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.
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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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Essai pressiométrique MénardArticle inclus dans l'offre
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2. Essai au scissomètre de chantier
On appelle essais en déformation les essais qui donnent une courbe continue de chargement du sol, depuis un état réputé au repos jusqu’à une valeur jugée ultime et qui est définie le plus souvent conventionnellement.
Les essais classiques qui se rattachent à cette famille sont les essais au scissomètre de chantier et les essais d’expansion de cavité dont la variante principale est l’essai au pressiomètre Ménard, encore appelé essai Ménard.
Le scissomètre de chantier ou encore, par simplification de langage, le scissomètre, est un appareil de mesure en place de la cohésion des sols fins (argiles molles, limons et vases). Il est décrit par la norme française NF P 94-112.
2.1 Principe de l’essai
Le principe de l’essai est représenté sur la figure 17 : un moulinet d’acier à quatre pales est foncé dans le terrain (sans avant-trou) par l’intermédiaire d’un train de tubes. La profondeur retenue pour l’essai étant atteinte, l’appareil est immobilisé pendant un court instant puis le moulinet est entraîné en rotation depuis la surface par l’intermédiaire de tiges placées à l’intérieur du train de tubes.
Cette rotation provoque le cisaillement du sol au voisinage des pales et une surface de cisaillement se développe à l’interface entre le cylindre de sol entraîné par le moulinet et le massif de sol en place. La surface cisaillée est pour l’essentiel constituée par la surface latérale du cylindre, mais comprend également les deux surfaces horizontales d’extrémité.
Durant la rotation du moulinet, on mesure simultanément le moment de torsion T nécessaire en fonction de la rotation θ appliquée. On obtient une courbe dont l’allure est indiquée sur la figure 18.
Le couple de torsion T est directement relié à la résistance au cisaillement du sol τ par la relation :
où K est un coefficient fonction de la géométrie du moulinet.
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Essai au scissomètre de chantier
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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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