l’essai cyclique au pressiomètre - ifsttar · acceptable pour certains calculs (par exemple,...

BULLETIN DES LABORATOIRES DES PONTS ET CHAUSSÉES - 233 - JUILLET-AOÛT 2001 - RÉF. 4381 - PP. 37-65 37

L’essai cyclique au pressiomètre

Olivier COMBARIEUAdjoint au directeur

Laboratoire régional des Ponts et Chaussées de Rouen

Yves CANÉPAChargé de mission Normalisation-Recherche

Laboratoire régional des Ponts et Chaussées de l’Est Parisien – Melun

RÉSUMÉ

L’article traite de la réalisation des essaispressiométriques avec boucle de déchar-gement-rechargement et de la détermina-tion d’un module cyclique de déformation.On présente les principaux résultats desessais réalisés par les LPC pour mettre aupoint le mode opératoire ainsi que pour tes-ter la répétitivité des mesures de modulescycliques avec le matériel d’essai tradition-nel. Les influences du mode de forage et dela procédure de réalisation du cycle sur lesrésultats obtenus ont ainsi été testées. Larépétitivité des mesures a été examinéedans différentes formations (sable, argile,limon, craie) et on donne les dispersions etles rapports caractéristiques obtenus dansces terrains. La justification des modulescycliques ainsi mesurés a enfin été étudiéeen confrontant les pressions limites pres-siométriques obtenues sur un sol purementfrottant et différentes argiles, avec les pres-sions limites théoriques d’expansion decavité calculées en utilisant comme moduled’Young ce module cyclique. On retiendraen conclusion que la procédure d’essai pré-conisée avec le matériel d’essais tradition-nel permet d’obtenir des modules cycliquespressiométriques fiables complétant lapanoplie des paramètres géotechniques etsusceptibles d’être directement utiliséspour le calcul en déplacement de certainesstructures géotechniques.

DOMAINE :Géotechnique et risques natu-rels.

IntroductionLa réalisation d’un essai pressiométrique Ménard com-porte, suivant un processus opératoire normalisé(AFNOR, 2000), un chargement progressif du sol, parpaliers, jusqu’à l’obtention de la pression limite pressio-métrique . Une dizaine d’incréments de charge estgénéralement requise à cet effet.

La courbe pression-déformation volumique permet le cal-cul du module pressiométrique Ménard, noté EM, déter-miné sur une partie quasi linéaire de cette courbe dansl’intervalle délimité par deux valeurs particulières depression (p1 et p2) correspondant sensiblement, pour lapremière, à la pression horizontale des terres au repos p0et pour la seconde, à la pression de fluage pressiométriquepf.

Le module EM est régulièrement utilisé pour l’estimationdes déplacements des ouvrages géotechniques : les fonda-tions sollicitées verticalement et/ou horizontalement, lessoutènements souples, voire même en première approcheles remblais reposant sur des terrains compressibles.

Ces calculs, spécifiques à l’utilisation du pressiomètreMénard, concilient à la fois théorie et empirisme. Lesprincipales expressions proposées (tassements des semel-les, des pieux, etc.) ont été confrontées aux déplacementsmesurés lors d’essais de chargement de structures réelles.On peut citer entre autres les travaux de Louis Ménard etde ses collaborateurs (Ménard et Rousseau, 1962 ;Ménard et Lambert, 1966) dans les années 1960, puisquelques années plus tard les constatations sur ouvrages(Bru et al., 1973) et les expérimentations réalisées par lesLaboratoires des Ponts et Chaussées (LPC) (Canépa etDepresles, 1990).

Même si d’autres expressions plus simples, par exemplepour le calcul des tassements des fondations superficielles(Canépa, 1990), peuvent donner d’aussi bons résultats, lesformules proposées par Ménard ont été considéréescomme suffisamment précises pour la justification des

p�

BULLETIN DES LABORATOIRES DES PONTS ET CHAUSSÉES - 233 - JUILLET-AOÛT 2001 - RÉF. 4381 - PP. 37-6538

ouvrages courants et sont reprises dans des docu-ments réglementaires français (fascicule 62,1993), la détermination d’un module représentatifdu problème à traiter étant la difficulté majeure àrésoudre.

Il n’est à ce propos pas inutile de rappeler que lemodule EM (comme d’ailleurs, mais dans unemoindre mesure, la pression limite pressiométri-que ) est très sensible à la qualité du foragedans lequel la sonde pressiométrique est mise enplace. À l’origine, un forage réalisé à la tarière àmain (dans les sols fins) avec des précautions trèsminutieuses (par exemple, injection de boue sinécessaire pour soutenir les parois du trou) étaitconsidéré comme la technique remaniant le moinsles terrains. Ce procédé de forage, inutilisablepour bon nombre de sols et très contraignant pourles sondages profonds, a été largement laissé decôté au profit de matériels plus rapides et doncplus économiques, mais pour certains « destruc-teurs » pour le sol. La multiplicité des outils etmachines de forage a conduit à étudier l’influencedu mode de forage sur les caractéristiques obte-nues pour les principales catégories de terrain et àétablir des recommandations, introduites d’aborddans le mode opératoire des LPC, puis dans lanorme française NF P 94-110-1.

La bonne application de ces règles de l’art (cf.Annexe 1) n’est toutefois pas systématique etforce est de constater que certaines valeurs desmodules EM (et des pressions limites ) que l’ontrouve dans les dossiers géotechniques sont tout àfait inacceptables et sous-estiment les propriétésdu sol. Il faut le plus souvent reconnaître que celacontribue à desservir la méthode pressiométrique,pourtant riche, et dont la pertinence dans l’appli-cation aux calculs du tassement des fondationssuperficielles a été rappelée par R. Frank dans sonrapport général présenté à Florence il y a dix ans(Frank, 1991).

Il est également important de rappeler que, mêmedans le cas d’une exécution de qualité, le moduleMénard mesuré correspond à un module moyenpour la plage de pression « po – pf ». Si ceci estacceptable pour certains calculs (par exemple,l’estimation du tassement des petites fondationssous leur charge de service), le module Ménard nepeut être appliqué sans réflexion à n’importe quelproblème. Notamment, il est clair que lorsqu’ons’intéresse aux déplacements associés à de petitesdéformations du sol (typiquement inférieures à1 %), le module pressiométrique Ménard EM nepeut être considéré comme représentatif du com-portement du sol.

Enfin rappelons que les méthodes de calcul avecdes modèles de comportement du sol « élastiquelinéaire » se développent, notamment au traversd’une utilisation croissante des codes de calculsaux éléments finis. Dans la mesure où elles sontutilisées raisonnablement, c’est-à-dire sousréserve d’un choix pertinent du module « élas-tique », les prévisions et les mesures sur ouvragesmontrent, comme pour la méthode pressiométri-que, le bien-fondé de ces méthodes. Elles sontd’ailleurs, sous la réserve évoquée ci-dessus, per-mises par les nouvelles normes (Eurocode 7 parexemple, AFNOR, 1996)

En pratique, les modules « élastiques » utiliséssont, soit tirés directement des résultats d’essaisde laboratoire (par exemple, des essais de cisaille-ment non drainés à l’appareil triaxial), soit, etc’est souvent le cas pour des raisons économiquesou faute de pouvoir prélever des échantillonsintacts, déduits d’essais in situ (essais sismiques etpressiométriques en France, essais de pénétrationstatique CPT ou de pénétration au carottier SPTdans les autres pays) à partir de relations semi-empiriques lorsque l’essai mesure un module dedéformation (sismique, pressiomètre) ou à partirde relations exclusivement empiriques dans lesautres cas (CPT, SPT, etc.). Dans tous les cas, ledomaine d’application de ces modules et, a for-tiori la validation des calculs effectués, ne sontjamais précisés clairement.

Utilité d’un essai cyclique au pressiomètreLes différents points évoqués en introduction ontconduit à relancer la réalisation d’essais cycliquesau pressiomètre Ménard, dont le principe n’est pasune nouveauté. En effet, dès 1962, Louis Ménarda introduit cette procédure (au cours de la dilata-tion de la sonde, un déchargement suivi d’unrechargement est effectué) en baptisant le modulede déformation pressiométrique mesuré sur lecycle, « module alterné Ea » et en indiquant que cemodule est pratiquement identique au moduleélastique ou de microdéformation noté E . Il sug-gère d’utiliser ce module pour étudier le compor-tement des sols sous machines vibrantes (Ménardet Lambert, 1966). Tiré de l’article de Ménard etRousseau (1962) qui pourra être lu ou relu avecprofit, nous reproduisons sur la figure 1 le schémaoriginal, valable pour un essai idéalisé dans desconditions de réalisation qui diffèrent de celles del’essai pressiométrique courant. Ces conditionspeuvent toutefois être approchées, puisque ledéveloppement de l’autoforage a permis la mise

p�

p�


en place de sondes dans le sol pratiquement sansperturbation (ou remaniement) de ce dernier, per-mettant ainsi l’obtention de courbes de déforma-tion volumique-contrainte, identiques à celles dela figure 1.

Les études théoriques sur l’expansion des cavitéssphériques et cylindriques dans un sol élasto-plas-t ique (Mes ta t , 1993a ; Mes ta t , 1993b ;Wroth,1982 ; Monnet et Khlif, 1994), ont confortéce que Ménard a annoncé, et on citera à cet effet lesdeux analyses de Mestat lequel, dans le cadre de lavalidation des modules de calcul de CÉSAR-LCPC (Mestat, 1994), a fourni les équations analy-tiques complètes d’un cycle déchargement-rechar-gement, en expansion cylindrique pour un maté-riau élastoplastique respectant les critères deplasticité de Mohr Coulomb (sol frottant, fig. 2) etde Tresca (sol purement cohérent, fig. 3). Ces ana-lyses s’avèrent tout à fait intéressantes car ellesmontrent très clairement le caractère élastique descourbes de déchargement-rechargement sur de for-tes amplitudes de contraintes, ce qui permet effec-tivement par ce biais d’accéder théoriquement aumodule élastique du sol.

Les modèles rhéologiques étudiés étant assez sim-ples, par rapport au comportement complexe dusol réel (élasticité non linéaire, dilatance, confine-ment, fluage), il est évident que l’interprétation entermes de module d’un cycle de déchargement-rechargement au cours d’un essai pressiométriqueest un peu plus délicate.

