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Proceedings of the 18
th
International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris 2013
a)
cellule de garde
cellule de garde
cellule de mesure
gaz
eau
PC
b)
cellule de garde
cellule de garde
cellule de mesure
gaz
PC
acquisition
Figure 1. Architecture de l’essai cyclique (a) au pressiomètre Ménard,
(b) au pressiomètre autoforeur
Le principe de fonctionnement est le suivant. Les différentes
opérations manuelles sont réalisées, soit directement sur le
CPV, soit par le programme. Le pilotage en cyclique est réalisé
sur la base d’un fichier d’essai acceptant tout type de signal,
harmonique ou multifréquence. Le suivi se fait en temps réel sur
un onglet graphique ou sur le tableau de valeur.
2.2 Méthode d’essai
Durant les années 70, l’Association pour la Recherche en
Géotechnique Marine rassemblant différentes entreprises,
bureaux d’étude et établissements de recherche dans le domaine
a mené une campagne, sur plusieurs sites, d’essais cycliques au
pressiomètre. Les détails des expérimentations sont rassemblés
dans plusieurs rapports et articles du Symposium sur la
pressiométrie et ses applications en mer tenu en 1982 à Paris
(Jézéquel et le Méhauté, 1982 ; Puech et al., 1982). Trois types
d’essais furent réalisés ; nous présentons les deux mis en œuvre
dans la présente étude :
- essai de chargement cyclique entre deux bornes de
pression p
M
et p
m
(Figure 2 a),
- essais de chargement entre deux bornes de pression
variables, dont la moyenne est cependant constante, la borne
inférieure restant supérieure à p
o
la pression des terre au repos
(Figure 2 b).
Figure 2. Différents types d’essais cycliques
Les paramètres retenus pour les essais cycliques découlent de la
méthode proposée (cf. ci avant) : essai à pression contrôlée ;
adaptation de la fréquence au type de sol pour tenter de rester
drainé, niveau de sollicitation : 0,8 ( Rc = ∆p
cyc
/p’
0
) ; fréquence
: 0,01 à 0,05 Hz et nombre de cycles égal à 50.
La pression initiale p
m
utilisée pour démarrer l’essai est
définie comme la contrainte horizontale en place (pression des
terres de repos) (effective de préférence) et la pression
maximale p
M
est égale à (1+0,8)p
m
(Dupla et Canou, 2003). La
pression p
m
, qui a été prise égale à p
0
, a été définie à partir des
résultats d’essais d’expansion de type Ménard antérieurs par la
méthode proposée par Briaud (1992).
2.3 Définition des modules
L’intérêt de réaliser des cycles avec le pressiomètre pour obtenir
des modules en petites déformations est apparu très tôt (Les
pressiomètres Louis Menard, 1960). Dès l’origine, plusieurs
modules ont été définis à partir des courbes expérimentales.
Dans la première zone désignée comme « élastique », le
module atteint une valeur quasi indépendante du niveau de
déformation. Il est appelé module « initial » G
0
.
Les courbes en partie monotone sont décrites par un module
« sécant » (G
s,1
) défini par la pente de la droite reliant l’origine
au point actuel et en partie cyclique, un autre module sécant
(G
p,N
) déterminé par la pente de la droite reliant les deux points
d’inversion du cycle N. Les modules maxima des cycles sont
calculés avec la relation (avec les notations de la Figure 3) :
La boucle parcourue dans ces séquences de
déchargement/remise en charge est de forme ellipsoïdale. Elle
représente l’énergie dissipée en déformation plastique.
L’évolution de l’inclinaison des cycles ou module au cours des
cycles permettra d’évaluer le comportement du sol. On peut
évaluer le durcissement ou l’adoucissement cyclique et
l’accumulation de déformation, la stabilisation ou la relaxation
ou l’effet rochet.
Figure 3. Calcul des modules des cycles
Le mode d’interprétation est basé sur l’évolution de l’aire
caractéristique des boucles de chargement déchargement ainsi
que du module sécant des boucles d’hystérésis (Figure 3).
3 ESSAIS CYCLIQUES
3.1 Essais du LRPC de Saint Brieuc
À la fin des années 70, le laboratoire des Ponts et Chaussée de
Saint Brieuc a réalisé plusieurs campagnes d’essais d’expansion
cyclique au pressiomètre autoforeur (modèle PAF76 de
diamètre 132 mm). Ces essais comptaient une centaine de
cycles voire plusieurs milliers de cycles (durée de 24 à 72
heures). Ils ont été réalisés sur deux sites principaux Cran et
Plancoët (Le Méhauté et Jézequel, 1980).
3.1.1 Site de Plancoët
Le site est constitué d’une parcelle plane en bordure de la
rivière Arguenon. Le sol est constitué de sols fins très lâches :
silts en surface (0 à 4 m), sables fins ensuite (surtout de 6 à 9 m)
puis des argiles (de 10 à 12 m) avec quelques inclusions de
graviers et de sables. Le substratum et à 15 m. La nappe fluctue
en fonction des saisons entre 0,30 et 1,50 m.
3.1.2 Site de Cran
La plaine alluviale de la Vilaine en aval de Redon est une vallée
sédimentaire de près de 2 km de large. On y rencontre un dépôt
d’argile sur une épaisseur de 10 à 20 m, reposant sur une couche
de sable et de galets qui recouvre le substratum rocheux. À
Cran, la rive droite est constituée par un dépôt d’argile molle
marine de 17 m d’épaisseur reposant sur un substratum rocheux
(schiste et phtanites).
