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Qu'est-ce qu'un essai géotechnique ?​

Les essais géotechniques consistent en une série de tests réalisés directement sur le terrain afin d’analyser les caractéristiques mécaniques, hydrologiques et géophysiques du sol.

Les résultats issus de ces essais permettent d’orienter les décisions techniques concernant les fondations, les remblais et les systèmes de drainage.

Pourquoi réaliser des essais géotechniques ?

En complément des sondages, les essais géotechniques permettent d’identifier avec précision les propriétés du sol, notamment sa portance, sa perméabilité et son comportement face aux charges.

Ces investigations sont entre autres indispensables pour anticiper les tassements éventuels du sol, identifier les risques de mouvements de terrain (glissements, effondrements) et dimensionner les fondations de manière optimale.

Quelles sont les différentes phases d'un essai géotechnique ?

La réalisation des essais géotechniques suit un processus structuré en plusieurs étapes, chacune étant déterminante pour garantir la fiabilité des données collectées sur le terrain.

Cette première étape consiste en une reconnaissance minutieuse du terrain. Cette visite sur site permet de :

  • Observer les conditions locales : topographie, végétation, présence d’eau, etc.
  • Identifier les ouvrages existants : bâtiments, réseaux, etc.
  • Repérer les traces d’anciennes constructions : fondations, remblais, etc.
  • Analyser la géologie locale : en consultant les cartes géologiques disponibles.

Il faut noter que cette première phase permet de définir les zones d’intérêt pour les sondages et déterminer les profondeurs à explorer.

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    Quels sont les différents types d’essais géotechniques ?

    Essai pressiométrique

    L’essai pressiométrique est un test in situ qui permet de mesurer directement la résistance du sol en réponse à une pression contrôlée. Cette méthode est particulièrement utile pour dimensionner les fondations des bâtiments.

    Principe et objectifs de l’essai

    Lors d’un essai pressiométrique, une pression est exercée dans un forage afin de déformer le sol autour de ce forage. L’essai permet de mesurer trois paramètres essentiels du comportement mécanique du sol :

    • La pression limite (pl) : c’est la pression maximale que le sol peut supporter avant de céder.
    • Le module pressiométrique (EM) : il exprime la rigidité ou la déformabilité du sol sous pression.
    • La pression de fluage (pf) : elle représente le moment où le sol commence à se déformer lentement sous une charge constante.

    Il est important de noter que ces résultats sont primordiaux pour définir les caractéristiques des fondations adaptées aux conditions spécifiques du sol et garantir la stabilité à long terme de l’ouvrage.

    Essai Lefranc

    L’essai Lefranc est une méthode in situ utilisée pour mesurer la perméabilité d’un sol, c’est-à-dire sa capacité à laisser infiltrer l’eau. Ce test est essentiel dans la gestion des eaux souterraines et pour concevoir des systèmes de drainage efficaces.

    Déroulement et objectifs de l’essai

    L’essai Lefranc se déroule généralement sous la nappe phréatique, où une cavité est créée pour simuler le passage de l’eau à travers le sol. En mesurant la vitesse à laquelle l’eau s’infiltre, cet essai permet de calculer la perméabilité horizontale du sol. Cela est particulièrement utile pour évaluer les risques de tassements différentiels ou concevoir des fondations dans des zones sujettes à des variations importantes du niveau de l’eau souterraine.

    Essai porchet

    L’essai porchet est une méthode simple et rapide pour déterminer la perméabilité du sol, c’est-à-dire la vitesse à laquelle l’eau s’infiltre dans le terrain. Cet essai est souvent utilisé pour des études préliminaires avant des travaux de construction ou d’assainissement.

    Mode opératoire et objectifs de l’essai

    L’essai porchet consiste à creuser un trou dans le sol, à y verser de l’eau et à observer le temps d’infiltration. Ce test permet de mesurer plusieurs paramètres :

    • La porosité effective du sol : capacité du sol à contenir et à transmettre de l’eau.
    • La résistance aux infiltrations : la capacité du sol à retenir l’eau ou à la faire circuler rapidement.
    • La capacité de rétention des fluides : indication de la texture et de la compacité du sol.

    Ces données sont déterminantes pour déterminer les capacités de drainage du terrain et concevoir des infrastructures adaptées, notamment pour l’évacuation des eaux pluviales.

