Définition des forces de poussée et de butée
Ouvrages de soutènement - Poussée et butée

1.1 Généralités

Pour un ouvrage de soutènement simple, de type mur en béton retenant un massif de sol (figure 1), les types de sollicitations qui s’exercent sur ce mur sont :

• la force de pesanteur W, poids du mur, qui s'exerce sur la face du mur en contact avec le sol ;

• les trois forces de mécanique des sols :

  • la force de poussée (ou encore poussée) et on la note P _a, l’indice a précisant qu’il s’agit d’une force active. C'est la force du massif de sol s'exerçant sur la face amont du mur et qui a tendance soit à renverser le mur, soit à le déplacer horizontalement,

  • la force de butée (ou encore butée) et on la note P _p, l’indice p précisant qu’il s’agit d’une force passive (qui ne s’exerce qu’en réaction à un déplacement effectif). C'est la force qu'exerce le sol sur la face aval du mur, et qui a tendance à retenir le mur,

  • la force portante N ou R _b, verticale, et la force de résistance au glissement, T ou R _h, qui s'oppose au glissement du mur sur sa base sous l'action de la poussée.

1.2 Relation fondamentale entre pressions latérales et déplacements

Des expériences simples, sur modèles réduits, montrent que les valeurs des forces latérales précédemment introduites (forces de poussée et de butée) dépendent essentiellement des déplacements horizontaux de l’ouvrage de soutènement.

Supposons, par exemple, que l’on encastre légèrement à la surface horizontale d’un massif de sable un écran vertical parfaitement lisse et que l’on remblaie progressivement et horizontalement derrière l’écran, en appliquant à ce dernier des efforts de résultante générale P tels qu’il n’y ait aucun déplacement de l’écran (figure 2 a). Ce dernier étant parfaitement lisse, la force P est horizontale (pas de frottement entre l’écran et le massif). Elle est appelée « poussée...