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Geologie

Le document traite de la géologie générale, incluant la constitution des minéraux, leur classification, ainsi que la pétrologie des roches. Il décrit les différents types de minéraux, leur structure atomique, et la formation des roches magmatiques, sédimentaires et métamorphiques. Enfin, il précise les techniques d'investigation en géologie appliquée pour le génie civil.

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GEOLOGIE GENERALE RAPPELS ET DONNEES FONDAMENTALES P.ANDRIEUX Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre Géotechnique et Contrôles
PLAN GENERAL  1ere Partie - Les minéraux - Les associations atomiques rappel de la constitution atomique Les édifices cristallins La géométrie cristalline Les mailles et réseaux Les sept systèmes cristallins La forme géométrique des cristaux Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
PLAN GENERAL  Les principaux minéraux de l’écorce terrestre Les silicates Nesosilicates Sorosilicates Cyclosilicates Inosilicates tectosilicates Phyllosilicates Minéraux non-silicates Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
PLAN GENERAL  2eme Partie - La pétrologie Définition Les roches Éruptives et magmatiques Généralités Classification Les roches sédimentaires Généralités Formation Classification Stratigraphie Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
PLAN GENERAL Le roches métamorphiques Généralités Classification Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
PLAN GENERAL  3eme Partie Constitution du Globe terrestre - Formation des reliefs Généralités – L’échelle des temps géologiques Tectogénèse – Formation des reliefs Principes de géologie Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
PLAN GENERAL  4eme Partie La géologie appliquée Généralités La géologie du génie-civil Investigations - Objectifs - Objets et méthodes Moyens Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Définitions..  Définition de la géologie et du géologue – La Géologie (de ge, terre et logos, discours) est la science qui traite de la constitution physique du globe terrestre. Elle en étudie les différentes couches, examine les changements qui s'y sont produits et cherche les causes qui ont pu agir. – Le Géologue est donc le petit bonhomme avec un petit chapeau, des pataugas et un petit marteau à la recherche des traces lui permettant de comprendre et d’analyser ces causes à toutes les échelles…. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
1ere Partie - Les minéraux  Les associations atomiques – rappel de la constitution atomique Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
1ere Partie - Les minéraux  Nous savons tous que les matériaux de notre planète sont constitués d'éléments chimiques, comme l'hydrogène, l'oxygène, le fer, le nickel, etc.... Il y en a 106 dans le tableau périodique des éléments de Mendeleev. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
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1ere Partie - Les minéraux  L'atome consiste en un noyau central composé de protons (charges positives) et de neutrons (aucune charge), entouré d'électrons (charge négative) qui gravitent autour du noyau. Toute la masse est concentrée dans le noyau, les électrons ayant une masse négligeable. La masse atomique d'un atome est donc donnée par la masse du noyau, soit le nombre de protons + le nombre de neutrons. Chaque atome possède un numéro atomique qui est donné par le nombre de protons. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
1ere Partie - Les minéraux  Les édifices cristallins  Si on monte d'un cran dans l'organisation de la matière, il y a les molécules qui sont formées d'un assemblage d'atomes qui sont liés entre eux par deux principaux types de liens:  les liaisons ioniques  les liaisons covalentes. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
1ere Partie - Les minéraux  Le lien ionique est assuré par un transfert d'électron(s) d'un atome à l'autre. Si l’on examine l'exemple du sel (NaCl) : le transfert d'un électron du sodium (Na) au chlore (Cl) produit une molécule stable, le chlorure de sodium (NaCl), dans lequel les atomes sont sous leur forme ionique (les ions Na+ et Cl-). Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
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1ere Partie - Les minéraux  Dans le lien covalent, les atomes s'unissent par partage d'électrons. C'est le cas, par exemple, des gaz hydrogène (H2), Oxygène (O2) et chlore (Cl2). Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
