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8/17/2019 tracee routier.pdf

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uelques règles pour la reconnaissancegéotechnique des sites compressibles

J ean-Pierre MAGNANChef de la section des ouvrages en terre

Département des sols et fondationsLaboratoire central

J ean-Paul BRUChef du groupe Mécanique des sols -

Géologie - SondagesLaboratoire régional de Bordeaux

Maurice PEIGNAUDAdjoint au directeur du

Laboratoire régional d'Angers

RÉSUMÉ

L'article propose une nouvelle formulation desrègles d'organisation des reconnaissances géotechniques pour les tracés linéaires et les zonesde sols compressibles, pour tenir compte del'expérience accumulée depuis une dizained'années dans le réseau des Laboratoires desPonts et Chaussées.On distingue quatre niveaux de reconnaissance,appelés respectivement « Enquête préliminairesur les sites et les sols» , «Reconnaissancegéotechnique sommaire », « Reconnaissancegéotechnique détaillée » et « Études géotechniques spécifiques ».Après une brève présentation de cette décomposition de la reconnaissance, les différentesphases de reconnaissance sont analysées defaçon détaillée au plan des objectifs, desmoyens, de l'organisation pratique et desrapports à fournir au maître d'œuvre. Desdensités d'essais et de prélèvements sontconseillées pour les reconnaissances « linéaires »et « bidimensionnelles ».

MOTS CLÉS : 41 - Sol - Compressibilité -Reconnaissance prospect.) - Organisation -Tracé des routes - Zone - Géologie Mécaniquedes sols - Essai - Sondage - Carotte - Prélève-ment Méthodologie /Géotechnique.

I N T R O D U C T I O N

L a partie des é t u d e s g é o t e c h n i q u e s qui conduit du premiercontact avec un site au document de s y n t h è s e qui servirade base aux calculs de dimensionnement des ouvrages à

éd i f i e r (remblais routiers, ouvrages d art, zones industrielles, b â t i m e n t s , etc.) est traditionnellement a p p e l é e« reconnaissance » . L a reconnaissance g é o t e c h n i q u e a uneimportance primordiale dans l é l a b o r a t i o n technique desprojets et, pour ê t re pleinement efficace, elle doit fourniren temps utile au m a î t r e d œ u v r e les é l ém en t s nécessa i re saux choix successifs qu il doit faire.

Dans le cas des routes et autoroutes, pour lesquelles lesp r o c é d u r e s d é l a b o r a t i o n des projets sont bien c o d i f i é e s ,la reconnaissance doit fournir des informations sur lessites et les sols à deux niveaux pour les projets de l administration : celui de l APS (avant-projet sommaire) etcelui de l A P D (avant-projet d é t a i l l é ) . Pour d autres typesd ouvrages, comme les zones industrielles, les choix nesont pas r e g r o u p é s en des phases aussi distinctes, mais ilest tout de m ê m e souhaitable de réa l iser la reconnaissancede f a ç o n progressive, en respectant le m ê m e principe : lesp r e m i è r e s é t u d e s sont peu dé ta i l l ées et la connaissance dessols augmente au fil de la reconnaissance.

Les Laboratoires des Ponts et C h a u s s é e s ont p u b l i é dès1971, dans l ouvrage i n t i tu l é « Etude des remblais sur solscompressibles. Recommandations des Laboratoires desPonts et C h a u s s é e s » (Bourges et al., 1971), un certainnombre de r èg les concernant le type et le nombre desessais et p r é l è v e m e n t s à r éa l i se r aux diverses é t a p e s de lareconnaissance des zones de sols compressibles dans le casdes projets routiers. Ces r èg les ont été r app e lées u l t é r i eurement sans modifications dans d i f f é r e n t s cours et ouvrages (Bourges et Pilot, 1977 ; Peignaud, 1977).

Le p résen t article se propose de reformuler les r èg les concernant la reconnaissance g é o t e c h n i q u e des t r acés routiers

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Bull, liaison Labo. P. et C h. - 108 - jull.-ao ût 1980 - Réf. 2476


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en site compressible, pour tenir compte de l e x p érience a c c u m u l é e au cours des dix a n n é e s é c o u l é e sdepuis leur formulation initiale, et de les c o m p l é t e rpa r des indications sur la reconnaissance des zonesde sols compressibles où l on souhaite implanterdes ouvrages de grande é t e n d u e (remblaiement pourzone industrielle, par exemple) et non plus seulement des structures l i n é a i r e s . A p r è s un rappel desd i ffé ren t s niveaux de la reconnaissance g é o t e c h n ique, les d i f f é r e n t e s phases de reconnaissance sonta n a l y s é e s de f a ç o n d é t a i l l é e au plan des objectifs,des moyens, de l organisation pratique et des « produits » à fournir au m a î t r e d œ u v r e . Des dens i t é sd essais et de p r é l è v e m e n t s sont c o n s e i l l é e s pour lareconnaissance des sites « l i néa i re s » et des sites« bidimensionnels ». Quelques r é f l e x i o n s et conseilspratiques à l attention des laboratoires ou bureauxd é t u d e s qui r éa l i sen t sur le terrain les reconnaissances sont é n o n c é s à la fin de l article.