Ces éléments laissent néanmoins supposer qu’ilest possible de mesurer un module de déformationsur un cycle de déchargement-rechargement lorsd’une expansion pressiométrique, caractéristiquedu comportement des sols en petites défor-mations, et qu’on pourrait utiliser directement un

Fig. 1 - Essai pressiométrique avec cycle (d’après Ménard et Rousseau, 1962).

20

15

10

5 3

1 2 4

Déformations (%)

ContraintesE

Ea

E

p pf

0

1 : phase élastique2 : phase pseudo-élastique3 : phase de déchargement élastique4 : phase plastique

Légende : déplacement radial en abscisse ; contrainte radiale en ordonnée.

Nota : – le chemin OA est élastique linéaire ; – le chemin AB est élastoplastique ; – le chemin BC est élastique linéaire ; – le chemin CD est élastoplastique ; – le chemin DE est élastique linéaire ; – le chemin EF est élastoplastique ;

Fig. 2 - Expansion d’une cavité cylindrique dans un massif élasto-plastique, critère de Mohr Coulomb (d’après Mestat, 1993b).

Fig. 3 - Expansion d’une cavité cylindrique dans un massif élasto-plastique, critère de Tresca (d’après Mestat, 1993a).

0 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75

0

1

2

3

4P (kPa)

u(r1) (mm)

A

B

C

D

E

F

0 1 2 3 4 5 60

0,5

1

1,5

2

2,5

3P (kPa)

u(r1) (mm)


tel module pour certains calculs en « élasticitélinéaire » pour toute une gamme de problèmes.

On peut également évoquer, à l’appui d’un essaicyclique, l’espoir de gommer en partie les effetsdu remaniement, comme l’affirment différentschercheurs. Il est vrai que d’autres essais géotech-niques (essai de plaque, essai de chargement defondation profonde, essai œdométrique, etc.)comportent dans leur procédure une phase de« déchargement-rechargement » avec exploita-tion des caractéristiques de déformation mesuréeslors de cette boucle. On verra malheureusementdans la suite de l’article que cet espoir académiqueest resté vain et il apparaît que le sol « mémorise »le remaniement qu’il a subi.

Différentes études expérimentales ont été menéespar le réseau des Laboratoires des Ponts et Chaus-sées sur la faisabilité d’un essai pressiomé-trique Ménard avec cycle. Elles ont été réaliséessur des sols en place et ont porté sur les pointssuivants :

➢ mode opératoire d’un essai cyclique,➢ effet du mode de forage sur les paramètresobtenus,➢ fidélité des mesures de modules cycliques,➢ rapports Ecyclique/EM obtenus pour les grandescatégories de sol,➢ application du module pressiométrique cycli-que aux calculs des ouvrages.

Cet article rend compte des résultats obtenus surces quatre premiers aspects par les Laboratoiresrégionaux des Ponts et Chaussées (LRPC) deRouen et de l’Est Parisien.

Choix de la procédure d’essai

Le choix de la procédure d’essai a été effectuédans le cadre d’un parti pris, celui de faire desessais pressiométriques cycliques avec le matériel(sonde) utilisé pour la réalisation des essais pres-siométriques courants avec toutefois un enregis-trement des mesures de pression et de volume.

Le matériel d’acquisition utilisé a été celui exis-tant à l’époque des essais (APAGEO et prototypeGEOMATECH), les incertitudes des mesuresannoncées par les constructeurs étant de ± 0,5 cm3

sur les volumes et de ± 1 % sur les pressions.

L’étude a donc porté essentiellement sur le modeopératoire du cycle (pression de départ « pc »,amplitude du cycle « pc – pd » et nombre depaliers de déchargement-rechargement).

Compte tenu des incertitudes annoncées pour lesmesures de volume, il est souhaitable que l’ampli-tude des déformations soit la plus grande possible.Il faut également que l’opérateur sur le terrainpuisse décider facilement de la pression à partir delaquelle sera effectué le cycle. Ces considérations,associées à des données théoriques (Mestat, 1993aet b) relatives à l’amplitude des phases élastiqueslors du déchargement*, ont conduit à retenircomme pression d’origine du cycle « pc », unepression proche de la pression dite de fluage« pf », puis un déchargement jusqu’à « pd » tel quepo < pd < pc/2. Un rechargement par paliers estensuite réalisé jusqu’à la pression limite oujusqu’à la pression maximale possible.

Les géotechniciens qui pratiquent ces essais ontété unanimes sur les principes de ce mode opéra-toire ; les discussions ont porté sur la procédure dedéchargement :

➢ soit décomprimer rapidement le terrain, en unseul palier, ce que nous préconisons (les incertitu-des sur les mesures ne permettant pas selon nousd’avoir des modules intermédiaires fiables), ➢ soit décharger par paliers suivant un chemininverse du chargement initial (pour avoir unedurée égale à celle du premier chargement).

Ces deux modes opératoires ont été mis en appli-cation en région parisienne sur un site d’argile sur-consolidée et saturée (l’argile verte plastique deRomainville du Sannoisien inférieur avec wL = 60à 80 ; IP de 30 à 50 ; d = 15 à 16 kN/m3).

Vingt-quatre essais (sonde nue 63 mm) aveccycle de déchargement-rechargement ont été réa-lisés à la tarière hélicoïdale à sec dans huit forages(P1 à P8) situés à proximité d’un sondage carotté.Ils sont inscrits dans une surface de 3 m × 3 m etont concerné trois niveaux altimétriques. Quatreessais par mode opératoire ont ainsi été réalisés àchaque niveau suivant chacun des deux modes dedéchargement.

La figure 4 montre deux courbes types obtenues,l’une (cf. fig. 4a) avec un déchargement parpaliers de pc à pd (essai noté L), l’autre (cf. fig. 4b)avec un déchargement très rapide (essai noté R).Le tableau I précise par ailleurs le mode opéra-toire adopté pour chaque essai réalisé.

Pour chaque essai ont été déterminées les caracté-ristiques pressiométriques ( , pf, EM), confor-mément aux procédures définies dans la norme

* pc – pd 2cu dans le cas d’un sol purement cohérent etpc – pd pc · (2 · sin ’) / (1 + sin ’) dans le cas d’un solpurement frottant.

p�


AFNOR NF P 94-110. Deux modules cycliquesont par ailleurs été calculés :

➢ un module sécant « pc – pd » de déchargementnoté Ed ;➢ un module sécant « pd – pc » de rechargementnoté Er.

Les résultats de tous les essais réalisés sont fournisen Annexe 2. Dans le tableau II, on donne parniveau, pour les deux modes opératoires confon-dus, les moyennes (m), écarts-types ( ) et coeffi-cients de variation (cv = / m) obtenus pour lescaractéristiques pressiométriques « normalisées »(EM, ), les caractéristiques cycliques (Ed, Er) etles rapports Er/EM, Ed/EM et EM/ .

Dans les tableaux IIIa et IIIb, on donne parailleurs, pour chacune des deux procédures, les

valeurs moyennes mesurées, les écarts-types et lescoefficients de variation obtenus, par niveau et surtoute la hauteur de la couche d’argile.

Sur les figures 5a et 5b ont enfin été reportées, enfonction du module EM, les valeurs des modulescycliques mesurées selon les procédures d’essai R(déchargement rapide) et L (déchargement lentpar palier).

Malgré le faible nombre de données disponibles(quatre essais par niveau et par procédure), cestableaux et figures appellent plusieurs observa-tions. On peut noter tout d’abord que les modulessécants Er et Ed sont trois à cinq fois supérieursaux modules pressiométriques Ménard EM et ontdes valeurs de l’ordre de 25 à 40 MPa. En d’autrestermes, les variations volumiques lors des phases

p�p�

Fig. 4 - Essai pressiométrique avec cycle – Résultats bruts.

a. Essai de type L – déchargement par paliers. b. Essai de type R – déchargement rapide.

TABLEAU IEssais pressiométriques cycliques – Modes opératoires adoptés

SONDAGES P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

Profondeur (m)

1,6 – 2,0 L R L R L R L R

2,6 – 3,0 R L R L R L R L

3,6 – 4,0 L R L R L R L R

Note : Le déchargement rapide est repéré R, celui par paliers, L.

BOISSY - SONDAGE P1 - Z = 1,6 m

0

100

200

300

400

500

0

100

200

300

400

500

0 0,2 0,4 0,6 0,8 0 0,2 0,4 0,6 0,8p (MPa)

BOISSY - SONDAGE P4 - Z =1,6 m

p (MPa)

v (cm3)v (cm3)


de déchargement-rechargement sont très faibles(3 à 5 cm3 par palier)*.

Lorsqu’on confronte ensuite les résultats de Er etEd obtenus avec les deux modes opératoires, onn’observe pas de différences significatives liéesau déchargement rapide (cf. fig. 5a et 5b). Onnotera enfin que les deux procédures d’essais con-duisent à des dispersions (cv = 0,2 à 0,3) similai-res et du même ordre de grandeur que celles

observées sur le module EM lors d’essais courants(cf. tableau III).

Conclusions sur la procédure d’essai

Mode opératoire

Les résultats obtenus sur ce site d’argile surconso-lidée, associés aux incertitudes sur les mesures devolume (± 0,5 cm3), montrent qu’il est illusoire decalculer des modules intermédiaires fiables sur depetites amplitudes de pression ( /10). Il paraîtdonc inutile de réaliser des paliers sur le cycledans le but de mesurer de tels modules.