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1ere Partie - Les minéraux  Encore un cran au-dessus des molécules, on a les minéraux. Ceux-ci sont constitués d'atomes et de molécules, et se définissent sur deux critères indissociables: – La composition chimique – la structure atomique.  En simplifiant, on peut dire que le minéral, c'est la matière ordonnée. Le minéral halite est un exemple simple qui illustre bien la dualité de la définition de l'espèce minérale. Sa composition chimique est NaCl, le chlorure de sodium (le sel de table!). Le minéral halite possède une structure atomique déterminée qu'on dit cubique. On l'appelle cubique parce que l'arrangement des atomes, en alternance régulière entre les Cl et les Na, forme une trame cubique Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
En réalité, les ions sont tassés les uns sur les autres, mais conservent toujours la même structure Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
1ere Partie - Les minéraux  Même si chaque minéral possède une composition chimique définie, on admet certaines variations. Ainsi, il peut y avoir substitution de certains ions pour d'autres. Par exemple, l’ olivine à la composition (Fe,Mg)2 SiO2, ce qui signifie que la proportion entre le fer et le magnésium peut varier. Les substitutions d'ions dans les minéraux sont en grande partie contrôlées par la taille et la charge des ions Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Ainsi, il sera facile de faire des substitutions d'ions de taille et de charge semblables, comme de substituer le fer (Fe) au magnésium (Mg), ou le sodium (Na) au calcium (Ca), mais on pourra difficilement substituer du potassium (K) ou de l'oxygène (O) à l'aluminium (Al). Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
1ere Partie - Les minéraux  La forme géometrique des cristaux – Les mailles et les réseaux La cristallographie est la science qui étudie les cristaux : Les formes des cristaux ne sont pas quelconques. L'existence de ces formes est liée au fait que dans certains cas, les minéraux ont suffisamment d'espace autour d'eux pour croître et prendre des formes qui leur sont propres. Ces formes macroscopiques traduisent le fait que les atomes sont arrangés à l'échelle microscopique. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
1ere Partie - Les minéraux  Notion de maille Haüy, le grand cristallographe du XIX° siècle a fait une constatation : un cristal fragmenté génère des morceaux qui ont la même forme que le cristal initial (c'est la loi de stratification multiple). Du point de vue géométrique, il existe un certain nombre de volumes de base qui permettent de remplir un espace tri-dimensionnel sans laisser de vides. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
1ere Partie - Les minéraux  La maille est l'enveloppe du plus petit parallélépipède de matière cristallisée conservant toutes les propriétés géométriques, physiques et chimiques du cristal et contenant suffisamment d'atomes pour respecter sa composition chimique. Pour construire un volume de cristal. On va en fait empiler des volumes élémentaires; cette répétition s'appelle le réseau cristallin Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
1ere Partie - Les minéraux – Les sept systèmes cristallins  On distinguera 7 systèmes cristallins (Pas un de plus pas un de moins…) conditionnés par les relations de symétries de la maille cristalline et l’organisation des réseaux cristallins : Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
CUBIQUE ORTHOROMBIQU QUADRATIQUE HEXAGONAL E MONOCLINIQUE TRICLINIQU RHOMBOHEDRIQU E E Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
1ere Partie - Les minéraux  Tous les minéraux de la création auront des formes rapportées à l’un de ces systèmes : – Ex : – Le Quartz est rhomboédrique – Le diamant est cubique – Le saphir est cubique – L’émeraude est héxagonale …… Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
1ere Partie - Les minéraux  Les principaux minéraux de l’écorce terrestre Toutes les roches présentes sur la planète sont constituées d’assemblages minéraux dont les caractéristiques retracent l’histoire de cristallisation. Les modes de cristallisation dépendent en effet des conditions physico-chimiques qui règnent au moment de la mise en place des roches. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
1ere Partie - Les minéraux Les minéraux possèdent des propriétés physiques qui permettent de les distinguer entre eux. – Couleur – Éclat – Densité – Propriétés optiques – Dureté  La dureté d'un minéral correspond à sa résistance à se laisser rayer. Elle est variable d'un minéral à l'autre. Certains minéraux sont très durs, comme le diamant, d'autre plutôt tendres, comme le talc. Les minéralogistes ont une échelle relative de dureté qui utilise dix minéraux communs, classés du plus tendre au plus dur, de 1 à 10. Cette échelle a été construite par le minéralogiste autrichien Friedrich Mohs et se nomme par conséquent l'échelle de Mohs Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