L E S É T A P E S D E L A R E C O N N A I S S A N C E

Ainsi qu on l a r a p p e l é en introduction, la reconnaissance des sols doit ê t r e avant tout progressive,de f a ç o n à ce que le niveau des informationsd ordre g é o l o g i q u e et g é o t e c h n i q u e qu elle fournitsoit a d a p t é à la progression de la p r é p a r a t i o n duprojet. Cette progression est p a r t i c u l i è r e m e n t clairedans le cas des é t u d e s de t r a c é s routiers, qui nousserviront pour cette raison de cas de r é f é r e n c e , la

reconnaissance des sites d e s t i n é s à d autres usagesé t a n t a b o r d é e ensuite.

Reconnaissance des t r a c é s routiers

L a structure des reconnaissances r e c o m m a n d é e s en

France pour les é t u d e s de t r acés routiers a ét édécr i t e en d é t a i l dans les « Recommandations pourla reconnaissance g é o l o g i q u e et g é o t e c h n i q u e dest r acés » ( L C P C , 1980), qui situent les d i f f é ren tesé t a p e s de la reconnaissance par rapport aux phasesadministratives de l é l a b o r a t i o n des projets. Lam é t h o d o l o g i e que conseille ce document est particul ière à la France dans la mesure o ù le nombre et lad é n o m i n a t i o n des phases administratives et led é c o u p a g e de la reconnaissance qu elles supposentlu i sont propres. Mais dans l ensemble on peut direque la m é t h o d o l o g i e de la reconnaissance g é o t e c h n ique des t r acés routiers est assez bien d é f i n i e àl heure actuelle et qu elle varie peu d un pays à

l autre ( O C D E , 1979).Pour les projets de grandes routes de liaison dont let r a c é n est pas i m p o s é a priori par les contraintes del urbanisation, on peut distinguer s c h é m a t i q u e m e n ttrois phases successives dans la p r é p a r a t i o n du projet :

— d é f i n i t i o n des fuseaux possibles et choix d unfuseau,— d é f i n i t i o n d un t r a c é dans le fuseau retenu,— p r é p a r a t i o n du projet d e x é c u t i o n .

Définition de la zone d'étude

Topographie, économie,environnement Définition des fuseaux possibles

C omparaison des fuseauxC hoix d'un fuseau

Étude du projet. Phase 1 • Définitiond'une bande (1/10 000 e ) et estimationsommaire

ENQUETE PRÉLIMINAIRE SUR LES

SITES ET LES SOLS

RECONNAISSANCE GÉ OTECHNIQUE SOMMAIRE

Modifications éventuelles du projet pour simplifier lesproblèmes géotechniques - Choix du tracé définitif

Étude du projet. Phase 2 - Définitiondu tracé en plan et profil en long eten travers

RECONNAISSANCE GÊOTEC HNIQUE DÉTAILLÉE

ÉTUDES GÉOTECHNIQUES SPÉCIFIQUES

Calculs géotechniques

- + r « -

Projet définitif - Approbation

C onstructionFig. 1 — Insertion de la reconnaissance géotechnique

dans un projet de route.

Suivi du comportement des ouvrages

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L a figure 1 mont re la correspondance entre ces troisétapes du pro je t et les quatre niveau x qu' il est p r oposé de distinguer dans la reconnaissance des sites :

— enquête préliminaire sur les sites et les sols,— reconnaiss ance géotech nique somm aire ,— reconnaissance géotechnique détaillée *,— études géotechniques spécifiques *.

Ce découpage de la reconnaissance ne présente pasde différence fondamentale par rappor t aux prat iques conseillées dans les doc umen ts antérieurs, àune exception près, qui est développée plus loin : lesreconnaissances géotechniques sommaire et détailléene devraient plus différer par les moyens mis enœuvre mais uniquement par la densité de la reconnaissance, l 'expérience ayant montré que p o u r lessites compressibles, notamment, il est indispensableà toutes les étapes du projet de connaî tre non seulement la géométrie des cou che s, mais ég aleme nt leurnature exacte et leurs propriétés mécaniques. Dans

cette optique nouvelle, la reconnaissance géotechnique détaillée viendrait préciser la descript ion sommaire des couc hes dé finie lors de la reconnaissancegéotechnique sommaire.