* V 2,66 · Vs · (pc – pd)/E 10 cm3 sur la plage « pc – pd »,c’est-à-dire environ 3 à 5 cm3 par palier en moyenne quel quesoit le module mesuré, compte tenu du matériel disponible(Vs 600 cm3, du mode opératoire actuel (dix paliers pouratteindre ) et des rapports (pc – pd)/Ecycl 1/300 à 1/500.p�

p�

TABLEAU IIEssais pressiométriques cycliques – Synthèse des résultats obtenus par niveau

(MPa)EM

(MPa)Ed

(MPa)Er

(MPa) Er/EM Ed/EM EM/

z = 1,6 m à 2 mMoyenne 0,65 8,37 34,25 35,50 4,36 4,86 12,54Écart-type 0,16 3,27 5,58 22,48 1,94 2,82 2,23cv 0,25 0,39 0,16 0,63 0,45 0,58 0,18



TABLEAU IIIaDéchargement rapide (Type R) – Synthèse par niveau et pour l’ensemble de la couche d’argile

(MPa)EM

(MPa)Ed

(MPa)Er





Ensemble de la couche (z = 1,6 m à 4 m)Moyenne 0,75 8,18 27,27 28,15 3,67 3,46 10,98Écart-type 0,13 2,04 6,01 5,65 1,43 0,96 2,03cv 0,18 0,25 0,22 0,20 0,39 0,28 0,18

p� p�

p� p�


Par contre, des modules moyens déterminés surune boucle de déchargement-rechargementd’amplitude minimale ( /2 à /4) sont mesura-bles avec une précision acceptable, c’est-à-diresimilaire à celle des mesures de modules pressio-métriques Ménard EM.

On peut toutefois se poser la question del’influence du mode de déchargement (lent ourapide) sur les résultats obtenus, notamment surles matériaux argileux.

Les essais réalisés montrent que les deux procé-dures examinées n’ont pas d’influence discerna-

p� p�

Fig. 5 - Essais pressiométriques avec cycle. Évolution des modules cycliques en fonction du module pressiométrique.

a. Module de rechargement Er. b. Module de déchargement Ed.

TABLEAU IIIbDéchargement lent par palier (Type L) – Synthèse par niveau et pour l’ensemble de la couche d’argile

(MPa)EM

(MPa)Ed

(MPa)Er





Ensemble de la couche (z = 1,6 m à 4 m)Moyenne 0,74 8,36 35,31 34,96 4,03 4,62 11,22Écart-type 0,14 2,44 7,92 19,36 1,13 2,24 1,85cv 0,19 0,29 0,22 0,55 0,28 0,48 0,17

p� p�

0

10

20

30

40

50

60

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15

Cycle R

Cycle L

Er = 2,5 EM

Er = 5 EM

0 5 10 15

Cycle R

Cycle L

Ed = 2,5 EM

Ed = 5 EM

Er (MPa)

EM (MPa) EM (MPa)

Ed (MPa)


ble en comparaison de l’incertitude sur les mesu-rages. Compte tenu du caractère conventionnel ducalcul des modules, il n’y a donc là encore aucunintérêt à imposer un déchargement (ni mêmed’ailleurs, mais dans une moindre mesure, unrechargement) par paliers.

Reste, bien sûr, la pertinence et l’utilité de mesu-rer des modules cycliques moyens. Mais ceci estun autre problème. Si l’on s’intéresse aux modulesde déchargement sous de très faibles variationsvolumiques, la procédure et le matériel d’essaisont à revoir (il faut vraisemblablement s’orientervers des essais à vitesse de déformation constanteet/ou des sondes de capacité d’expansion plusgrande, de l’ordre de 1 500 à 2 000 cm3 afin dediminuer l’incertitude sur la mesure).

En conclusion, si l’on veut déterminer des modu-les cycliques avec une précision acceptable avecle matériel d’usage courant, ce module doit êtredéterminé sur l’amplitude complète du cycle. Unedécompression rapide du terrain est alors suffi-sante. C’est cette procédure qui a été retenue pourun éventuel essai normalisé (XP P 94-110-2) avecle matériel existant.

Matériel d’acquisition des mesures

Comme on l’a vu, la contraction et l’expansion dela cellule pressiométrique au cours d’une boucledéchargement-rechargement sont très faibles(quelques centimètres cubes entre deux paliersconsécutifs tout au plus). Des mesures de volumeaussi précises que possibles sont de ce fait indis-pensables.

Il est également nécessaire, pour ces mêmes rai-sons, que la loi de chargement p = f(t) soit contrô-lée en cours d’essai et en particulier les pointssuivants :

➢ la variation de la pression appliquée sur le soldurant un palier de chargement,➢ la durée d’application d’un palier,➢ la différence de pression entre les cellules degarde et la cellule centrale.

L’acquisition automatique des mesures de pres-sion et de volume est de ce fait un facteur impor-tant de la qualité des essais pressiométriques aveccycle. À l’heure actuelle, outre les appareils utili-sés lors des essais présentés dans cet article,d’autres dispositifs, nouveaux, existent sur le mar-ché.

Les incertitudes des mesures annoncées par tousles constructeurs sont au moins de ± 0,5 cm3 surles volumes et de ± 1 % sur les pressions.

Ces matériels ont été conçus pour la prise desinformations nécessaires à l’exploitation d’unessai pressiométrique Ménard (NF P 94-110-1).Dans l’optique des essais avec cycle, les capteursde pression et volume utilisés paraissent accepta-bles ; il est toutefois indispensable que les pointssuivants soient pris en compte (et que les logicielsd’acquisition soient, si besoin, modifiés enconséquence) :

➢ l’accès possible aux mesures brutes de pres-sion et de volume et non aux seules valeurs affi-chées après arrondi,➢ l’acquisition des lectures des pressions de gazet d’eau au moins en début et fin de palier, et sur-tout lors de la phase de décompression du terrain,➢ l’archivage des pressions et volumes au moinsà 1 s – 15 s – 30 s – 60 s après le début d’un palierde pression.

Ces exigences ont d’ailleurs été reprises dans ladernière version de la norme pressiométrique(NF P 94-110-1 et NF P 94 110-2).

Procédure d’essai et calcul du module cyclique pressiométrique

En conclusion, la procédure suivante est préconi-sée :

➢ début du cycle à pc pf /2,➢ amplitude du cycle : /4 p /2 soit enpratique p pc/2,➢ décompression rapide du terrain (avec con-trôle des pressions dans les cellules de garde et lacellule centrale),➢ rechargement par paliers,➢ lecture des « pressions-volumes » à 1 s, 15 s,30 s et 60 s au moins.

Il est également préconisé de caractériser le cyclede déchargement-rechargement par un module« cyclique » conventionnel unique Ec correspon-dant au module de rechargement moyen Er déter-miné entre pd et pc à partir de la formule suivante

Ec = 2,66 p V / V

avec

➢ p = pc – pd,➢ V = Vc – Vd,➢ V = Vs + (Vc – Vd)/2,➢ Vs : volume de la cellule de mesure,➢ Vc, Vd : volumes corrigés correspondant auxpressions corrigées pc et pd.

C’est cette procédure qui a été appliquée pour lesessais cycliques présentés ci-après.

p�p� p�


Influence du mode de forage sur les modules cycliques ErLa qualité des forages, comme on l’a déjà dit, estun élément essentiel de la qualité d’un essai pres-siométrique normal. Les facteurs qui condition-nent la qualité et la fiabilité des paramètres pres-siométriques sont très variables. Les outils deforage, la longueur de passe de forage et les para-mètres de forage sont autant de facteurs qui entraî-nent un remaniement du sol et affectent les résul-tats de l’essai : la pression limite et le moduleEM, cette seconde caractéristique l’étant générale-ment plus que la première. Il est donc essentiel derespecter les recommandations rappelées enAnnexe 1 si l’on veut obtenir des résultats repré-sentatifs du comportement réel des terrains, et per-mettre d’employer les méthodes de calcul pressio-métriques.

Un des objectifs visés, avec la réalisation d’uncycle en cours d’essai, a été d’examiner dansquelle mesure ce cycle remédie à la dispersionobtenue sur EM, par l’obtention d’une dispersionbeaucoup plus faible sur le module Er et ce, quelque soit le mode de forage, acceptable ou non.

Pour les essais réalisés ci-après, on a donc faitvarier les méthodes de forage, depuis la méthodequalifiée de référence (tarière à main) jusqu’à desméthodes très perturbatrices et évidemment inter-dites.

Trois sols (limon, argile très plastique, sable allu-vionnaire) ont fait l’objet de mesures par le LRPCde Rouen.

Limon

Il s’agit d’un limon éolien, peu plastique. Cetteformation géologique est très courante en Nor-mandie, puisqu’elle recouvre quasiment tous lesplateaux. Le site qui domine la ville du Havre(Le Mont Gaillard) comporte 4 à 5 m d’épaisseurdu limon étudié, dont la compacité augmente avecla profondeur, comme l’ont montré les résultatsdes études déjà effectuées sur le secteur. Le soldevient nettement plus compact et plus charpenté,avec silex, au-delà de ce niveau.

Trois modes d’exécution ont été testés, à raisond’un forage par mode ; ils sont implantés au som-met d’un triangle équilatéral de 2 m de côté.

❶ Mode 1 (TAM) : tarière à main à cuiller, de 63 mm de diamètre, utilisée à sec.

Le forage de 6 m de longueur totale a été réalisépar tronçons successifs de 1 m chacun ; chaquemètre étant lui-même exécuté par cinq à six passes

de la tarière. Il y a donc eu extraction du limon,sans refoulement : c’est le mode de forage de réfé-rence. Chaque essai d’expansion a été effectuéaprès chaque mètre successif foré.

❷ Mode 2 (THC) : tarière mécanique à sec, àmèche hélicoïdale de diamètre 63 mm, avec leprocessus suivant, qui minimise le « ramonage »du forage :

➢ forage à sec en une passe de 0 à 2,5 m et essaisà 2 m et 1 mètre,➢ forage de 2,5 à 4,5 m et essai à 3 mètres,➢ forage de 4,5 à 5,5 m, essai à 5 mètres.

Ce type de forage est le plus couramment utilisédans cette nature de terrain.

❸ Mode 3 (ODG) : outil désagrégateur trilamede diamètre 64 mm, en une seule passe d’outilde 0 à 5 m, puis réalisation ultérieure des essais,de bas en haut.

Les résultats obtenus sont regroupés dansl’Annexe 3.1 (tableaux IIIa à IIIc). Les figures 6aet 6b présentent l’effet du mode de forage sur lesvaleurs des modules pressiométriques Ménard EMet des modules cycliques de rechargement Er.