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1ere Partie - Les minéraux  Les Minéraux silicatés Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
1ere Partie - Les minéraux  Le tableau ci-dessous présente la proportion des éléments chimiques les plus abondants dans la croûte terrestre. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
1ere Partie - Les minéraux  On y voit que deux éléments seulement, Si et O, comptent pour près des trois quarts (74,3%) de l'ensemble des matériaux. Il n'est donc pas surprenant qu'un groupe de minéraux composés fondamentalement de Si et O avec un certain nombre d'autres ions et nommés silicates, compose à lui seul 95% du volume de la croûte terrestre. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
1ere Partie - Les minéraux  A noter que cette répartition n'est applicable qu'à la croûte terrestre. On considère que le noyau est composé presque uniquement de fer et de nickel, ce qui est bien différent de ce qu'on présente ici. Lors de la formation de la terre, les éléments légers, comme l'oxygène et le silicium ont migré vers l'extérieur, alors que les éléments plus lourds, comme le fer, se sont concentrés au centre. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
1ere Partie - Les minéraux  Tous les silicates possèdent une structure de base composée des ions Si4+ et O2- Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
1ere Partie - Les minéraux  Les silicates constituent l’essentiel des roches magmatiques et métamorphiques.  La famille des silicates se décline en six grandes familles : Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
1ere Partie - Les minéraux  Les Nésosilicates – Tétraédres reliés entre eux par des cations : Grenats – péridots – Disthène – Sillimanite – Andalousite… Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
1ere Partie - Les minéraux Les Sorosilicates – Tétraédres unis par paires avec un atome d’oxygène en commun ( Exemple Epidote)  Les cyclosilicates – Tétraèdres en anneaux , ils cristallisent souvent en prismes ( Tourmalines) Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
1ere Partie - Les minéraux  Les Inosilicates – Tétraèdres allongés en chaînes simples , d’ou la forme allongée des minéraux (Amphiboles , pyroxènes..) Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
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1ere Partie - Les minéraux  Les Phyllosilicates – Tétraèdres en feuillets caractéristiques : Micas, Argiles, ….qui leur confère des propriétés absorbantes et plastiques Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
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1ere Partie - Les minéraux  Les Tectosilicates – Tétraèdres reliés par tous leurs sommets d’ou une dureté supérieure et la difficile introduction d’ions au cœur de la structure : Les quartz ou les feldspaths Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
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1ere Partie - Les minéraux  Les Minéraux Non-Silicatés Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
1ere Partie - Les minéraux  Il s’agit de mineraux accesoires,avec pour l’essentiel des mineraux sédimentaires dont les plus répandus : – Les chlorures :  Formés par évaporation en milieu marin ou lacustre. Le plus commun est le sel gemme – Les Sulfures :  Minéraux de minerais… Ex Pyrite (FeS), Galène (PbS). Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
1ere Partie - Les minéraux – Les carbonates : – Les plus répandus. Ex : la calcite qui compose l’essentiel des roches sédimentaires Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
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2eme Partie – La Pétrologie  Définition – Les roches de l’écorce terrestre sont classées en trois grandes familles distinctes :  Les roches Magmatiques  Les roches sédimentaires  Les roches métamorphiques. La pétrologie est la science descriptive de ces roches , de leurs origines et de leur évolution. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
2eme Partie – La Pétrologie  Les roches éruptives et Magmatiques – Généralités  Elles présentent en commun la particularité d’être issues de la consolidation d’un Magma, c’est à dire d’un liquide renfermant des cristaux en proportions variables – Classification Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