Reconnaissance des sites des autres types d ouvrages

P a r m i les proje ts autres que routiers, i l est possiblede distinguer les proje ts d'ouvra ges linéaires(cana ux, voies ferrées, oléoduc s, etc.), do nt l 'ap proche au plan géotechnique est absolument identique àcelle retenue pour les routes, et les projets d 'ou vrages « b idimensionnels », qui nécessitent la recon

naissance d'une zone de superficie parfois étendue.

P o u r ce second type d'ouvrages, l 'organisation de lareconnaissance géotechnique doit respecter les troismêmes principes de base que p o u r les projetsd'ouvrages linéaires :

— la progressivité des études (du plus sommairevers le plus détaillé),— la décompos i t ion en quatre niveaux de reconnaissance,— la différenciat ion par la seule densité des essaiset prélèvements des reconnaissances géotechniquessommai re et détaillée.

L a principale différence entre les reconnaissances detracé (ou linéaires) et les reconnaissances de zones(ou bidimensionnelles) réside de ce fait dansl ' implan ta t ion des essais et sondages sur le terrain etplus précisément dans la f o r m e de la maille adoptéep o u r les sondages. P our le reste, il est proposé deretenir la même dénomina t ion des n iveaux de lareconnaissance :— enquête préliminaire sur les sites et les sols,— reconnais sance géotechn ique so mma ire,— reconnaissa nce géotechn ique détaillée,— études géo techniqu es spé cifiques .

Pour la reconnaissance des tracés routiers, i l est généralementadmis que la reconnaissance géotechnique détaillée des sites com-pressibles est une étude géo technique spécifique au même titreque les études de fondations, etc.

E N Q U Ê T E P R É L I M I N A I R E SUR LE S S I T E SE T LE S S O L S

C ette première phase obliga toire de toute reconnaissance géotechnique consiste en une recherche rapidedes contraintes géotechniques propres au site étudiéen tirant parti de la documentation existante :

— cartes topographiques,— cartes géologiques,— cartes pédologiques,— études géologiques et géotechniques faites antérieureme nt dans la zone concernée ou dans des f o r m ations géologiques identiques,— photographies aériennes,— biblio graph ie régionale publiée ou non,— etc,

complétées par des info rma tions recueillies sur le terrain lors de la visite qu'il est indispensable de faire surle site (stratigraphie, dans les zones où elle est apparente, écoulement des eaux, enquê te auprès des hab itants, etc.).

Cette étude rapide des contraintes géotechniques set radui t par l'établissement d'une carte géologique(fig. 2), co mmen tée po ur chaq ue for ma tion représentée par des fiches géotechniques définissant les pa ramètres géologiques, hydrogéologiques et géotechniques connus.

D a n s le cas des études de tracés (linéaires), cette cartesert à la prépara t ion d un d o c u m e n t de synthèse quipeut avoir la fo rme d un schéma ou d'une carte des

' / / / \ Argile |]||| | | | | | Limon }] if\ Sables et graviers E au

Tourbière \ * \ Rocher

Points particuliers

1 - Érosion de la berge du cours d'eau

2 - Déformation de f luage des berges du cours d'eau3 - Glissement ancien dans l argile4 - Tassement important de la culée d un pont

Fig. 2 — C arte de synthèse géologique d'une enquête préliminaire surles sites et les sols (d'après K nutson, 1977).


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« co ntraintes géo technique s ». P o u r les projets deroutes, le d o c u m e n t « Naissance d un avan t-proje tsommaire simplifié d'autoroute concédée » ( C E T E deNantes , 1976) propose de classer ces « contraintesgéotechniques » en trois catégories, par ordre croissant de difficulté :

1. — Absence de difficulté géotechnique décelable apriori.

2. — C ontraintes géotechniques à incidence économique marquée (talus ou déblai instable, petites zonesde sols compressibles, absence de matériau de remblai , présence d'une nappe d'eau potable, etc.).

3. — « P o i n t dur » (zones de franchissement difficile sur le plan technique telles que vastes zones de solstrès compressibles, instabilité générale d un versant,grands ouvrages d'art, etc.).

U ne prés entatio n ana logu e peut être ado ptée p ou rtoutes les reconnaissances de tracé ou de zones.L 'enquête prél iminaire sur les sites et les sols se c o nclut par la rédact ion d 'u n rappo rt co mportan t les troisparties suivantes :

— liste des trava ux effectués et des sources d'in formation localisées,— appréciat ion prél iminaire des sites et des sols c oncernés par le projet,— recommanda t ions pour la suite de la reconnaissance.

E n règle généra le, c'est grâce à cette enquête préliminaire que sont détectés les sites c ompres sibles et le présent article vise donc les phases ultérieures de la reconnaissance.