    Essai au Gamma Ray

    L’essai au Gamma Ray est une méthode géophysique non destructive qui utilise des rayons gamma pour évaluer la densité et la composition du sol. Il permet d’obtenir des informations précieuses sur la compacité et la stratification des terrains.

    Finalités de l’essai

    En utilisant la radiographie par rayons gamma, cet essai mesure la densité apparente du sol sans avoir besoin d’effectuer des forages. Il est particulièrement utile pour :

    • Évaluer la compacité des remblais : vérifier la qualité du compactage dans les travaux de remblaiement.
    • Contrôler la qualité des remblais : s’assurer que les matériaux utilisés répondent aux exigences techniques.
    • Déterminer la profondeur de la couche de surface : identifier les différentes strates du sol.
    • Localiser des interfaces géologiques : détection de zones de transition entre différentes couches de sol.

    Essai de pompage

    L’essai de pompage est une méthode géotechnique utilisée pour évaluer les propriétés hydrauliques d’un sol, notamment sa capacité à transmettre et à stocker de l’eau. Cet essai est fondamental pour les projets en lien avec les eaux souterraines.

    Procédure et objectifs de l’essai

    L’essai de pompage consiste à extraire de l’eau d’un puits à débit constant et à observer la réponse du niveau de la nappe phréatique. Ce test permet de mesurer :

    • Le coefficient de perméabilité : la capacité du sol à laisser passer l’eau.
    • Le comportement de la nappe aquifère : réaction de la nappe phréatique à l’extraction d’eau.
    • Les effets du pompage sur la surface piézométrique : variation du niveau d’eau pendant le pompage.

    Pose de piézomètre

    La pose de piézomètre est une technique utilisée pour mesurer le niveau de la nappe phréatique et surveiller ses variations au fil du temps. Cette méthode est indispensable dans les projets nécessitant une gestion fine des eaux souterraines.

    Etapes de réalisation

    Le piézomètre est installé dans un forage de 152 mm de diamètre et permet de suivre les fluctuations du niveau de la nappe. Il existe plusieurs types de piézomètres adaptés à différents objectifs :

    • Piézomètre à tube ouvert : mesure simple du niveau de l’eau.
    • Piézomètre à tube fermé : protège la mesure des influences externes.
    • Piézomètre électrique : permet des relevés plus précis et automatisés.

    Cette technique est souvent utilisée en hydrogéologie pour évaluer l’impact des constructions sur la nappe phréatique et pour anticiper les problèmes liés aux variations du niveau d’eau.

    FAQ sur les essais géotechniques

    Les essais géotechniques doivent être réalisés par des géotechniciens ou des bureaux d'études spécialisés. Ces professionnels possèdent les compétences et les équipements nécessaires pour mener à bien ces investigations.

    Les essais géotechniques doivent être réalisés avant tout projet de construction, qu’il s’agisse d’une maison individuelle, d’un bâtiment industriel ou de travaux d’infrastructure. Ils sont également indispensables en cas d’extension de bâtiments, de conception de routes, de ponts, de tunnels, ou encore lors d’études d’assainissement.

    Ne pas réaliser d'essais géotechniques avant une construction peut entraîner des risques majeurs tels que :

    • Tassements différenciés : pouvant entraîner des fissures et des dommages structurels.
    • Glissements de terrain : particulièrement dans les zones en pente ou les sols instables.
    • Mauvais drainage : pouvant provoquer des inondations ou la dégradation des fondations.
    • Effondrements : en cas de présence de cavités souterraines non détectées. Réaliser des essais permet donc de sécuriser un projet et d’éviter des coûts de réparation ou des accidents graves.

    Les essais géotechniques permettent de recueillir des données précises sur :

    • La résistance du sol aux charges.
    • La perméabilité du terrain (infiltration d'eau).
    • La composition du sol (argile, sable, gravier, etc.).
    • La capacité portante pour dimensionner les fondations.
    • Les risques géologiques (glissements, tassements, affaissements).

    Un essai in situ est réalisé directement sur le terrain, comme l’essai pressiométrique ou l’essai Lefranc. Ces tests permettent de mesurer les caractéristiques du sol dans son état naturel, sur place.
    Un essai en laboratoire, quant à lui, est effectué sur des échantillons de sol prélevés sur le site. Ces analyses permettent d’étudier des propriétés précises comme la granulométrie, la plasticité ou la résistance au cisaillement du sol.

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