Partager

Géotechnique

OPTIMISATION ET SÉCURITÉ EN GÉOTECHNIQUE : L'APPORT PARFOIS INDISPENSABLE DES CALCULS NUMÉRIQUES - <p>(Fig. 1) Sortie graphique des déformations.</p>
01/11/2017

OPTIMISATION ET SÉCURITÉ EN GÉOTECHNIQUE : L'APPORT PARFOIS INDISPENSABLE DES CALCULS NUMÉRIQUES


(Fig. 3) Vue en plan des déformations dans la zone du mitoyen R 2.
(Fig. 4) Coupe AA des déformations dans la zone du mitoyen R 2.
(Fig. 5) Coupe AA des déformations dans la zone du mitoyen R 2.

Dans le cadre d’un projet de construction, selon le type d’ouvrage et le contexte géotechnique, le comportement des sols peut parfois être étudié par une approche simple pour respecter les règles de l’art. Toutefois, pour les cas plus complexes, la réalisation de modélisations numériques devient nécessaire afin d’appréhender le comportement des sols et des structures sus-jacentes. L’utilisation simultanée de plusieurs méthodes de calcul peut même, parfois, s’avérer indispensable et complémentaire.

Cette situation peut être illustrée par un cas concret pour lequel ERG a réalisé des calculs géotechniques. Pour la réalisation d’un projet à Monaco, ERG effectue une mission géotechnique d’exécution pour la mise en oeuvre d’une paroi berlinoise provisoire de 36 mètres de hauteur. Cette paroi servira à soutenir essentiellement des calcaires et marno-calcaires altérés à passages décomposés.
Le dimensionnement de la paroi selon une approche élastoplastique à partir de logiciels tels que
Rido ou Kréa fournit des résultats trop optimistes, car ceux-ci ne prennent pas en compte le risque
de grand glissement. Une modélisation aux éléments finis a permis de mettre en avant ce risque, et
donc d’envisager la mise en place d’un niveau de butons complémentaires aux 18 lits de tirants prévus. Ces derniers n’ont qu’une utilité très mineure vis-à-vis du grand glissement, car ils sont entraînés dans une masse en mouvement. Ce phénomène est très bien illustré par la sortie graphique du logiciel Plaxis 2D sur laquelle la zone en mouvement est mise en avant avec la majorité des tirants entraînés dans cette déformation (figure 1).
Par ailleurs, la réalisation de calculs géotechniques, notamment en phase de conception, permet également d’optimiser les ouvrages géotechniques tels que le mode de fondation. Bien souvent le géotechnicien recommande de respecter les règles de l’art avec des restrictions d’usage telles qu’une uniformité de la nature des sols d’assise ou des pentes à respecter en cas de mitoyenneté. Ces restrictions sont, bien sûr, à respecter, mais en cas d’analyse approfondie, des calculs de tassements absolus et différentiels et l’analyse d’impact d’un ouvrage sur un mitoyen peuvent largement permettre d’optimiser les restrictions d’usage.
Ainsi, il n’est pas toujours obligatoire de fonder un ouvrage dans une même nature de sol si l’on arrive à montrer que le comportement des fondations sous sollicitations similaires est quasi identique.
De même, le strict respect d’une pente de 3H/2V entre deux mitoyens n’est pas impératif si l’on
calcule et démontre que la stabilité des ouvrages est assurée avec les coefficients de sécurité respectant les règles de l’art.
Nous avons réalisé ce type d’analyse dans le cadre d’un projet de résidence dans un centre-ville pour
lequel les contraintes d’exécution nécessitaient de réaliser des fondations en mitoyenneté d’immeubles anciens existants construits en secteur alluvionnaire hétérogène à passages compressibles. Les calculs nous ont permis de montrer que l’on pouvait se fonder en limite de l’existant à condition d’approfondir l’assise des futures fondations afin de maîtriser leurs tassements. Ainsi, on a pu réduire de manière significative et suffisante les tassements par influence sur l’existant fondé à faible profondeur. Le risque de sinistre sur l’immeuble ancien est alors maîtrisé.
Un descriptif de cette analyse à partir des sorties graphiques du logiciel Plaxis 3D est présenté Figure 2.
Pour un ancrage des fondations à un mètre de profondeur/TN, le tassement résiduel sous l’existant était de l’ordre de 0,8 à 1,4 centimètre, ce qui était trop important (critère admissible fixé par le bureau de contrôle d’un centimètre) (figures 3 et 4).
Le fait d’approfondir le niveau d’ancrage du projet a permis de limiter les tassements sous l’existant
à moins d’un centimètre, ce qui a permis de respecter les valeurs admissibles définies par le bureau
de contrôle (figure 5).
Toutefois, les outils informatiques mis à la disposition du géotechnicien et les résultats qui en découlent doivent faire l’objet d’une vérification minutieuse de manière analytique simplifiée afin d’être certain de l’ordre de grandeur de ces résultats. En effet, les logiciels permettent généralement la saisie
d’une multitude de paramètres qui ne sont pas toujours connus. Ces contrôles permettent une meilleure attention lors des calculs, augmentant ainsi leur fiabilité.
Par conséquent, les calculs qui sont effectués et les résultats qui en découlent restent théoriques. Ils constituent une aide permettant d’approcher au plus près la réalité, mais ne constituent pas une vérité absolue. En particulier, les calculsde déformations ne doivent être considérés que comme des estimations qui se veulent représentatives de l’ordre de grandeur des amplitudes de ces déformations.
La précision réelle de l’amplitude des déformations est difficile à déterminer compte tenu de la
variabilité inhérente des sols et de la dispersion des résultats des essais in situ. Il est donc indispensable d’accepter que les résultats ne soient que des approches faites sur la base du modèle géotechnique interprété et simplifié. L’imprécision de ces estimations dépend notamment :