R E C O N N A I S S A N C E G É O T E C H N I Q U ES O M M A I R E

Première phase, plus légère, de la reconnaissance géotechnique pro pre men t dite, la reconnaissance géotechnique sommaire a pour object i f de dégager rapidement les gros prob lèmes qui seront rencontrés sur lesite co mpres sible considé ré. E lle do it do nc fo ur ni rassez d ' info rmation s pou r l 'évaluat ion ap prox imative :

— des amplitudes et vitesses des tassements à attendre,

— de la stabilité des ouvrages,— des phases de construct ion et des techniqu es spéciales à prévoir (banquettes latérales, drains, etc.),— des risques enco urus du fait de la faible densité dela reconnaissance réalisée jusqu'à ce poin t de la préparat ion du projet.

C ette phase de la reconnaissance s'achève par larédact ion d un rap po rt co mpo rtan t quatre parties :

— liste des trava ux effectués,— synthèse géotechnique des sols rencontrés sur lesite, sous forme de coupes en long et en travers sur lesquelles sont portés les sondages et leur interprétation,— indicat ions sur les problème s posés par l ' implantat ion du projet (tassements, dispositions à prévoir pourla construction, conditions de fonda t ion des structures et ouvrages d'art),— défini t ion de la reconnaissance géotechniquedétaillée.

Les moyens utilisés pour les interventions sur le sitesont main tenan t classiques (A ma r et M a g n a n , 1980) :

— péné tromètres statiques à pointe électrique,— scissomètres,— tarières,— carottiers à piston stationnaires.

L 'ensemble « bât i de fonçage — scissomètre — péné-tromètre — carottier à piston stationnaire » développé par les Laboratoires des P on ts et Chaussées estbien adapté à ce type de reconnaissance, même si,c o m m e on le précisera plus l o in , tous les problèmesd'accès au site ne sont pas résolus par la relative légèreté du matériel.Les essais scissométriques sont réalisés à la fréquenced'un tous les mètres de p r o f o n d e u r (au moins) , lesessais au pénétromètre sont réalisés en con t inu et lesprélèvements de sol sont effectués sur toute l'épaisseur compressible.

La répartition conseillée des essais de laboratoire surles carottes prélevées en con t inu (par tranche de unmètre) au carottier à piston stationnaire (C P S ) est lasuivante :

1. Essais d'identification— teneur en eau w : tous les 50 cmou 100 cm,— l i m i te s d ' A t t e r b e rg w L , w P : dans cha quecouche *,— teneur en matières organiques (M O ) : dans ch aqu ecouche *,— poids volum ique y : en continu (banc de g a m m a -densimétrie), avec quelques points de contrôle,— granulométr ie : dans chaque couc he *,— test d 'hu mific at ion de Von P o s t : dans cha quecouche de sol organique *.

2. Essais œdométriques— un essai de compressibilité à court terme et unessai de fluage par couche.

3. Essais triaxiaux— une série d'essais consolidés-non drainés (C U)par couche * (3 éprouvettes).

Reconnaissance de t r acés

L a maille d'interve ntion sur le site d un tracélinéaire comporte naturellement une forte majoritéd'essais ou carottages implantés sur l axe du projet.L 'expérience a toutefois montré que la reconnaissance des sols de part et d'autre de l axe est indispensable, ce qui c o n d u i t à la maille de reconnaissance représentée sur la figure 3.

L' implan ta t ion de ce réseau de sondages pour unprojet donné s'effectue en deux temps :

— on divise d 'abord le tracé en zones a priorihomogènes (en considérant la traversée d un coursd'eau comme limite obligatoire de zones) :

— dans chaque zone on implante un n o m b r e demailles adéquat (au m i n i m u m une maille complètepar zone ; dans les zones étendues, on doit prendreL < 250 m). L a figure 4 donne deux exemples dedéterminat ion de la valeur de L.

* Dans les couches épaisses, on pourra réaliser une série d'essaistous les 4 ou 5 mde profondeur.

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• CPS Pénétromètre X Scissomètre T Tarière

Fig. 3 — Maille des sondages pour la reconnaissancegéotechnique sommaire d un tracé.

CPS

Pénétromètre

X Scissomètre

T Tarière

Fig. 5 — Maille des sondages pour la reconnaissance géotechniquesommaire d'une zone de sols compressibles.

300 m 500 m• P

1 maille 1 maille

L=300 = 75m L =5 = 2 5 m4 4

Ŝ S S ols compj;essibles ĤHH

1 000 m 5 000 m5 mailles

L = 250 m€3 Sols c ompressible

Fig. 4.

- -.---.̂--̂--=--:-̂=--̂J Sols compressib

Choix de la maille des sondages de la reconnaissancegéotechnique sommaire.

