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 au scissomètre de chantierArticle inclus dans l'offre
"Mécanique des sols et géotechnique"
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1. Essais pénétrométriques
Ces essais déterminent directement une résistance limite du sol. Les pénétromètres se subdivisent en pénétromètres dynamiques (enfoncés dans le terrain par battage) et les pénétromètres statiques (appelés quasi-statiques par certains auteurs), qui sont vérinés dans les terrains à vitesse lente et régulière. L’essai de pénétration au carottier (appelé aussi « essai de pénétration standard » ou SPT) occupe une place particulière, bien que s’apparentant sur certains points aux essais de pénétration dynamique.
1.1 Pénétromètres dynamiques
Un pénétromètre dynamique est un appareil constitué essentiellement par un train de tiges, à l’extrémité inférieure duquel est placée une pointe conique d’un diamètre supérieur à celui du train de tiges (figure 1).
L’ensemble est battu dans le terrain sous l’action de chocs répétés, exercés sur la tête du train de tiges par une masse (le mouton de battage) tombant en chute libre d’une hauteur constante. La pointe débordant par rapport au train de tiges, il se crée un espace annulaire entre ce train de tiges et le sol.
Un sondage au pénétromètre dynamique consiste à enfoncer l’appareil dans le terrain jusqu’à une profondeur donnée, en général limitée par la capacité de pénétration de l’appareil lui-même.
L’opérateur relève le nombre de coups nécessaires pour enfoncer l’appareil sur un pas de profondeur fixé, en général 10 cm. On peut ensuite tracer le profil de résistance du sol correspondant en fonction de la profondeur atteinte par la pointe.
En France, deux types de pénétromètres dynamiques sont normalisés : les pénétromètres de type A et les pénétromètres de type B.
HAUT DE PAGE1.1.1 Pénétromètres dynamiques de type A
Ces appareils, dits par abréviation PDA, et l’essai correspondant sont décrits dans la norme NF P 94-114 de décembre 1990.
L’énergie de battage, la nature, la géométrie et les...
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Essais pénétrométriques
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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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