  • de l’inévitable imperfection de représenter l’hétérogénéité et la variabilité mécanique des sols par un modèle simplifié. Les études géologiques et hydrogéologiques de départ sont donc indispensables pour établir un modèle dont la fiabilité doit être en rapport avec les enjeux ;
  • de l’inévitable imprécision de définir les paramètres de déformation des sols utilisés dans les
    modèles numériques (module de Young et coefficient de Poisson, etc.) à partir d’essais in situ, et en particulier en nombre limité. Notons que cette imprécision pourrait être réduite, par exemple, par un plus grand nombre de points de sondage et de mesure liés à des essais de natures variées (essais de laboratoire de type oedomètre, triaxial/essais in situ de types essais
    pressiométriques cycliques, crosshole/ downhole, etc.). Là encore, le degré de précision à atteindre dépend des enjeux du projet ;
  • des simplifications qui doivent forcément être faites pour modéliser le comportement ;
  • d’une manière générale, de l’incertitude relative au sous-sol géotechnique, éternelle question.
    Il est donc important de considérer le calcul géotechnique dans l’optimisation et la sécurisation
    des principes constructifs tout en conservant une analyse critique sur les résultats bruts des modèles numériques. Les approches par modélisation accompagnent le géotechnicien de manière maîtrisée. Le bon sens et l’expérience du géotechnicien doivent rester les facteurs dominants dans une analyse, alors que le calcul géotechnique est un outil complémentaire,
    important malgré tout, mais à utiliser avec une clairvoyance issue de l’expérience.

 

Benoit Oliva
Chef adjoint du service ERG calculs et modélisations géotechniques


LAISSER UN COMMENTAIRE


Veuillez cliquer sur le carré marron
Cette vérification a pour but
de bloquer les robots diffuseurs de spam.

Les champs marqués d'une * sont obligatoires


Conformément à la loi « RGPD », vous pouvez exercer votre droit d'accès aux données vous concernant et les faire rectifier en contactant : cuvillier@rpi.fr

GÉOTECHNIQUE                   FORAGE                   FONDATIONS                   FORAGE D'EAU                   ESSAIS

 

 

 

M² EXPOSITION INTÉRIEURE

5000

 

 

EXPOSANTS

153

 

 

M² EXPOSITION EXTÉRIEURE

1 300

 

 

PARTICIPANTS

2600

 

 

 

© 2016-2021 Solscope
Réalisation : Jordel Médias Agence Web