Il est rare, en pratique, de pouvoir r éa l i se r les sondages de reconnaissance selon un maillage parfaitement r égu l i e r, du fait notamment des d i ff i cu l t é s

d a c c è s f r é q u e n t e s dans les sites de sols compressibles. Il convient en fait d utiliser au mieux les facilité s existantes (routes et chemins, pour l essentiel)lors de l implantation des sondages. Dans tous lescas, il est d ailleurs absolument indispensable d allerpartout sur le site et, notamment, de suivre à piedl axe du projet sur toute sa longueur.Pour ce qui concerne la profondeur j u s q u à laquelleles sondages doivent descendre, la règ le est qu ilfaut r e c o n n a î t r e s y s t é m a t i q u e m e n t toute l épa i s seurdes sols compressibles, en descendant jusqu au subs-tratum rocheux en quelques points (notammentaux abords des ouvrages, pour d é t e r m i n e r la profondeur maximale des fondations profondes é v e n

tuelles). Dans certains cas, relativement rares enFrance, où l é p a i s s e u r compressible est t rès importante par rapport aux dimensions de la zone charg é e , on pourra limiter certains sondages à environdeux fois la largeur de la charge a p p l i q u é e à la surface du sol, en restant conscient de l incertitudes u p p l é m e n t a i r e que l on introduit ainsi dans le projet.

Reconnaissance de zones

Lorsque le projet à l é t u d e concerne une zone desols compressibles de superficie importante, on nepeut plus se contenter d une disposition l i néa i re dessondages. La figure 5 p r é s e n t e la maille ca r rée dec ô t é L que l on peut utiliser pour aborder la reconnaissance d une zone compressible au niveau de lareconnaissance g é o t e c h n i q u e sommaire.

Pour l implantation pratique de cette maille de sondages sur le site à é t u d i e r, il faut bien sûr tenircompte des conditions d a c c è s sur le site et de laforme g é o m é t r i q u e de la zone c o n c e r n é e , qui peutconduire à d é f o r m e r la g é o m é t r i e de la maille, maisil est c o n s e i l l é de conserver l esprit de la figure 5(un maillage l â c h e de sondages à la t a r i è re et aucarottier à piston stationnaire et d essais s c i s s o m é t r i -ques, sur lequel on place un maillage plus densed essais de p é n é t r a t i o n ) faute de pouvoir s en tenir àsa lettre.

Comme dans le cas des reconnaissances de t r a c é , ilconvient de r e c o n n a î tr e s y s t é m a t i q u e m e n t toutel é p a i s s e u r des sols compressibles, en descendant parendroit jusqu au substratum rocheux, et il est indispensable de parcourir à pied le site à é t u d i e r avantde dé f in i r l organisation m a t é r i e l l e de la reconnaissance.

L e choix du c ô t é L de la maille de reconnaissance

s effectue dans des conditions semblables à celui dela maille des reconnaissances de t r acés l inéa i res :pour les grandes é t e n d u e s de sols compressibles, onretient : L = 500 m (ce qui correspond aux nombres de sondages suivant par hectare : 0,16 essai dep é n é t r a t i o n ; 0,02 essai s c i s s o m é t r i q u e ; 0,02 sondage à la t a r i è re et 0,02 sondage c a r o t t é au CPS).Pour les zones de dimensions i n fé r i eures à 500 m,on dispose sur le site les essais correspondant à unemaille unique, soit en pratique un sondage ca ro t t éet un essai s c i s s o m é t r i q u e au centre de la zone etneuf essais de p é n é t r a t i o n r é g u l i è r e m e n t e s p a c é s àl entour (fig. 6).

• CPS

X Scissomètre

^ Pénétromètre

Fig. 6 — Répartition dessondages (maille unique)pour la reconnaissance géotechnique sommaire deszones compressibles peuétendues.

Pour une meilleure a p p r é h e n s i o n de la g é o m é t r i edes couches de sols « normaux » (non compressibles) sur de grandes surfaces, les m é t h o d e s deg é o p h y s i q u e s a v è r e n t souvent i n t é r e s s a n t e s . Pouiles sites de sols compressibles, qui sont souventm a r é c a g e u x et parfois i n o n d é s et comportent relativement souvent des couches de tourbe, ces m é t h odes sont malheureusement souvent inutilisables( i m p o s s i b i l i t é d o p é r e r sous l eau, d i f f i c u l t é s d interp r é t a t i o n dans le cas des tourbes, etc.).

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R E C O N N A I S S A N C E G E O T E C H N I Q U ED É TA I L L É E

Une fois e f f e c t u é s les choix dé f in i t i f s concernant let r a c é ou l a m é n a g e m e n t du site compressible, onpeut commencer la reconnaissance g é o t e c h n i q u ed é t a i l l é e qui doit fournir les bases du dimensionne-ment du projet en zone courante (pour les p r o b l èmes particuliers, tels que les fondations d ouvragesd art ou la construction dans une zone p a r t i c u l i è r ement diff icile, on effectue des é t u d e s g é o t e c h n i q u e ss p é c i f i q u e s ) .

