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Les ingénieurs en géotechnique et en construction doivent fréquemment analyser le comportement mécanique des sols pour assurer la stabilité et la sécurité des ouvrages. Deux techniques principales d’investigation in situ : l’essai oedométrique et l’essai pressiométrique, permettent de caractériser la compressibilité, la résistance et la déformation du sol en conditions réelles. Ce guide offre une présentation synthétique, claire et précise de ces deux essais, leur méthode de réalisation, leur interprétation, et leur importance dans la conception.
1. L’Essai Oedométrique
1.1 Qu’est-ce que l’essai oedométrique ?
L’essai oedométrique vise à étudier la compression d’un échantillon de sol quand il subit une charge verticale. Il permet de déterminer la courbe de compressibilité (relation entre vide et contrainte), le module de consolidation, la pression de préconsolidation et d’autres paramètres liés à la déformation à long terme.
1.2 Principe et déroulement de l’essai
Un échantillon cylindrique est placé dans une cellule rigide appelée oedomètre, équipée d’un piston. La procédure se déroule en trois phases majeures :
- Saturation : pour éliminer l’air et assurer une saturation du sol,
- Chargement : application progressive de charges en paliers logarithmiques,
- Déchargement : retrait progressif des charges pour analyser la réversibilité.
Les déformations verticales du sol sous chaque palier, ainsi que le volume et la contrainte, sont enregistrés. La courbe obtenue fournit des informations précieuses sur la compressibilité du sol.
1.3 Analyse et résultats
Les principaux paramètres extraits sont :
- La courbe de compression (e-log σ’),
- Le module de compression (Mv),
- La pression de préconsolidation (σ’p),
- La courbe de tassement dans le temps (pour obtenir Cv).
Ces paramètres aident à prévoir le tassement différentiel, la stabilité et la durabilité de fondations ou remblais.
2. L’Essai Pressiométrique
2.1 Qu’est-ce que l’essai pressiométrique ?
L’essai pressiométrique est une technique in situ qui consiste à dilater une sonde cylindrique dans le sol via une injection de fluide, tout en mesurant la déformation radiale du terrain sous une pression contrôlée. Il fournit directement des caractéristiques mécaniques du sol en condition réelle.
2.2 Fonctionnement et équipements
L’équipement se compose de :
- Une sonde cylindrique dilatable, placée dans un forage,
- Un contrôleur de pression-volume (CPV),
- Des tubulures de liaison résistantes,
- Des cellules de mesure de déformation.
Grâce à cette configuration, l’essai permet d’appliquer une série de pressions croissantes, tout en enregistrant la déformation radiale. La courbe pression-déformation révèle notamment :
- Le module pressiométrique (E),
- La pression limite (pl),
- La pression de fluage (Pf).
2.3 Réalisation de l’essai
L’opération nécessite de forer un trou selon des normes précises. La sonde est insérée dans le forage, puis la pression est croissante jusqu’à la rupture ou à une limite définie. La courbe des déformations permet d’interpréter la capacité portante, la consolidation ou la rupture du terrain.
2.4 Analyse des résultats
Les résultats sont représentés par :
- La courbe "p – E" (pression – module),
- La pression limite pl, indicative de la résistance du sol,
- La pression de fluage Pf, correspondant à la déformation plastique.
3. Comparaison entre Essai Oedométrique et Essai Pressiométrique
Complémentarité : L’essai oedométrique est plus précis pour certaines propriétés mécaniques, mais l’essai pressiométrique donne une vision globale plus directe en terrain.
4. Domaines d’Application
Ces essais interviennent principalement dans :
- La conception de fondations deep ou superficielles,
- L’évaluation des tassements,
- La stabilité des berges ou levées,
- La caractérisation des sols faibles, molles ou rocheux.
Les résultats permettent également d’ajuster les modèles numériques ou d’optimiser les calculs de stabilité.
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Ces ressources constituent une base solide pour approfondir la compréhension des essais en génie civil, leur mise en œuvre, et leur importance pour assurer la qualité et la sécurité des ouvrages de construction.
5. Conclusion et recommandations
La maîtrise des essais in situ est essentielle pour approfondir la connaissance du terrain, réduire les incertitudes et garantir la pérennité des ouvrages. La précision lors de la réalisation de ces essais, le respect des normes, et une analyse rigoureuse des résultats sont des éléments clés pour une étude géotechnique réussie.
