Définition et domaines d’application
Mécanique des roches - Généralités

1.1 Mécanique des roches et mécanique des sols

La distinction entre roche et sol repose essentiellement sur la cohésion du matériau. Un sable sec et propre ne possède pas de cohésion, une argile ou un sable argileux possède une cohésion faible qui peut être détruite par agitation dans l’eau. Une roche possède une cohésion de cimentation qui lie fortement ses éléments entre eux.

En fait, un continuum existe entre roche et sol, comme le montre un profil d’altération de granite par exemple : on passe graduellement de la roche saine en profondeur à une arène granitique en surface (sable argileux).

La limite entre roche et sol peut aussi être définie conventionnellement par un seuil de résistance en compression uniaxiale : les roches se situeraient au-dessus de 1 MPa environ, les sols en dessous.

À l’échelle de l’ouvrage, les discontinuités du massif rocheux jouent un rôle fondamental, à la fois mécanique et hydraulique : ce sont les joints sédimentaires, les diaclases, les failles, ou la schistosité, dont la description constitue une partie importante de l’étude géotechnique [1]. Ces discontinuités sont peu marquées, voire inexistantes, dans les massifs de sols meubles, en raison de la déformabilité de ceux-ci, qui les oppose aux roches rigides à comportement plutôt fragile.

1.2 Principaux domaines d’application en génie civil

Dans les travaux au rocher, l’ingénieur doit répondre à différentes questions :

• stabilité : par exemple, évaluer le risque de chute de blocs à partir d’un talus ou d’une falaise, ou le facteur de sécurité vis-à-vis de la rupture d’une fondation en bordure de plateau ;

• déformation : estimer le tassement sous une fondation, ou la convergence d’un tunnel ;

• extraction (abattage) : définir les conditions d’une utilisation optimale de l’explosif, vis-à-vis du massif resté en place, qu’il faut endommager le moins possible, ou des vibrations causées sur les constructions voisines ;

• concassage : choisir la technique permettant d’obtenir la granularité souhaitée, pour un coût minimal...