Les tableaux fournis dans l’Annexe 3.1 et lafigure 6 appellent les commentaires suivants :

■ Globalement, la tarière à main conduit auxvaleurs de modules les plus élevées. En moyenne,les valeurs de EM et Er issues de la tarière mécani-que (THC) sont 1,5 fois plus petites que cellesissues de la tarière à main (on a en effetEM = 10,8 MPa, Er = 33 MPa contre EM = 7 MPaet Er = 20,4 MPa pour la tarière mécanique).L’outil désagrégateur (ODG), avec une seulepasse de forage de 5 m, conduit à des résultatsplus dispersés, tantôt légèrement supérieurs, tan-tôt très inférieurs à ceux issus de la tarière à main.■ Les rapports Er/EM restent de l’ordre de 3 quelque soit le mode de forage, ce qui montre que lecycle de déchargement-rechargement ne restituepas, en final, un module Er indépendant du modede forage et ne gomme donc pas l’effet du rema-niement.

On notera cependant que le nombre d’essais réali-sés est très faible, et que la compacité des limonsaugmente fortement avec la profondeur, comme lemontrent bien les profils de pression limite (fig. 6d).

Argile très plastique

Il s’agit de l’argile noire de l’Albien, dite duGault, située sous la nappe (site de Callengeville,dans la boutonnière du Pays de Bray, Seine-Mari-

p�

p�


time). Cet horizon géologique a été testé entre 7,5et 11 m de profondeur dans une zone homogène, àpartir de sept forages très regroupés, distants de2 m environ les uns des autres.

Sept modes de forage (tableau IV) ont été mis enœuvre, depuis la tarière à main, sans refoulementavec passes de 1 m (mode 1) jusqu’à celui, tout àfait déconseillé, du battage direct de la sonde(mode 7), protégée par le tube fendu (ou lanterné).

Les tableaux IVa à IVg fournis dans l’Annexe 3.2regroupent tous les résultats, par mode de forage.Les figures 7a et 7b présentent l’effet de ce der-nier sur les valeurs des modules pressiométriquesMénard EM et les modules cycliques de recharge-ment Er. Les figures 7c et 7d montrent l’évolutiondes rapports Er/EM, respectivement avec la pro-fondeur z et avec EM.

On note le caractère très destructeur des modes 5et 6 : rotation avec taillant sans percussion, qui

Fig. 6 - Effet du mode de forage sur les modules de déformation – Limon.

a. Module pressiométriques Ménard EM. b. Modules cycliques Er.

c. Rapports Er / EM. d. Pressions limites .

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20

Pro

fond

eur

z (

m)

Pro

fond

eur

z (

m)

MODE 1 (TAM)

MODE 2 (THC)

MODE 3 (ODG)

0

1

2

3

4

5

0 20 40 60

MODE 1 (TAM)

MODE 2 (THC)

MODE 3 (ODG)

Er (MPa)EM (MPa)

Pro

fond

eur

z (

m)

Pro

fond

eur

z (

m)

0

1

2

3

4

5

1 2 3 4 5 6

MODE 1 (TAM)

MODE 2 (THC)

MODE 3 (ODG)

0

1

2

3

4

5

0 0,5 1 1,5

MODE 1 (TAM)

MODE 2 (THC)

MODE 3 (ODG)

pl (MPa)Er / EM

p�


conduisent à des modules EM très faibles, les pres-sions limites étant elles-mêmes très influencées(tableau IV – Annexe 3). Malgré des rapportsEr/EM supérieurs à ceux obtenus avec la tarière àmain (environ 4 dans un cas et 2 dans l’autre), le

cycle n’efface pas complètement le remaniementet les valeurs de Er demeurent inférieures à cellesobtenues par des modes recommandés de forages.

Le battage direct (mode 7) conduit à des valeursde module EM très élevées par rapport à celles

Fig. 7 - Effet du mode de forage sur les modules de déformation – Argile.

a. Modules pressiométriques Ménard EM. b. Modules cycliques Er.

c. Rapports Er / EM. d. Évolution de Er / EM avec EM.

8

9

10

11

12

0 10 20 30 40

MODE 1 : TAM Passe 1mMODE 2 : THC Passe 1 mMODE 3 : THC 1 PasseMODE 4 : ROTOP Passe 1 mMODE 5 : ODG 1 PasseMODE 6 : ODG Passe 1 mMODE 7 : BAT Continu

8

9

10

11

12

0 10 20 30 40

MODE 1 : TAM Passe 1m

MODE 2 : THC Passe 1 mMODE 3 : THC 1 Passe

MODE 4 : ROTOP Passe 1 mMODE 5 : ODG 1 Passe

MODE 6 : ODG Passe 1 mMODE 7 : BAT Continu

Pro

fond

eur

z (

m)

Pro

fond

eur

z (

m)

Er (MPa)EM (MPa)

8

9

10

11

12

0 1 2 3 4 5

MODE 1 : TAM Passe 1mMODE 2 : THC Passe 1 mMODE 3 : THC 1 PasseMODE 4 : ROTOP Passe 1 mMODE 5 : ODG 1 PasseMODE 6 : ODG Passe 1 mMODE 7 : BAT Continu

0

10

20

30

40

0 2 4 6 8 10

MODE 1 : TAM Passe 1m

MODE 2 : THC Passe 1 m

MODE 3 : THC 1 Passe

MODE 4 : ROTOP Passe 1 m

MODE 5 : ODG 1 Passe

MODE 6 : ODG Passe 1 m

MODE 7 : BAT Continu

Pro

fond

eur

z (

m)

Em

(M

Pa)

Er / EM Er / EM


obtenues dans des forages exécutés à la tarière àmain et à un rapport Er/EM = 1, plus faible queceux obtenus (de l’ordre de 2 à 4) avec les modesde forages 2, 3, 4, voire 1. On constate donc ici, enpremière analyse, que le cycle paraît atténuerl’effet du remaniement. En réalité, la forte aug-mentation des pressions interstitielles dévelop-pées au battage contribue sans aucun doute à cerésultat.

Pour les modes 2, 3, 4, 1, les valeurs de EM (etdans une moindre mesure de Er) sont relativementgroupées. On notera que les valeurs de modules Erobtenues avec le mode 1, le plus soigné (méthodede forage de référence), s’avèrent un peu plus fai-bles que celles obtenues avec les modes 2, 3 et 4.

Sable alluvionnaire

Les essais, exécutés sur la rive sud de la Seine, àHonfleur, concernent un sable fin qui fait suite àdes alluvions limoneuses de surface, et de puis-sance importante (environ 15 m). Ce sable estnoyé par la nappe et les essais ont été réalisés res-pectivement à 6, 7 et 8 m de profondeur (fig. 8).

Quatre modes de forages, à raison de deux foragespar mode, ont été testés :

❶ Mode 1 (TAM) : tarière à main, avec injectionde bentonite par passes successives de 1 m et réa-lisation de l’essai après chaque passe.❷ Mode 2 (THC) : tarière à mèche hélicoïdaleavec injection, par passes successives de 1 m etréalisation de l’essai après chaque passe.❸ Mode 3 (THC) : tarière à mèche hélicoïdaleavec injection, en une seule passe de forage, etréalisation des essais de bas en haut.❹ Mode 4 (ROTOP) : rotopercussion avectaillant, par passes successives de 1 m, et réalisa-tion de l’essai après chaque passe.

Sur vingt-quatre essais ainsi réalisés, dont lesrésultats sont récapitulés dans les tableaux VIa àVIe de l’Annexe 3.3, trois essais situés à 8 m deprofondeur ont été éliminés de l’analyse, comptetenu des valeurs très élevées des pressions limites

TABLEAU IVModes de forage adoptés dans l’argile

Mode 1 : Tarière à main, mètre par mètre (TAM)

Mode 2 : Mèche hélicoïdale, mètre par mètre (THC)

Mode 3 : Mèche hélicoïdale en une passe (THC)

Mode 4 : Rotopercussion, mètre par mètre (ROTOP)

Mode 5 : Rotation avec taillant en une passe (ODG)

Mode 6 : Rotation avec taillant, mètre par mètre (ODG)

Mode 7 : Battage direct continu (BAT)

Fig. 8 - Effet du mode de forage sur les modules de déformation – Sable.

a. Modules pressiométriques Ménard EM.

b. Modules cycliques Er.

c. Pression limite .

5

6

7

8

9

10

0 2 4 6 8 10

MODE 1 (TAM Passe 1 m)MODE 2 (THC Passe 1 m)MODE 3 (THC 1 Passe)MODE 4 (ROTOP 1 m)

Pro

fond

eur

z (

m)

EM (MPa)

5

6

7

8

9

10

0 10 20 30 40 50

MODE 1 (TAM Passe 1 m)

MODE 2 (THC Passe 1 m)

MODE 3 (THC 1 Passe)

MODE 4 (ROTOP 1 m)

Pro

fond

eur

z (

m)

Er (MPa)

5

6

7

8

9

10

0 0,5 1 1,5 2

MODE 1 (TAM Passe 1 m)

MODE 2 (THC Passe 1 m)

MODE 3 (THC 1 Passe)

MODE 4 (ROTOP 1 m)

Pro

fond

eur

z (

m)

pl (MPa)

p�


mesurées. Ces essais correspondent à des niveauxsableux, beaucoup plus compacts (1,35, 1,70 et1,70 MPa) que l’on trouve à la base des sablestestés.

Sans effectuer d’analyse statistique, compte tenudu nombre limité d’essais, on peut quand mêmeobserver globalement que l’effet des modes deforage sur la mesure de Er demeure important,même si les dispersions obtenues sur le modulecyclique semblent plus faibles que celles obtenuessur le module pressiométrique EM et la pressionlimite .

Conclusion sur l’effet du mode de forage

Les essais effectués dans des forages réalisés pardifférentes techniques, admises ou prohibées,montrent qu’un cycle déchargement-recharge-ment ne gomme pas l’influence du remaniementdes parois des forages sur les valeurs des modulesdéduites de l’essai. En effet, les dispersions obser-vées sur Er, tous modes de forages confondus,sont similaires à celles obtenues pour la mesure dumodule EM.

Si cette conclusion peut être discutée compte tenudu faible nombre d’essais réalisés par niveau etpar mode de forage, en l’état actuel des connais-sances, il nous semble néanmoins nécessaire pourla réalisation d’essais pressiométriques cycliquesde veiller au bon choix des outils de forage et auxconditions d’exécution de ceux-ci . Nousconseillons donc de respecter les mêmes règlesque celles exigées pour la réalisation des foragespour les essais pressiométriques normalisés(Annexe 1).