2eme Partie – La Pétrologie Ces magmas transitent depuis le manteau ou la croûte terrestre pour se solidifier en surface soit sous forme de roches volcaniques, soit en cristallisant à l’intérieur de la lithosphère et former des roches plutoniques. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
2eme Partie – La Pétrologie  Il est d’usage de différencier les magmas en trois séries principales :  Tholéitiques  Alcalines  Calco-alcalines Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
2eme Partie – La Pétrologie  Classification La logique de classification se base sur un regroupement génétique des roches au sein des séries magmatiques La systématique ( classement - nomenclature ) est basée sur la minéralogie et la géochimie Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
R oches R oches plutoniques volcaniques A cid e R oches Q uartzo- G ranite R hyolite (+S iO 2) feldspathiques R oches feldspathiques Syénite Trachyte D iorite A ndésite G abbro Basalte R oches feldsapthiques et Syénite néphélinique Phonolite feldspathoidiques R oches - - (- S iO 2) feldspathoidiques B asiq u e R oches U ltrabasiques Péridotite - Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
2eme Partie – La Pétrologie  Structure des roches magmatiques La dimension et l’arrangement des grains de minéraux dépendent des conditions de cristallisation : Plus le refroidissement est lent, plus les cristaux peuvent se développer. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
2eme Partie – La Pétrologie On distinguera 3 grandes catégories :  La structure vitreuse : Dans le cas ou la roches est effusive et brutalement refroidie.  La structure microristalline : La plus grande partie des cristaux est visible à l’œil.Lorsque de gros cristaux sont individualisés on parle de structure « porphyrique »  La structure macrocristalline : Les cristaux peuvent avoir de grande taille ( du mm au cm). Lorsque des cristaux de très grande taille existent on parle de structure « porphyroïde » Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
2eme Partie – La Pétrologie  Les roches sédimentaires – Généralités Par définition, les roches sédimentaires sont dites « éxogène », c’est à dire formées à la surface de la terre, par opposition aux roches magmatiques. Elles sont déposés par couches successives, parallèles entre elles : C’est la stratification. Première conséquence pour leur comportement : Elles sont anisotropes au plan de la mécanique des sols…. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
2eme Partie – La Pétrologie  Les roches sédimentaires  Quelle que soit sont origine, la formation des roches sédimentaires repose sur 3 principes : – Mobilisation – Transport et dépôt – Diagenèse – Formation des roches sédimentaires  Pour que les sédiments puissent être transportés, il faut qu’il aient été libérés. L’ensemble des phénomènes qui libèrent les particules sera résumé sous le terme d’altération Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
– On distinguera : • L’altération physique : Désagrégation sous l’effet des actions mécaniques : Eau / Vent / Gel / Dessiccation / Action des racines… • L’altération chimique : Souvent associée à l’altération physique. Elle constitue le processus essentiel de la formation des sols. La plus important est l’hydrolyse, c’est à dire l’attaque des minéraux par des eaux pures ou chargées en CO2. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Certaines conditions favorisent l’hydrolyse dont : - La nature des minéraux : La quartz est quasiment insoluble les ferromagnésiens sont plus sensibles.. - La taille des minéraux : Plus la taille est petite, plus la surface spécifique est élevée, - L’activité bactérienne - La température (qui favorise les réactions chimiques) - Le drainage des sols …. Les particules issues de l’altération sont essentiellement des silicates : (Minéraux argileux dégradés (Illite) / Transformés (Vermiculites) / N2oformés (Kaolinite) Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
 Les roches sédimentaires – Transport et dépôt  Ils sera fonction de l’état des particules : – En solution • La concentration des ions est variable selon la nature des eaux. La précipitation et donc le dépôt de minéraux peut se produire dès que le seuil de saturation est atteint. La précipitation est courante dans la formation des roches salines, par contre la fixation des carbonates par des organismes est tout aussi fréquente. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
– Éléments solides Le transport d’éléments solides dépend de 2 paramètres : - Spécifiques aux éléments : Taille, forme, densité… - Spécifiques aux agents de transport : Vent / Eau / Glace… Le transport s’accompagne d’un tri et d’une mise en forme des éléments dont les lois conditionnent la structure sédimentaire finale : Dimensions, des particules, grano- classement…. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
