De façon générale, l’étude géotechnique consiste à fournir les informations techniques en rapport avec le comportement mécanique et hydraulique des sols pour des projets de construction. Ce genre d’expertise trouve son application le plus souvent dans les domaines routiers et de la construction, dans le cadre d’une nouvelle construction ou d’une rénovation majeure  ou aux fins de déterminer les causes des dommages observées dans les bâtiments, les routes etc. Elle sert aussi à analyser la stabilité des pentes, la conception des systèmes de rétention des eaux pluviales, et la conception des systèmes de traitement des eaux usées des résidences isolées.

essais geotechniques laboratoire

Quels essais utilise-t-on?

Des essais en laboratoire font partie intégrante des études géotechniques. Ils sont menés sur les échantillons de sol et de roc afin de comprendre le comportement mécanique ou hydraulique des sols. Parmi les essais effectués en laboratoire on trouve :

  • La teneur en eau
  • les limites d’Atterberg
  • l’analyse granulométrique par tamisage et/ou par sédimentométrie
  • la résistance au cisaillement non drainé à l’aide du cône suédois
  • les essais de consolidation œdométrique
  • la perméabilité des sols
  • les essais de compression sur les carottes de roc

Limites d’Atterberg

Les limites d’Atterberg sont les valeurs de teneurs en eau correspondant aux frontières entre les différents états des sols fins à savoir l’état solide avec retrait, l’état solide sans retrait, et l’état plastique. Ces valeurs permettant d’établir la classification des sols fins. On peut se servir aussi de ces limites pour évaluer le potentiel de gonflement et le potentiel de liquéfaction des sols argileux.

L’essai en laboratoire des limites d’Atterberg est un élément important d’identification des sols et permet d’établir la plasticité du sol. Aussi appelées limites de consistance, cet essai a été établi par l’agronome suédois Albert Atterberg au début du 20e siècle. Le test a obtenu une reconnaissance formelle de la Société internationale de la science du sol lors d’un colloque à Berlin en 1913. En général, l’essai prend plus de deux jours à réaliser. De plus, la durée augmente avec la proportion d’argile des sols. L’essai est fiable car les résultats obtenus sont répétables et reproductibles.

Analyse granulométrique

L’analyse granulométrique permet d’étudier la répartition des différents grains dans un échantillon de sol. On catégorise les granulats et les sols en fonction de la taille des particules dont le sol et le granulat est composé ainsi que de l’importance de chaque taille dans l’échantillon de sol ou de granulat. Selon la taille des particules, on distingue les argiles, les silts qui sont les sols à grains fins, les sables et les graviers qui sont des sols à gros grains. Lorsque les particules sont supérieures à 75mm, on parle de caillou et lorsqu’elles sont supérieures à 300mm on parle de bloc.

Cette analyse peut se faire aussi bien par tamisage que par sédimentométrie. Dans le cas de tamisage, on procède au classement des grains à l’aide d’une tamiseuse à vibration telle que montrée dans cette photo.

Résistance au cisaillement non drainé

Le cône suédois est conçu pour déterminer la résistance au cisaillement de sols argileux saturés. Il sert également à définir la sensibilité d’échantillons de sols argileux. Dans le cas des sols cohérents, il importe d’examiner toutes les caractéristiques drainées et non drainées. Ces caractéristiques sont établies en effectuant des essais de cisaillement sur place et/ou en laboratoire.

En laboratoire, la résistance au cisaillement non drainée peut être évaluée à l’aide du cône suédois ou à l’aide de l’appareil triaxial. Au chantier, on utilise le scissomètre de chantier ou le scissomètre Nilcon pour les évaluer.

Essais de consolidation œdométrique

Les essais œdométriques permettent de simuler le tassement et le drainage unidimensionnel des sols en reproduisant une compression verticale de l’échantillon de sol. L’objet de l’essai est d’identifier les caractéristiques du sol argileux lors d’une déformation verticale que l’on appelle tassement. Le tassement a lieu notamment quand les couches de sols sont soumises à des opérations comme le remblayage et le dallage, etc. La compression des sols dans ces cas est ce que l’on appelle unidimensionnelle. Pour simuler en laboratoire ces chargements unidimensionnels, on comprime des échantillons intacts de sol dans un appareil appelé oedomètre.

Perméabilité des sols

Afin de comprendre la notion de perméabilité des sols, il est utile de regarder la notion de porosité aussi. Si l’eau pénètre l’échantillon, c’est la porosité du sol. Si l’eau traverse complètement l’échantillon, c’est la perméabilité du sol. En terme concrets, la perméabilité correspond à la vitesse à laquelle l’eau circule au sein de l’échantillon de sol.

La perméabilité des sols peut être mesuré au chantier ou au laboratoire. Dans le cas d’une étude géotechnique, la perméabilité est importante pour comprendre le comportement hydraulique des sols et pour évaluer s’il y a lieu la zone affectée par le rabattement du niveau de la nappe phréatique appelé rayon de rabattement.

Essais de compression sur les carottes de roc

L’objectif des essais de compression sur les carottes de roc est de déterminer la force nécessaire pour atteindre la rupture de l’échantillon. Cela permet d’établir les paramètres élastiques des échantillons de roc. Les carottes de forage sont de dimensions standards.

Contrôle de matériaux et caractérisation des matériaux

Un domaine connexe à la géotechnique est le contrôle de matériaux.

Le Groupe Ortam propose son expertise dans le cadre des services de contrôle de la qualité des matériaux pour les ouvrages de en béton de ciment, les ouvrages en enrobés bitumineux, le remblai contrôlé, les charpentes métalliques, l’inspection des stationnement étagé. En ce qui concerne l’inspection des stationnements étagés (selon la loi 122), les essais de compression peuvent être faits sur les carottes de béton prélevés sur les endommagés ou les parties saines des ouvrages en béton. Des analyses chimiques peuvent être également faites sur des échantillons de béton afin de comprendre les causes des détériorations des bétons et des armatures.

Un contrôle de la qualité rigoureux a un impact sur le respect des coûts et des échéances du chantier de construction.

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