« Fidélité » des mesures de modules cycliquesUne fois la procédure d’essai figée et l’influencedes techniques d’exécution des forages étudiée, larépétabilité des mesures de modules cycliques aété examinée sur trois sites de la région Île-de-France par le LRPC de l’Est Parisien. Les sonda-ges ont été effectués sur d’anciens sites expéri-mentaux des LPC et trois sols de nature et decaractéristiques différentes ont été testés :

➢ le sable de Fontainebleau (site de Bourron-Marlotte),➢ le limon des plateaux de Brie (site de Jossi-gny),➢ la craie Senonienne (site de Chatenay-sur-Seine).

Sur chaque site, quinze essais, distants de 1,5 m,ont été effectués dans un rectangle de 6 m × 3 m.Ils ont tous été réalisés dans des forages exécutésà la tarière à main (limon) ou à la mèche hélicoï-dale (sable et craie) et effectués à une même pro-fondeur (– 1 m/T.N sur les sites de Bourron-Mar-lotte et de Jossigny, – 1,5 m/T.N sur le site deChatenay-sur-Seine).

On trouvera en Annexe 4 des tableaux dans les-quels sont regroupés les principaux résultats obte-nus. On rappelle ci-après les caractéristiques dessols testés et les dispersions obtenues sur lesmesures des modules pressiométriques EM etcycliques Er.

Sable de Fontainebleau

Il s’agit d’une formation (étage Stampien) d’ori-gine marine, formée de sable quartzeux fin dontles grains sont pratiquement homométriques. Ilaffleure essentiellement dans le Sud de la régionparisienne. Ses principales caractéristiques (gra-nulométrie, poids volumique) sont données dansle tableau V.

Les dispersions observées sur les modules lors desessais pressiométriques sont représentées sur lesfigures 9a et 9b.

Limons des plateaux de Brie

Il s’agit d’une formation récente (plioquarter-naire) qui recouvre, entre autres, le plateau deBrie. Ces limons (étage Stampien) sont constituésde particules très fines ( 80 µm) mais dont la par-tie argileuse (passant à 2 µm) demeure faible.Leurs principales caractéristiques sont donnéesdans le tableau VI.

Les résultats détaillés des essais sont fournis dansl’Annexe 4. Les dispersions observées sur lesmodules sont représentées sur les figures 10a et10b.

p�

TABLEAU VCaractéristiques des sables de Fontainebleau –

Bourron-Marlotte

Granulométrie Poids volumiques Résistanceau cisaillement

d50 = 0,27

s = 26,44 kN/m3

dmin = 13,64 kN/m3

emax = 0,94dmax = 16,83 kN/m3

emin = 0,615

CU

d60

d10-------- 1,47= =

CC

d30( )2

d60 d10( )---------------------------- 1= =

16,1– 0,2+ 0,2 kN/m3=

' 40,5– 1,5+ 1,5 degré=

c' 0– 0+ 5 kPa=


Craie du Sénonien

Il s’agit d’une « roche » carbonatée d’âge Crétacésupérieur. Elle contient 98 % de carbonate de cal-cium. Elle est, sur le site de Chatenay-sur-Seine,

de consistance pâteuse enrobant localement desblocs décimétriques plus durs.

Pour cette craie, on ne connaît pas les caractéristi-ques de cisaillement en laboratoire, puisqu’il est

Fig. 9 - Répétitivité des résultats – Sable de Fontainebleau (site de Bourron-Marlotte).

a. Module pressiométrique EM. b. Module cyclique Er.

TABLEAU VICaractéristiques moyennes des limons – Site de Jossigny

VIa – Paramètres d'identification (0,9 – 1,5 m)

Refus pondéral Limites d'Atterbergs

(kN/m3)(0,2 mm) (80 µm) (2 µm) wL wP

1 % 4 % 75 % 35 24 26,5

VIb – Résistances au cisaillement mesurées en laboratoire sur échantillons saturés à l’appareil triaxial

cu(kPa)

'(degré)

c'(kPa)

38 32 12

VIc – Caractéristiques moyennes mesurées en place

Tranche de sol

Pressiomètre (NF P 94-110) Scissomètre de chantier (NF P 94-112)

(MPa)Pf

(MPa)EM

(MPa)su (pic)

(MPa)sr ( résiduel)

(MPa)

0 – 1,5 m 0,43 0,16 5,7 0,092 0,064

0 – 3,5 m 0,52 0,22 6,6 0,094 0,067

0

5

10

15

20

25

30

35

40Sable de Fontainebleau

0

50

100

150

200

250

300

350

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 151 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Moyenne : 205 MPaEcart-type : 56 MPacv = 0,26

Sable de Fontainebleau

N° essaiN° essai

Er (MPa)EM (MPa)

Moyenne : 27,1 MPaEcart-type : 6,4 MPacv = 0,23

p�


très difficile voire impossible de prélever deséchantillons intacts. Les caractéristiques pressio-métriques du site expérimental sont rappeléesdans le tableau VII.

Les dispersions observées sur les modules lors dela campagne d’essais cycliques sont données surles figures 11a et 11b. On notera que plusieursmodules cycliques n’ont pu être calculés, fauted’une variation volumique significative mesuréelors de la boucle déchargement-rechargement.

Conclusions sur la répétitivité des modules cycliques

L’examen des tableaux fournis en Annexe 4 et desfigures 9 à 11 montre que la répétabilité des résul-tats de modules « cycliques » est globalement lamême que celle des modules pressiométriquesMénard EM. On notera, par exemple, que le coef-

ficient de variation (cv = /m) est, quel que soit lesol testé, du même ordre de grandeur ou inférieurà celui obtenu pour EM. On peut donc considérerque la réalisation d’une boucle déchargement-rechargement conduit au même facteur de disper-sion du module cyclique que celui que l’on obtientsur EM lors de la réalisation d’un essai pressiomé-trique normalisé. Il est, par ailleurs, intéressant deremarquer l’ordre de grandeur du coefficient devariation cv. Il est de 0,2, pour les sables de Fon-tainebleau et les limons des plateaux de Brie, tantpour , EM que Er. Il est un peu plus élevé(cv 0,5) dans la couche de craie pour EM et Er.Cette constatation traduit en fait l’hétérogénéitéde cette couche formée de blocs enchassés dansune matrice plus molle. On notera toutefois que ladispersion de demeure faible (cv 0,2) danstous les cas, en raison des déformations imposées( R/R0 40 % pour ; R/R0 5 % pour EM)et des volumes de sols sollicités lors d’un essaipressiométrique.

Valeurs représentatives de Er/EM et de Er/Deux LRPC, Rouen et Melun, ont menés desessais sur des sites en Normandie et en Île-de-France (Combarieu et al., 1995 ; Canépa, 1996).

TABLEAU VIICaractéristiques pressiométriques moyennes de la craie –

Site de Chatenay-sur-Seine

Tranchede sol (MPa)

pf(MPa)

EM(MPa)

0 – 1,5 m 1,61 0,67 19,8

0 – 3 m 1,48 0,60 19,4

p�

p�

p�

p�

p�

Fig. 10 - Répétitivité des résultats – Limons (site de Jossigny).


0

1

2

3

4

5

6

7

8Limon des plateaux de Brie

0

5

10

15

20

25

30Limon des plateaux de Brie

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15N° essai

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15N° essai

Er (MPa)EM (MPa)

Moyenne : 4,4 MPaEcart-type : 1 MPacv = 0,23

Moyenne : 19 MPaEcart-type : 4 MPacv = 0,21


Compte tenu des incertitudes sur les valeursmesurées commentées ci-dessus, pour déterminerles valeurs représentatives des rapports Er/EM etEr/ , seuls les essais avec acquisition des mesu-res, où les variations volumétriques sur la plage decalcul de Er étaient supérieures à 2 cm3, ont étéretenus.

Le tableau VIII récapitule les valeurs moyennesobtenues sur les différents sols testés, après avoiréliminé, dans le cas des essais réalisés pour l’étudede l’effet du remaniement, les modes de foragesnon recommandés dans les normes actuelles.

Dans le tableau IX, on donne les ordres de gran-deur des rapports Er/EM et Er/ obtenus pargrande catégorie de sols (sable, argile, limon, solsintermédiaires), le rapport Er/ paraissant parti-culièrement intéressant.

Justification des résultats et application des modules pressiométriques cycliques

On examine dans cette partie la représentativitédes modules cycliques mesurés. Il est intéressantde rapprocher les résultats obtenus sur site desrésultats théoriques, et ce particulièrement pour lerapport « E/ ». La comparaison est effectuée

successivement pour les sols cohérents et pour lessols frottants.

Sol cohérent

Pour les sols purement cohérents avec un compor-tement élastique linéaire et plastique, la relationliant la pression limite ultime (notée dans cequi suit pour ne pas la confondre avec la pressionlimite pressiométrique ) et le module decisaillement G s’écrit (Combarieu, 1995) :

soit

avec

➢ cu : cohésion non drainée, ➢ p0 : pression horizontale des sols au niveau del’essai.

La relation liant la pression limite conventionnelle (doublement de la cavité) et le module de

cisaillement G a pour expression :

p�

p�

p�

p�

p�u

p�

p�u p0– cu 1 �nGcu-----+ ,=

Gp�u p0–-------------------

cu

p�u p0–------------------- e

p�u p0–

cu------------------- 1–

=

p�

p� p0– cu 1 �nG

2 cu------------+ ,=

Fig. 11 - Répétitivité des résultats – Craie (site de Chatenay-sur-Seine).


0

5

10

15

20

25

30

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15


Craie senonienne

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Craie senonienne


Er (MPa)EM (MPa)

N° essai N° essai


soit

ou encore

en adoptant = 0,33

La figure 12a confronte les résultats théoriques,donnés par la relation ci-dessus, avec les donnéesexpérimentales obtenues sur les sites d’argile(argile de Romainville, argile de Gault) et delimon de Brie. La figure 12b, pour sa part, con-fronte pour ces mêmes sols les modules Er mesu-rés avec les modules E théoriques découlant despressions limites mesurées et des cohésions

déduites d’essais de laboratoire ou mesurées enplace. Comme on peut le voir, globalement l’utili-sation du module cyclique Er comme module élas-tique permet d’avoir un bon ordre de grandeur desrésultats théoriques d’expansion pressiométrique.