Cette phase de la reconnaissance s a c h è v e par lar é d a c t i o n d un rapport comportant trois parties :1. — liste des travaux e f f e c t u é s ;2. — s y n t h è s e de l é t u d e g é o t e c h n i q u e avec :

• d é c o u p a g e du t r a c é ou du site en zones homog è n e s au plan g é o t e c h n i q u e ,• profil g é o t e c h n i q u e type des sols dans chacune

de ces zones, avec les r é su l t a t s dé ta i l l é s de tousles essais e f f e c t u é s (sous forme de feuilles de sondage) et les c a r a c t é r i s t i q u e s moyennes des couches à prendre en compte pour les calculs de stabi l i t é et de tassements ;

3. — indications sur les reconnaissances c o m p l émentaires é v e n t u e l l e m e n t n é c e s s a i r e s et les é t u d e sg é o t e c h n i q u e s s p é c i f i q u e s à réal iser.

Ainsi qu on l a i n d i q u é p r é c é d e m m e n t , les moyensmis en œ u v r e lors de la reconnaissance g é o t e c h n i q u ed é t a i l l é e sont les m ê m e s que pour la reconnaissanceg é o t e c h n i q u e sommaire, la seule d i f f é r e n c e entre cesdeux niveaux de la reconnaissance provenant de la

d e n s i t é des sondages.Ainsi, les p r é l è v e m e n t s d é c h a n t i l l o n s intacts sont-ilsréa l i sés sur toute l é p a i s s e u r des couches compressibles, avec la m ê m e d e n s i t é d essais de laboratoire,tandis que les essais au s c i s s o m è t r e sont e x é c u t é snormalement à raison d un essai tous les m è t r e s deprofondeur (un essai tous les 50 cm lorsque la stabil i té est critique). Lors de cette phase de reconnaissance, on ne fait normalement pas de nouveauxsondages à la t a r i è re .

L a r é p a r t i t i o n souhaitable des sondages à r éa l i se r autitre de la reconnaissance g é o t e c h n i q u e d é t a i l l é e esti n d i q u é e sur la figure 7 pour la reconnaissance dest r acés l inéa i res et sur la figure 8 pour la reconnaissance de zone de sols compressibles. Dans les deuxcas, les nouveaux sondages sont i m p l a n t é s par r é férence à la maille a d o p t é e pour la reconnaissanceg é o t e c h n i q u e sommaire. Lorsque les longueurs der é f é r e n c e L deviennent trop petites (dans le cas dezones compressibles de faible é t e n d u e ) , on peutr é d u i r e la d e n s i t é des nouveaux sondages de f a ç o n àne pas descendre en dessous d une distance entresondages ou essais d une cinquantaine de m è t r e s .

A l issue de la reconnaissance g é o t e c h n i q u e d é t a i ll ée , la d e n s i t é des sondages en zone courante est lasuivante :

— pour les t r a c é s , par maille de 4L = 1 000 m delongueur : 4 sondages c a r o t t é s au CP S , 1 sondage àl a t a r i è re , 10 essais s c i s s o m é t r i q u e s , de 8 à 16 essaisde p é n é t r a t i o n ;

50 m

50 m

Maille(Longueur 4 L|

I ^ -

—

+ M J . A x e

Reconnaissance géotechnique sommaire• CPS ^ Pénétromètre Scissomètre

Reconnaissance géotechnique détaillée• CPS ^ Pénétromètre Scissomètre

T Tarière

Fig. 7. Maille des sondages pour la reconnaissance géotechniquedétaillée d un tracé.

V 4

Reconnaissance géotechnique sommaire• CPS ^ Pénétromètre ^ Scissomètre T Tarière

Reconnaissance géotechnique détaillée• CPS ^ Pénétromètre Scissomètre

Fig. 8. — Maille des sondages pour la reconnaissance géotechniquedétaillée d'une zone de sols compressibles.

— pour les zones, par hectare de superficie :0,06 sondage c a r o t t é au CP S ; 0,02 sondage à la

t a r i è re ; 0,08 essai s c i s s o m é t r i q u e ; 0,64 essai dep é n é t r a t i o n au maximum ; soit un total de 20 essaispour 25 ha.

E T U D E S G É O T E C H N I Q U E S S P É C I F IQ U E S

Les d i ffé ren tes é tapes de la reconnaissance qui viennent d ê t re pa ssées en revue avaient pour objectif decarac té r i se r la distr ibution et les p r o p r i é t é s des solscompressibles dans toute l emprise du projet, def a ç o n à permettre le dimensionnement de l ouvrageen zone courante. Les é t u d e s g é o techniques spéc i f iques c o m p l è t e n t cette reconnaissance pour r é s o u d r e

certains p r o b l è m e s particuliers :— p r o b l è m e s ponctuels, dans le cas des fondationsd ouvrages d art routiers ou des fondations desstructures é d i f i é e s sur une zone industrielle,— ou p r o b l è m e s p a r t i c u l i è r e m e n t difficiles dans unepartie du projet, dans le cas, par exemple, d unezone o ù les sols sont t rès mous et t rès compressibleset o ù l on souhaite éc la i rc i r certains points ducomportement r ée l du sol (amplitude des tassements, s t ab i l i t é , vitesses de consolidation, ca rac tè redrainant de certaines couches, frottement néga t i fsur des pieux, etc.).

