure centrale, évitant l’expansion de celle-ci vers le forage et rendant ainsi l’essai interprétable [5]. L’appareil est devenu rapidement opérationnel en raison du progrès de la technologie : cellules constituées de caoutchouc admettant de grandes déformations et surtout invention des tubulures de plastique semi-rigides rendant possible la réalisation d’essais en profondeur. Mais l’apport de Louis Ménard a surtout consisté à définir les caractéristiques pressiométriques des sols et à mettre au point des règles d’interprétation pour le dimensionnement des fondations en utilisant ces paramètres.
Le travail de Louis Ménard a introduit deux innovations fondamentales dans la mécanique des sols d’alors :
-
la mise en évidence expérimentale de la pression limite dans un sol, borne de pression que l’on ne peut dépasser ;
-
la mise au point de règles empiriques permettant de passer directement de la pression limite à la résistance ultime de la fondation ; à quelques détails près, les coefficients empiriques donnés par Ménard sont encore en vigueur de nos jours [4].
L’essai pressiométrique est maintenant répandu dans le monde entier, soit sous la forme développée par Louis Ménard, soit...
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Essai pressiométrique Ménard
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - WASCHKOWSKI (E.) - Le pénétromètre dynamique. - Bulletin de liaison des Laboratoires des Ponts et chaussées no 125, 1983.
-
(2) - GONIN (H.), VANDANGEON (P.), LAFEUILLADE (M.P.) - Étude sur les corrélations entre le SPT et le pressiomètre. - Revue Française de Géotechnique no 58, 1992.
-
(3) - SIMSTF (Société Internationale de Mécanique des Sols et des Travaux de Fondations) - Rapport du Comité technique sur les Essais de pénétration dans les sols (TC16). - Procédures d’essais de référence CPT - SPT - DP - WST< >), 1989.
-
(4) - Fascicule 62 - Titre V du CCTG - Règles techniques de conception et de calcul des fondations des ouvrages de génie civil. - Ministère de l’Équipement, du Logement et des Transports. Cahier des Clauses Techniques Générales applicables aux marchés publics, 1993.
-
(5) - MÉNARD (L.) - An apparatus for measuring the strength of soils in place. - Masters thesis presented to the Department...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
Revue
* - Remblais sur sols compressibles. Bulletin de liaison des Laboratoires des Ponts et chaussées (F) spécial T 1973.
HAUT DE PAGE2.1 Association française de normalisation (Afnor)
NF P94-110-1 - 1-00 - Sols : reconnaissance et essais. Essai pressiométrique Ménard. Partie 1 : essai sans cycle. - -
NF P94-110-2 - 12-99 - Sols : reconnaissance et essais. Essai pressiométrique Ménard. Partie 2 : essai avec cycle. - -
NF P94-112 - 11-91 - Sols : reconnaissance et essais. Essai scissométrique en place. - -
NF P94-113 - 10-96 - Sols : reconnaissance et essais. Essai de pénétration statique. - -
NF P94-115 - 12-90 - Géotechnique. Sols : reconnaissance et essais. Sondage au pénétromètre dynamique type B. - -
NF P94-119 - 12-95 - Sols : reconnaissance et essais. Essai au piézocône. - -
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