Gp� p0–----------------- 2

cu

p� p0–----------------- e

p� p0–

cu----------------- 1–

=

Ep� p0–----------------- 5,32

cu

p� p0–----------------- e

p� p0–

cu----------------- 1–

=

TABLEAU IXEssais pressiométriques cycliques –

Rapports caractéristiques Er/EM et Er/

Sol Er/EM Er/

Argile raide surconsolidée 2,5 à 3,5 25 à 45

Limon 3 à 4,5 35 à 45

Sable 6 à 7,5 35 à 80

Craie 5,5 80

p�

p�

TABLEAU VIIIEssais pressiométriques cycliques –

Synthèse des résultats obtenus par les LRPC de Rouen et de Melun

(MPa) EM (MPa) Er (MPa) Er/EM EM/ Er/

Limon éolien - Le Havre (1) Moyenne 0,74 8,70 25 2,91 11,7 33,8

Écart-type 0,24 3,57 11,5 0,53 2,0 8,60

cv 0,32 0,41 0,46 0,18 0,17 0,25

Argile du Gault pays de Bray (2)

Moyenne 0,75 7,1 19,4 2,74 9,4 25,6

Écart-type 0,07 2,2 7,6 0,65 2,2 8,8

cv 0,09 0,3 0,39 0,23 0,24 0,34

Sable alluvionnaire Honfleur (3)

Moyenne 0,81 5,1 28,4 5,96 6,4 35,1

Écart-type 1,40 1,35 7,7 2,1 1,8 7,1

cv 0,17 0,26 0,27 0,35 0,28 0,20

Argile de Romainville (4) Moyenne 0,74 8,70 25 2,91 11,7 33,8

Écart-type 0,24 3,57 11,5 0,53 2,0 8,60

cv 0,32 0,41 0,46 0,18 0,17 0,25

Sable de Fontainebleau (5) Moyenne 2,62 27,1 205 7,5 10,3 77,9

Écart-type 0,53 6,4 56 1,6 1,1 19,3

cv 0,20 0,23 0,25 0,21 0,11 0,25

Limon des plateauxÎle-de-France (6)

Moyenne 0,46 4,4 19 4,5 9,5 41,2

Écart-type 0,06 1,0 4 0,9 1,7 6,2

cv 0,13 0,23 0,21 0,21 0,18 0,15

Craie Sénonienne Chatenay-sur-Seine (7)

Moyenne 0,74 12,6 67,1 5,4 16,5 88

Écart-type 0,15 6,4 37,4 2,4 6,0 34

cv 0,20 0,51 0,56 0,44 0,37 0,40

(1) Les trois modes de forages examinés ont été conservés pour ce tableau de synthèse.(2) Seuls les modes 1, 2, 3, 4, comparables quant à leurs résultats, sont pris en compte dans ce tableau.(3) Le mode 3 (passe unique de forage), qui donne de faibles résultats, a été éliminé.(4) Tous types d’essais confondus (déchargement rapide ou par palier).(5) (6) (7) Tous les essais ont été conservés.

p� p� p�


On ne peut toutefois étendre cette conclusion auxcalculs de déplacement des ouvrages géotechni-ques, les amplitudes de déformation des sols géné-rées par les ouvrages pouvant en effet être très dif-férentes de celles associées au module cyclique(•R/R0 10– 2) mesuré lors d’un essai pressiomé-trique traditionnel *.

Sol purement frottant (c’ = 0)

Pour un sol purement frottant, l’expression de lapression limite dans un modèle de sol isotropeélastoplastique avec dilatance, s’écrit (Comba-rieu, 1995) :

avec

➢

➢

où

➢ est l’angle de frottement interne,➢ , l’angle de dilatance,

➢ G, le module de c i sa i l l ement ,

➢ , le poids volumique du sol,➢ K0, le coefficient de poussée des terres aurepos.

On a donc :

ou encore :

avec = 0,33

La figure 13a montre l’évolution des rapportsthéoriques E/ en fonction de ( / z) pourune plage d’angle de frottement (37 degrés

43 degrés) correspondant à des mesures enlaboratoire sur les sables de Honfleur**. Sur cettefigure ont également été reportées les donnéesexpérimentales Er/ mesurées en tenant comptedes conditions hydrogéologiques (nappe à 1,5 m)

* L’utilisation du module cyclique Er comme module élasti-que pour le calcul des déplacements des différentes structu-res géotechniques relève d’une autre problématique. Il estnécessaire dans ce cas de confronter le calcul des déplace-ments des ouvrages à leur comportement réel en précisantcas par cas la méthode de calcul adoptée, aspect qui n’est pastraité dans le présent article.

p�

p� z( ) a( ) z=

G z( )2 z a( ) m( )---------------------------------------------------

m( )

a( ) max 1 ; K0 1 sin +( )[ ],=

m( )sin 1 sin +( )

1 sin +-------------------------------------------- ;=

** Leur cohésion en place peut être supposée nulle contrai-rement à d’autres sables comme par exemple les sables deFontainebleau.

GE

2 1 +( )------------------------,=

Gp�----- 2 m

p�

a z-----------------

1m---- 1–

=

Ep�----- 5,32 m

p�

a z-----------------

1m---- 1–

=

p� p�

p�

Fig. 12 - Théorie pressiométrique – Cas des sols cohérents.

a. Évolution de « E/ » en fonction de « /cu ». b. Confrontation des modules E calculés et Er mesurés.

0

25

50

75

100

0 25 50 75 100Er mesuré (MPa)

E calculé (MPa)

Argile verte

Argile de Gault

Limon de Brie

calculé = mesuré

0

25

50

75

100

0 2 4 6 8pl* /cu

E/pl* ou Er/pl*

théorique

Argile verte

Argile de Gault

Limon de brie

p�* p�*


et des poids volumiques ( = 18 kN/m3 hors nappeet 19,5 kN/m3 sous nappe) tels que rapportés parCombarieu (1995).

Comme on peut le voir, les rapports Er/ sontcompris entre 25 et 50 et se trouvent dans lefuseau des courbes théoriques E/ obtenues avecla relation ci-dessus. La figure 13b, pour sa part,confronte directement les modules Er mesurésavec les modules E théoriques correspondant àl’angle de frottement interne moyen des sablesalluvionnaires. Là encore, on constate une bonneconcordance entre les modules cycliques Er et lesmodules élastiques théoriques.

Enfin on notera que, lorsque (z) = z(c’est pratiquement le cas pour les sols purementfrottants), le rapport E/ est une constante,notion que l’on retrouve expérimentalement pourles rapports EM/ .

ConclusionsLa réalisation de nombreux essais cycliques avecle pressiomètre Ménard, en introduisant dansl’essai normalisé une boucle de déchargement-rechargement, a permis de dégager les conclu-sions suivantes :

➢ la réalisation de paliers lors de la phase dedéchargement ne permet pas d’obtenir des modu-les de déformation intermédiaires fiables avec lematériel utilisé pour les essais pressiométriquescourants ;

➢ les modules moyens (sécants) déterminés surun cycle selon la procédure exposée sont peuaffectés par la réalisation d’un déchargementrapide ;

➢ les facteurs de dispersion des modules cycli-ques moyens, sous réserve de respecter la procé-dure opératoire préconisée, sont similaires à ceuxtrouvés sur les modules pressiométriques tradi-tionnels EM ;

➢ l’introduction d’un cycle dans l’essai pressio-métrique ne permet pas de « sauver » un essaipour lequel les bonnes conditions de réalisationn’ont pas été respectées. En particulier, le rema-niement des parois de forage, affectant la valeurdu module EM, affecte également la valeurdu module Er ca lculée sur la courbe derechargement ;

➢ les confrontations effectuées (notammentl’étude du rapport Er/ ) avec les expressionsthéoriques d’expansion de cavité dans l’hypothèsed’un modèle de comportement élastoplastique dusol, semblent valider certains acquis pressiométri-ques à savoir la constance des rapports EM/ etEr/ avec la profondeur pour une formationhomogène ;

➢ les valeurs de ces rapports sont toutefois fonc-tion de la nature, ainsi que de la compacité et del’état du sol. Il est donc préférable de procéder à lamesure directe du module Er par un essai cyclique,plutôt que de déduire cette valeur à partir de cor-rélations avec le module pressiométrique EM, ;

p�

p�

p� p�

p�

p�

p�

p�p�

Fig. 13 - Théorie pressiométrique – Cas des sols purement frottants.

a. Évolution de E/ en fonction de ( / z). b. Confrontation des modules E calculés et Er mesurés.

0

25

50

75

100

0 5 10 15 20pl / z

0

25

50

75

100

0 25 50 75 100

Er mesurØ (MPa)

E calculØ (MPa)

Sable alluvionnaire

calculØ = mesurØ

= 40

ThØotique 37ThØorique 43Sable alluvionnaire

a( ) = 1 et = - 30

E/pl ou Er/pl

p� p�


➢ enfin rappelons que l’étude présentée s’inscritdans le cadre d’une recherche plus vaste portantsur la détermination du module de cisaillementd’un sol en fonction de sa déformation et le calculen déplacements des structures géotechniques.Pour cette raison l’application du module cycliquepressiométrique au calcul des ouvrages n’a pas ététraitée dans cet article. On peut néanmoins affir-

mer dès à présent que, moyennant certaines condi-tions d’application, l’utilisation directe du modulecyclique comme module d’Young donne de bonsrésultats et s’avère être largement suffisant pour lecalcul des déplacements de certains typesd’ouvrages géotechniques. Des calculs promet-teurs ont en effet été réalisés et validés. Ceci feral’objet d’une publication ultérieure.

Norme française NF P 94-110-1, Essai pressiométri-que Ménard, Partie 1 : Essai sans cycle, AFNOR, jan-vier 2000, 43 pages.

Norme française XP ENV 1997-1, Calcul géotechni-que Partie 1 : Règles générales, AFNOR, décembre1996, 112 pages.