Les é tudes de fondations n é c e s s i t e n t la r é a l i s a t i o n

d essais en place, principalement p r e s s i o m é t r i q u e s etp é n é t r o m é t r i q u e s , à l emplacement p r é v u pour lesouvrages ( S E T R A - L C P C , 1972). Pour la r é s o l u t i o ndes p r o b l è m e s difficiles de sols compressibles, onpeut recourir à des remblais d essai (Magnan et

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Mieussens, 1980) ou à des essais complémentairesspéciaux (mesure de la perméabilité du sol en place,par ex emple ; Mieus sen s et Duc ass e, 1977). O n sereportera aux documents cités pour plus de détailssur ces aspects de la reconnaissance.

C O M M E N T A I R E S E T C O N S E I L S P R A T I Q U E S

U ne pa rtie des prob lème s renco ntrés dans les pro jetscourants provient de reconnaissances géotechniquesma l conç ues ou ma l co nduites : absence de sondagesdans certaines zones critiques, essais inadaptés aubut recherché, interprétation erronée de résultats desondages et d'essais. Le présent article est né decette constatation et du désir des auteurs de rappeleret préciser les règles à respecter pour une organisation optimale des travaux de reconnaissances dessites compressibles, non seulement pour les projetsroutiers , mais aussi po ur les proje ts d'a mén agements urbains ou industriels sur sites compressiblesà la périphérie des villes, dont la fréquence va croissant.Si les indications données pour la reconnaissance dezones compressibles sont formulées pour la premièrefois, elles sont conformes aux densités d'essais et desondages exécutés au cours des dernières années enFrance, dans la zone d'action des Laboratoiresrég ion aux d'A ng ers et de B ord ea ux . Po ur ce qu i estdes reconnaissances de tracés routiers, les modifications proposées aux consignes antérieures sontquantitativement peu importantes et l'on s'en esttenu aux deux principes de la progressivité des études et de la division de la reconnaissance en quatre

étapes successives, mê me si dans un certain no mb rede cas l'urgence des études conduit en pratique àentremêler les opérations relatives à ces quatre étapes. Seule modification qualitative, mais fondamentale, la réalis ation d'essais méca nique s (sciss omètreen place et essais cedométriques et triaxiaux en laboratoire) dès la reconnaissance géotechnique sommaire doit permettre d'évaluer assez tôt les difficultés réelles du projet pour que les décisions nécessaires soient prises en temps utile. Ce tte m od ifi c ati on ,qui tend à augmenter la consistance et donc le coûtdes premiè res phases de la reco nnais sanc e, app araî ttout à fait indispensable à l'heure actuelle car elleva dans le sens d'une meilleure estimation du coût

réel des projets, même si l'on a parfois tendance àconsidérer depuis quelques années que les économiesbudgétaires do iven t se tradu ire égalem ent pa rdes économies sur les études géotechniques préliminaires.C o mm e on l 'a indiqué dans l ' in trodu ctio n de cetarticle, la reco nnaiss ance do it être progres sive. C etteprogressivité, qui se traduit par la division de lareconnaissance en plusieurs étapes, doit égalementêtre respectée chaque fois que c'est possible à l'intérieur de chacune de ces étapes, les premiers essaisou sondages réalisés pouvant influencer la position,le nombre ou même la nature des sondages ultérieurs . C ela suppo se nature llem ent qu 'u ne ce rtaine

liberté d'appréciation soit laissée au responsable dela reconnaissance géotechnique.

Il est d'autre part nécessaire d'étudier de façon plusdétaillée les zones critiques (zone très défavorable

du point de vue de l'épaisseur, de la compressibilitéo u de la stabi lité des sols co mpre ss ibles , zon e o ùl'épaisseur du remblai est maximale, remblai d'accèsà un ou vrage d'a rt, etc.). Un e faç on de le faire,dans le ca dre gén éral qui vient d'ê tre déc rit, c ons isteà déformer la maille de la reconnaissance ; on peutaussi rajouter quelques sondages dans ces zones cri

