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Proceedings of the 18
th
International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris 2013
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Innovations françaises en géotechnique: les projets nationaux de recherche
French Innovations in Geotechnics: the National Research Projects
F. Schlosser; C. Plumelle; R. Frank, A. Puech, H. Gonin, F.Rocher-Lacoste, B. Simon
Comité Français de Mécanique des Sols et de Géotechnique
C. Bernardini
Institut de Recherche Expérimental en Génie Civil (IREX)
RÉSUMÉ : Un grand intérêt a été porté en France aux expérimentations en vraie grandeur en génie civil dès le début des années 1960
pour étudier le comportement des ouvrages et le mécanisme de nouveaux procédés. Cela a conduit un ingénieur des Ponts et Chaussées,
M. Martin, à imaginer le concept novateur du Projet national (PN) de recherche expérimentale vers la fin des années 1970. L’originalité
réside dans le fait que la majorité du financement est fournie par les participants eux-mêmes, sous forme de cotisations et surtout
d’apports en nature (temps passé, essais, mise à disposition de matériel, de sites expérimentaux, etc.), le ministère concerné ne
fournissant que 15 à 20 % du budget total. Le premier PN, Clouterre (1980-1985) sur le clouage des sols en soutènement, a été suivi de
30 PN en génie civil dont 7 en géotechnique. L’IREX (Institut de Recherche EXpérimentale en génie civil), organisme de gestion des
PN, a été créé en 1989. On présente ici les débuts et la procédure des PN, illustrés par 5 PN en géotechnique.
ABSTRACT: Full scale experiments have been considered of a great interest in French civil engineering since the 60’s beginning for
studying structures behavior and new techniques mechanism. At the end of the 70’s the innovative concept of French experimental
research project (FRP) was founded by the French civil engineer, M. Martin. The originality is that 80 to 85% of the funding is provided
by the project members in the shape of subscriptions and contributions in kind (research time, experimental site, a.s.o.), the rest being
financed by the ministry. The first project has been Clouterre (1980-85) on soil nailed retaining walls and since that time 30 projects in
civil engineering have been carried out, which 7 in geotechnical engineering. The management organization IREX for these projects has
been created in 1989. The paper presents the FRP organization illustrated by 5 projects in geotechnical engineering.
MOTS CLÉS: recherche, projet, innovation, instrumentation, modèle physique et numérique, expérimentation en vraie grandeur.
KEYWORDS : research, project, innovation, instrumentation, physical and numerical model, full scale experiment.
1 INTRODUCTION.
Le comportement des sols est complexe et aucune théorie ne
peut permettre de calculer correctement les contraintes et les
déformations d’un sol sous une sollicitation quelconque. Ainsi le
squelette d’un sol n’est ni élastique, ni même élasto-plastique.
En outre le couplage eau-squelette est en général difficile à
appréhender. Enfin, en dépit du remarquable développement de
l’informatique, il n’a pas été possible d’obtenir un ensemble de
relations entre contraintes et déformations représentant
correctement le comportement d’ensemble d’un sol et utilisable
en pratique. Toutes les théories ne sont qu’approchées.
L’approche expérimentale du comportement des sols reste
ainsi un élément primordial, notamment pour vérifier la validité
d’une théorie. Les lois de la similitude de Mandel (1961) avaient
déjà montré la limitation des modèles réduits en sable, sous
sollicitation statique, par suite de l’effet d’échelle, ce qui a
progressivement conduit au développement des centrifugeuses
en géotechnique. Par ailleurs le développement important, depuis
des dizaines d’années, des moyens de mesure a permis d’étudier
non seulement certains aspects du comportement des ouvrages
géotechniques en service, mais également de développer des
ouvrages expérimentaux en vraie grandeur qui ont contribué à
une grande amélioration des connaissances.
En France, c’est J. Kerisel (1962) qui a réalisé un premier
type d’ouvrage expérimental en vraie grandeur sur le
comportement des pieux. Après avoir effectué sur le pont de
Maracaibo au Venezuela, le premier essai de chargement de pieu
en mesurant séparément l’effort en pointe et l’effort total en tête,
il construit sur le site sableux de Saintt-Rémy-lès-Chevreuse une
station d’essai de grandes dimensions où des pieux sont foncés
dans une grande et profonde cuve en béton remplie de sable
compacté. Il y mesure séparément l’effort en pointe au cours de
l’enfoncement et montre qu’il varie au début linéairement
jusqu’à une profondeur d’environ trois fois le diamètre du pieu,
puis reste constant au-delà. Ce résultat, maintenant bien connu, a
largement contribué au changement du calcul de la résistance de
pointe des pieux par rapport aux théories antérieurement
appliquées.
En France, un autre ouvrage expérimental en vraie grandeur
fut réalisé toujours sur le site de Saint-Rémy-lès-Chevreuse par
Tcheng (1975) sur la station du CEBTP afin d’étudier des grands
massifs de sable mis progressivement en état de poussée ou de
butée. L’élément principal de la station était un écran métallique
très rigide, de 5 m de large et 3 m de hauteur, comportant dans sa
partie centrale six cellules de mesure encastrées permettant d’y
mesurer les composantes verticales et horizontales des
contraintes. Il était suspendu au moyen de huit vérins
hydrauliques et, à l’aide d’un système d’asservissement, il
pouvait tourner autour d’un axe proche de la base et se translater
horizontalement. Deux sables furent utilisés : le sable
homométrique de Fontainebleau et le sable de Loire de
granulométrie étalée. Les résultats furent intéressants,
notamment sur les écarts entre la théorie et la réalité, mais ils
montrèrent également les difficultés liées à une telle
expérimentation, notamment l’état initial (K
0
) qui dépend du
compactage et varie beaucoup du haut vers le bas de l’écran.
À partir du milieu des années 1960, le Laboratoire central des
ponts et chaussées a développé, en coopération avec les
laboratoires régionaux des ponts et chaussées, des recherches sur
les remblais sur sols compressibles (1973), la stabilité des pentes
(1976), les fondations profondes et les nouveaux ouvrages de
Innovations françaises en géotechnique: les projets nationaux de recherche
French Innovations in Geotechnics: the National Research Projects
Schlosser F., Plumelle C., Frank R., Puech A., Gonin H., Rocher-Lacoste F., Simon B.
Comité Français de Mécanique des Sols et de Géotechnique
Bernardini C.
Institut de Recherche Expérimental en Génie Civil (IREX)