BRU J.-P., BAGUELIN F., GOULET G., JÉZÉQUELJ.-F., Prévision de tassement au pressiomètre et cons-tatation, Proc. VIIIe Congrès international de Mécani-que des sols et des travaux de fondation ; tome 1.3,Moscou, 1973, pp. 25-31.

CANÉPA Y., Fondations superficielles, Facteursempiriques de portance et de tassement, Pressiomètrenormal, Sujet de recherche 1.17.02.0, mai 1990.

CANÉPA Y., DEPRESLES D., Catalogue des essaisde chargement de fondations superficielles sur sitespar les LPC (1978-1990), Sujet de recherche 1.17.02.0,décembre 1990.

CANÉPA Y., Essais pressiométriques avec cycle dedéchargement-rechargement. Influence du mode opé-ratoire, Sujet de recherche 2.24.05.4 de la commissiontechnique 24, Mécanique des sols, roches et fonda-tions, 1996.

COMBARIEU O., L’essai pressiométrique et la résis-tance au cisaillement des sols, Bulletin de liaison deslaboratoires des Ponts et Chaussées, 196, mars-avril1995, pp. 43-51.

COMBARIEU O., CANÉPA Y., Essais pressiométri-ques Ménard avec boucle de déchargement-recharge-ment. Analyse des procédures et des résultats d’essais,Sujet de recherche 2.24.19.3 et 2.24.02.4 de la commis-sion technique 24, Mécanique des Sols, roches et fon-dations, 1995.

Fascicule 62 Titre V, Règles techniques de conceptionet de calcul des fondations des ouvrages de génie civil,

Ministère de l’Équipement, du logement et des trans-ports, 1993.

FRANK R., Quelques développements récents sur lecomportement des fondations superf iciel les ,Xe Congrès européen de Mécanique des sols et des tra-vaux de fondation, Florence, 1991, 28 pages.

MÉNARD L., ROUSSEAU J., L’évaluation des tasse-ments. Tendances nouvelles, Sols Soils, 1, 1962,pp. 13-30.

MÉNARD L., LAMBERT Ph., Étude expérimentaled’un massif de fondation soumis à des vibrations, SolsSoils, 17, 1966, pp. 9-30.

MESTAT Ph., Analyse théorique d’un cycle décharge-ment-rechargement dans le problème de l’expansiond’une cav i té cy l indr ique dans un matér iauélastoplastique de Tresca, rapport interne, LCPC, jan-vier 1993.

MESTAT Ph., Analyse théorique d’un cycle décharge-ment-rechargement dans le problème de l’expansiond’une cavité cylindrique dans un matériau élastoplas-tique de Mohr-Coulomb, rapport intene, LCPC, janvier1993.

MESTAT Ph., Validation du progiciel CÉSAR-LCPCen comportement mécanique non linéaire, vol 1 : Fon-dations superficielles et tunnels, Études et recherchesdes laboratoires des Ponts et Chaussées, Série Géotech-nique, GT 58, juin 1994.

MONNET J., KHLIF J., Étude théorique de l’équilibreélasto-plastique d’un sol pulvérulent autour du pressio-mètre, Revue française de géotechnique, 73, 1994,pp. 3-12.

WROTH C.P., British experience with the self-boringpressuremeter, Proc. 1st Symp. Pressuremeter and itsMarine Applications, Paris ; Colloques et séminaires 37,Ed. Technip, 1982, pp. 143-164.

RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES


ANNEXE 1Méthodes de réalisation des forages pressiométriques (NF P 94-110-1)

TABLEAU IDisposition à adopter d’après la norme NF P 94-110-1 (tableau C1 p 34)


ANNEXE 2Essais cycliques – Influence du mode opératoire

TABLEAU IIEssais pressiométriques cycliques –

Synthèse des résultats obtenus (Argile verte de Romainville à Boissy-Saint-Léger)

SONDAGE P1

z pf EM Ed Er EM/ /pf Er/EM Ed/EM Mode

(m) (MPa) (MPa) (MPa) (MPa) (MPa) Opérat.

1,6 0,74 0,42 9,5 39,1 41,5 12,8 1,8 4,4 4,1 L2,6 0,79 0,43 6,8 31,2 36,3 8,6 1,8 5,3 4,6 R3,6 0,73 0,44 6,8 24,3 25,9 9,3 1,7 3,8 3,6 L

SONDAGE P2


(m) (MPa) (MPa) (MPa) (MPa) (MPa)

1,7 0,51 0,32 5,2 30,2 39,0 10,2 1,6 7,5 5,8 R2,7 0,75 0,43 8,5 39,5 40,6 11,4 1,7 4,8 4,6 L3,7 0,68 0,43 6,2 18,2 22,0 9,2 1,6 3,5 2,9 R

SONDAGE P3



2 0,4 0,30 3,4 39,4 14,6 8,6 1,3 4,2 11,5 L3 0,75 0,43 9,0 22,2 24,0 12,0 1,7 2,7 2,5 R4 0,68 0,44 6,5 23,4 19,6 9,5 1,5 3,0 3,6 L

SONDAGE P4

z pf EM Ed Er EM/ pl/pf Er/EM Ed/EM Mode


1,6 0,81 0,41 11,8 37,7 25,6 14,6 2,0 2,2 3,2 R2,6 0,99 0,56 12,0 50,0 50,9 12,2 1,8 4,2 4,2 L3,6 0,76 0,43 7,1 22,2 24,1 9,4 1,8 3,4 3,1 R

SONDAGE P5



1,7 0,83 0,42 12,3 40,9 86,8 14,9 2,0 7,0 3,3 L2,7 0,95 0,62 9,4 33,9 31,7 9,9 1,5 3,4 3,6 R3,7 0,74 0,44 8,3 38,3 23,5 11,2 1,7 2,8 4,6 L

SONDAGE P6



1,9 0,51 0,31 6,6 26,5 23,9 12,8 1,6 3,6 4,0 R2,9 0,79 0,42 9,7 36,0 36,8 12,3 1,9 3,8 3,7 L3,9 0,73 0,43 7,0 23,3 21,3 9,6 1,7 3,0 3,3 R

SONDAGE P7



1,6 0,6 0,40 7,2 30,2 23,2 11,9 1,5 3,2 4,2 L2,6 0,91 0,64 9,8 31,2 30,5 10,8 1,4 3,1 3,2 R3,6 0,74 0,45 8,7 25,7 26,6 11,8 1,6 3,0 2,9 L

SONDAGE P8



2 0,76 0,43 11,0 30,0 29,5 14,5 1,7 2,7 2,7 R3 0,83 0,48 7,3 36,9 29,5 8,8 1,7 4,0 5,0 L4 0,8 0,43 8,3 20,5 30,0 10,3 1,8 3,6 2,5 R

p� p� p�

p� p� p�

p� p� p�

p� p�

p� p� p�

p� p� p�

p� p� p�

p� p� p�


ANNEXE 3Essais cycliques – Influence de la méthode de forage

LIMONTABLEAU IIIa

Limon – Tarière à main – Mode 1

Profondeur(m) (MPa)

EM(MPa)

Er(MPa) Er/EM EM/ Er/

1 0,39 5,20 17,00 3,27 13,30 43,60

2 0,71 9,00 30,00 3,33 12,70 42,40

3 0,91 11,70 28,00 2,40 12,90 30,10

4 1,20 17,50 57,00 3,26 14,60 47,50

(éliminé) 5 1,74 37,00 93,30 2,52 21,30 53,60

Moyenne 0,80 10,80 33,00 3,06 13,37 40,90

TABLEAU IIIbLimon – Tarière mécanique mèches hélicoïdales 63 mm – Mode 2

Profondeur(m) (MPa)

EM(MPa)


1 0,42 4,30 14,00 3,25 10,20 33,30

2 0,75 7,00 21,00 3,00 9,30 28,00

3 0,80 7,00 17,50 2,50 8,75 21,90

4 0,75 9,70 29,00 3,00 12,93 38,70

(éliminé) 5 1,85 22,50 80,00 3,55 12,20 43,20

Moyenne 0,68 7,00 20,40 2,94 10,30 30,47

TABLEAU IIIcLimon – Outil désagrégateur trilame 64 mm – Mode 3

Profondeur(m) (MPa)

EM(MPa)


1 0,47 6,00 15,00 2,50 12,75 31,90

2 0,80 11,00 26,00 2,36 13,75 32,50

3 0,73 7,00 27,50 3,92 9,60 37,70

4 1,00 9,00 18,80 2,09 9,00 18,80

Moyenne 0,75 8,20 21,80 2,72 11,28 30,22

TABLEAU IIIdLimon – Tous les essais confondus

(MPa)EM

(MPa)Er

(MPa) Er/EM EM/ Er/

Moyenne 0,74 8,70 25,00 2,91 11,72 33,84

Écart type 0,24 3,57 11,5 0,53 2,00 8,60

cv 0,32 0,41 0,46 0,18 0,17 0,25

p� p� p�

p� p� p�

p� p� p�

p� p� p�


ARGILETABLEAU IVa

Argile – Tarière à main, mètre par mètre – Mode 1

Profondeur(m) (MPa)

EM(MPa)


9,3 0,85 7,6 15,5 2,0 8,9 18,2

10,3 0,66 5 10,1 2,0 7,6 15,3

Moyenne 0,75 6,3 12,8 2,0 8,3 16,8

TABLEAU IVbArgile – Mèche hélicoïdale mètre par mètre – Mode 2

Profondeur(m) (MPa)

EM(MPa)


9,3 0,81 9,3 24,2 2,6 11,5 29,9

10,3 0,7 5,4 16,3 3,0 7,7 23,3

Moyenne 0,75 7,4 20,2 2,8 9,6 26,6

TABLEAU IVcArgile – Mèche hélicoïdale en une passe – Mode 3

Profondeur(m) (MPa)

EM(MPa)


8,3 0,8 10,5 36 3,4 13,1 45,0

9,3 0,79 7,5 26,7 3,6 9,5 33,8

10,3 0,66 4 13 3,2 6 19,7

Moyenne 0,75 7,3 25,2 3,4 9,6 32,8

TABLEAU IVdArgile – Rotopercussion, mètre par mètre – Mode 4

Profondeur(m) (MPa)

EM(MPa)