tiques.D u poi nt de vue pra tique , la réalis ation des rec onnaissances décidées sur plans rencontre souvent desdifficultés impo rtantes , s inon ins urmo ntable s :mê me pou r le matérie l déve loppé par les L P C po urla rec onna iss anc e des sites co mpre ss ible s, qui- sedé mo nte en éléments transpo rtables à dos d' ho mm e ,l'accès de certaines zones marécageuses, souventinond ées , dép ourv ues de pistes et parfo is reco uvertes d'une végétation dense ou d'arbres serrés, posedes problèmes insurmontables dès qu'il faut parcourir quelque s dizaines de mètres. O n doit do nc chercher dans la mesure du possible à implanter les sondages et essais en place sur des voies d'accès existantes, même au prix d'une certaine déformation dela maill e théo rique de la reconn aiss ance . Mais po urles sondages restants, qu'il faut réaliser dans deszones inaccessibles, la meilleure solution actuelleconsiste à transporter le matériel à l aide d'enginsspécialement conçus pour la circulation sur les solsde faible portance.

L or s de l'e nqu ête pré lim in ai re sur les sites et lessols, la ph oto gra ph ie aérienne perm et d 'obs erve rl état réel des sites à étudier. Mais il faut être p rudent lors de l'interprétation des différents types declichés qu'elle fou rn it et ne pas en attendre d'in dic ations autres que qualitatives . L a p ho togr ap hieaérienne oblique (Aubert et al., 1979) peut permettre de visualiser de façon beaucoup plus précise lesparticularités morph olo giqu es et hydrolo gique s dessites étudiés.

Les sondages à la tarière donnent une idée exacte dela disposition des couches lorsque ces couches sesuccèdent dans l ordre sols fins - sols granus à partir de la surface (exemple : argile - tourbe - sable -graviers). Dans le cas, par contre, où l'on a unesuc ces sion de couc hes d u type « tou rbe - vase -sable - vase », on ne pourra déceler l'existence de lacouche inférieure de vase qu'au prix d'un tubage dela couche de sable (par exemple, à la tarière

creuse) : sans ce tuba ge , on remo nte ra à la su rfac e dusol un sable vasard ou peut-être une vase sableuse.T ou tef oi s , si la tarière est pe u ada ptée aux succ ess ionsde vases et de sables, le pé né trom ètre est ca pab le po ursa part de distingue r ces alternances, l'a dj on cti ond'un piézomètre derrière la pointe du pénétromètreren da nt cette dis tinc tion enc ore plus nette, du fait d ucontraste des perméabilités des différents types desols. D e tels appare ils on t été testés, par exe mple , pa rTo rstens so n (1975) et Wis sa et al. (1975). U n matérie lde ce type est en cours de diffusion dans les Laboratoires régionaux.

L a form ul atio n de principes généraux dans undomaine où les conditions locales peuvent être trèsdifférentes d'un site à l autre est un exercice difficile.Les règles énoncées dans le présent article sont certainem ent correctes « en moy en ne ». E lles ne do iven tce pe nda nt pas être érigées en lois : on de vra it p lu tôt

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les c o n s i d é r e r comme une r é f é r e n c e que le responsablede la reconnaissance peut modifier, compte tenu deson e x p é r i e n c e personnelle et sous sa r e s p o n s a b i l i t é ,pour diminuer ou augmenter le nombre des sondagessuivant que le site est dé jà t r è s bien connu ou au contraire t rès complexe ou pour utiliser des moyens dereconnaissance dont il a une habitude pa r t i cu l i è re( p é n é t r o m è t r e dynamique l ége r ou p é n é t r o m è t r e statique à main, par exemple), l essentiel é t a n t d obtenirune connaissance fiable des sols de fondation pour leprojet.

C O N C L U S I O N

Base naturelle des calculs de dimensionnement desremblais et fondations d ouvrages, la reconnaissancedes sols doit ê t r e r éa l i sée avec m é t h o d e . L a division de

la reconnaissance en quatre é t a p e s de plus en plusd é t a i l l é e s , dont la consistance est d é f i n i e pour chacune à la fin de l é t a p e p r é c é d e n t e , permet en généra ld atteindre l objectif v i s é , qui est d ê t r e averti entemps utile de la d i f f i c u l t é des p r o b l è m e s g é o t e c h n iques et de disposer en fin de reconnaissance de tousles é l é m e n t s n é c e s s a i r e s au dimensionnement. Pour l areconnaissance des t r a c é s en sites compressibles et deszones de sols compressibles, les indications d o n n é e sdans le p r é s e n t article constituent une base satisfaisante pour l organisation pratique des interventionssur le terrain. Bien que d é p o u r v u e s de justificationst h é o r i q u e s , ces indications m é t h o d o l o g i q u e s peuventêtre suivies avec confiance, l e x p é r i e n c e de p r è s devingt a n n é e s d é t u d e s de routes en site compressibleayant servi à leur é l a b o r a t i o n dans le r é s e a u des Laboratoires des Ponts et C h a u s s é e s .

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