8,3 0,68 6,5 17,5 2,7 9,6 25,7

9,3 0,71 5,6 18 3,2 7,9 25,3

10,3 0,81 9,5 16,5 1,7 11,7 20,4

Moyenne 0,73 7,2 17,3 2,5 9,7 23,8

TABLEAU IVeArgile – Rotation avec taillant en une passe – Mode 5

Profondeur(m) (MPa)

EM(MPa)

Er(MPa) Er/EM Er/ EM/

8,3 0,46 1,7 7,2 4,2 3,7 15,6

9,3 0,48 2,7 12 4,4 5,6 25,0

10,3 0,56 1,6 10,8 6,8 2,9 19,3

Moyenne 0,5 2 10 5,1 4,1 20

p� p� p�

p� p� p�

p� p� p�

p� p� p�

p� p� p�


TABLEAU IVfArgile – Rotation avec taillant mètre par mètre – Mode 6

Profondeur(m) (MPa)

EM(MPa)


8,3 0,55 2,3 9,3 4,0 4,2 16,9

9,3 0,68 4,2 10 2,4 6,2 14,7

10,3 0,62 4,6 15,3 3,3 7,4 24,7

Moyenne 0,62 3,7 11,5 3,2 5,9 18,8

TABLEAU IVgArgile – Battage direct continu – Mode 7

Profondeur(m) (MPa)

EM(MPa)


8,3 0,88 37,0 25 0,7 42,0 28,4

9,3 0,86 17,5 23,6 1,3 20,4 27,4

10,3 0,97 22,5 23,5 1,0 23,2 24,2

Moyenne 0,90 25,7 24 1 28,5 26,7

TABLEAU IVhArgile – Tous essais confondus

Profondeur(m) (MPa)

EM(MPa)


Moyenne 0,7 8,7 17,4 11 2,9 23,8

Écart-type 0,14 8,7 7,4 9,1 1,4 7,4

cv 0,20 1,00 0,43 0,83 0,48 0,31

SABLETABLEAU Va

Sable – Tarière à main, passes de un mètre – Mode 1

Profondeur(m) (MPa)

EM(MPa)


6 0,93 5,3 25,7 4,88 5,7 27,8

7 0,69 5,1 24,7 4,88 7,4 36,1

6 0,73 4,9 26,4 5,35 6,8 36,4

7 0,89 6,5 40,3 6,23 7,3 45,5

Moyenne 0,81 5,4 29,3 5,3 6,8 36,4

p� p� p�

p� p� p�

p� p� p�

p� p� p�


TABLEAU VbSable – Tarière hélicoïdale, passes de un mètre – Mode 2

Profondeur(m) (MPa)

EM(MPa)


6 0,68 5,1 16,9 3,29 7,6 25

7 0,92 5,4 29,1 5,39 5,9 31,8

6 0,68 7,4 21,6 2,91 11 32

7 0,94 2,6 27,8 10,61 2,8 29,7

8 0,90 6,3 26 4,16 7 29,1

Moyenne 0,82 5,4 24,3 5,3 6,9 29,5

TABLEAU VcSable – Tarière hélicoïdale, une passe unique – Mode 3

Profondeur(m) (MPa)

EM(MPa)


6 0,43 1,7 9,2 5,40 4 21,6

7 0,74 3,8 33,9 8,87 5,2 46,1

8 0,72 6,1 21,8 3,59 8,5 30,5

6 0,58 4,4 21,2 4,79 7,7 36,9

7 0,79 4,9 31 6,37 6,2 39,5

8 0,65 4 23,8 5,95 6,2 36,9

Moyenne 0,65 4,2 23,5 5,8 6,3 35,3

TABLEAU VdSable – Rotopercussion, passes de un mètre – Mode 4

Profondeur(m) (MPa)

EM(MPa)


6 0,78 3,8 21,7 5,71 4,9 28

7 1,04 6,6 42,6 6,44 6,4 41,2

8 0,85 5,2 38,7 7,39 6,2 45,8

6 0,58 3,6 19,5 5,38 6,3 33,9

7 0,64 3 30 10,04 4,7 47,2

8 0,95 5,2 35,3 6,80 5,5 37,4

Moyenne 0,80 4,6 31,3 7 5,7 38,9

TABLEAU VeSable – Tous essais confondus

(MPa)EM

(MPa)Er

(MPa) Er/EM EM/ Er/

Moyenne 0,76 4,8 27 5,9 6,4 35,2

Écart-type 0,15 1,4 8,1 2 1,7 7,3

cv 0,20 0,29 0,30 0,34 0,27 0,21

p� p� p�

p� p� p�

p� p� p�

p� p� p�


ANNEXE 4 Essais cycliques – Répétabilité des essais

SABLE

TABLEAU VISable de Fontainebleau – Résultats globaux

Numérode l’essai (MPa)

EM(MPa)


Ed(MPa) Ed/EM

1 2,08 21,4 – - 10,3 – – –

2 2,38 31,1 273 8,8 13,0 114

3 3,0 35,7 193 5,4 11,9 64,3 625 17,5

4 3,05 33,9 270 8,0 11,1 88,5 376 11,1

5 2,8 26,6 179 6,7 9,5 63,9 413 15,5

6 2,42 22,8 124 5,4 9,4 51,2 276 12,1

7 3,22 29,1 178 6,1 9,0 55,3 420 14,4

8 2,38 22,8 204 8,9 9,6 85,7 275 12,1

9 2,3 21,5 218 10,2 9,3 94,8 248 11,5

10 2,1 21,2 159 7,5 10,1 75,7 184 8,7

11 2,35 26,0 211 8,1 11,1 89,4 501 19,3

12 3,2 36,0 332 9,2 11,3 103,8 474 13,1

13 3,8 37,7 210 5,6 10,2 55,3 374 9,9

14 2,05 19,3 172 8,9 9,4 83,9 293 15,2

15 2,18 21,3 142 6,6 9,8 65,1 203 9,5

Moyenne 2,62 27,1 205 7,5 10,3 77,9 359 13,1

Écart-type 0,53 6,4 56 1,6 1,1 19,3 128 3,2

cv 0,20 0,23 0,25 0,21 0,11 0,25 0,36 0,24

p� p� p�


LIMONTABLEAU VII

Limon des plateaux de Brie


EM(MPa)


Ed(MPa) Ed/EM

1 0,46 4,2 20,6 4,9 9,1 44,7 35,8 8,6

2 0,46 4,5 18,4 4,1 9,8 40 31,5 7,0

3 0,45 4,1 19 4,6 9,1 42,2 26,6 6,5

4 0,45 4,1 21,6 5,2 9,2 48 37,1 9,0

5 0,43 5,0 14,6 2,9 11,6 34 20,5 4,1

6 0,45 4,0 14,4 3,6 8,8 32 18,4 4,6

7 0,51 5,0 25,1 5,0 9,8 49,2 52,4 10,4

8 0,48 6,8 19,9 2,9 14,2 41,5 27,3 4,0

9 0,47 3,4 17 5,0 7,3 36,1 36,3 10,5

10 0,48 3,6 19,9 5,5 7,5 41,5 29,4 8,2

11 0,51 4,6 24 5,2 9,1 47,1 28,9 6,3

12 0,52 5,1 24,5 4,8 9,8 47,1 36,4 7,2

13 Essai non réalisé

14 0,28 2,3 12,4 5,3 8,3 44,3 23,9 10,3

15 0,49 4,5 14,4 3,2 9,3 29,4 21,6 7,8

Moyenne 0,46 4,4 19 4,5 9,5 41,2 30,4 7,2

Écart-type 0,06 1,0 4 0,9 1,7 6,2 8,8 2,3

cv 0,13 0,23 0,21 0,21 0,18 0,15 0,29 0,32

p� p� p�

CRAIE SENONIENNE

TABLEAU VIIICraie sénonienne – Résultats globaux


EM(MPa)


Ed(MPa) Ed/EM

1 0,96 28,4 72,1 2,5 29,6 75 97,0 3,4

2 0,65 10,2 31,7 3,1 15,7 49 37,3 3,6

3 0,57 13,0 65,7 5,1 22,6 115

4 0,55 6,0 51,5 8,6 10,9 94

5 0,72 17,7 24,5

6 0,66 7,6 64,6 8,5 11,6 98 102,7 13,5

p� p� p�


CRAIE SENONIENNE

TABLEAU VIIICraie sénonienne – Résultats globaux


EM(MPa)


Ed(MPa) Ed/EM

7 0,85 8,4 9,8

8 0,81 9,1 53,0 5,8 11,2 65 99,7 11,0

9 0,68 11,1 16,4

10 0,86 10,4 12,0

11 0,88 12,2 13,9

12 1,00 24,1 153,9 6,4 24,1 154 226,2 9,4

13 0,79 14,5 44,6 3,1 18,3 56 97,1 6,7

14 0,54 8,0 14,9

15 0,63 7,6 12,1

Moyenne 0,74 12,6 67,1 5,4 16,5 88 110,0 8,0

Écart-type 0,15 6,4 37,4 2,4 6,0 34 62,1 3,7

cv 0,20 0,51 0,56 0,44 0,37 0,40 0,56 0,47

p� p� p�

ABSTRACT

The cyclic pressuremeter test

O. COMBARIEU, Y. CANÉPA

This paper deals with the unload-reload pressuremeter tests and the calculation of an unload-reload strainmodulus. It describes the main results of tests performed by the LPC technical network in order to finalize thetesting procedure and examine the repeatability of unload-reload modulus results measured with the standar-dized test equipment. The influence of installation disturbance linked to the type of boring and the nature ofthe unload-reload procedure affecting the measurement of soil stiffness results have also been investigated.Test have been performed in various soils (sand, clay, silt, chalk) and the dispersion of modulus results andcharacteristic ratios obtained in these types of soils are reported. The validity of the “cyclic” modulus obtainedwas studied by comparing the limit pressures measured in a purely frictional soil and various clays with thetheoretical limit pressures computed using the “cyclic” pressuremeter modulus in the place of Young’s modu-lus. A recommended testing procedure is proposed to measure reliable unload-reload pressuremeter modu-lus with the standardized equipment. This type of modulus can supplement usual geotechnical parametersand be used to assess the displacement of certain geotechnical structures.

l’essai cyclique au pressiomètre - ifsttar · acceptable pour certains calculs (par exemple,...

Documents