 Les roches sédimentaires – Diagenèse  Il s’agit de la phase ultime du phénomène sédimentaire : La compaction et la transformation d’un sédiment en roche. Elle se fait par – Transformation minérale : Destruction de la matière organique et dissolution des squelettes remplacés par des minéraux – Compaction : Sous l’action de la surcharge litho statique liée à l’enfouissement des sédiments – La Cimentation : Le vides seront remplis par des éléments en solution ( Silice ou carbonates en général) Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
 Les roches sédimentaires – Classification  On a vu que le monde des roches sédimentaires est complexe. Leur classification aussi… La distinction de ces roches reposera sur des caractéristiques simples : • Composition chimique (Siliceuse, Calcaire, argileuse..) • Origine (Chimique, Détritique, Biologique,..) • Taille et nature des éléments. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
 Pour la géotechnique, on conservera la classification la plus courante qui distingue : – Les roches terrigènes  Formées de matériaux issus de roches émergées. La classification est liée à la granulométrie : Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Taille des éléments Etat Rudites Arénites Pélites 2mm 40µm Blocs ( D>20cm) Roches Galets (2<D<20cm) Sables Boues Meubles Graviers (0,2<D<2cm) Vases Roches Poudingues Grès Consolidées (Éléments roulés) Argilites Brèches Arkoses (>30% de Feldspath) (Éléments anguleux) Grauwakes (débris rocheux) Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
 Les roches carbonatées  La classification est basée sur la nature du ciment et celle des éléments. Selon le pourcentage des éléments, les appellation suivantes sont retenues : – + de 90% de CaCO3 : Calcaire – De 70 à 90 % : Calcaire marneux – De 30 à 70% : Marne – De 10 à 30 % : Marne argileuse – - de 10 % : Argile Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
 Les évaporites  Elles résultent de l’évaporation de l’eau de mer dans des conditions exceptionnelles. Elles ont pu être conservées par la protection d’horizons imperméables. Les principales sont les anhydrites ( Sulfate de calcium), les Gypses ( Forme hydratée de l’anhydrite) et le sel gemme. Les circulations d’eau dans les évaporites sont à l’origine de poches de dissolutions ou « fontis » qui peuvent créer des effondrements dangereux pour les constructions. Les sulfates réagissent avec les aluminates en présence d’eau . (Alcali-réaction). La formation d’ettringite, sel expansif est alors à l’origine de désordres importants dans les ouvrages. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
 Les Combustibles fossiles  On ne retiendra que la série des charbons. Vous aurez peu de chances de trouver du pétrole….Les roches carbonées proviennent de l’évolution de débris végétaux sous l’effet de l’enfouissement. Les différents, stades de cette évolution sont – Les tourbes – Les lignites – Les houilles – Les anthracites Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
 Les roches sédimentaires – La Stratigraphie Utilisée pour se repérer dans les systèmes sédimentaires et identifier des ages et des étages les uns par rapport aux autres. Elle se base sur trois principes fondamentaux de géologie :  Le principe de superposition : Un couche sédimentaire est plus récente que celle qu ’elle recouvre  Le principe de continuité :Un couche délimitée à le même age sur toute son étendue  Le principe d’identité : Deux couches renfermant les même fossiles stratigraphique sont de même age. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
On distingue alors les notions de  Formation : Série de couches sédimentaires caractéristiques du point de vue lithologique ou paléontologique  Étage : Regroupe une série de formations correspondant à une division fondamentale du temps en géologie  Système : Regroupe un ensemble d’étages  Ère : Est le plus grand diviseur des temps géologiques Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
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Millons Sur 365 Ere d'années Jours Archéen 4500 1-janv Proterozoique 2500 15-juin Paléozoique 540 15-nov Mézozoique 250 10-déc Cénozoique 65 25-déc Quaternaire 1.75 31-déc 19 heures Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
2eme Partie – La Pétrologie  Les roches Métamorphiques – Généralités  Organisées dans le cadre des mouvements de l’écorce terrestre, au hasard des phénomènes d’enfouissement, de compression, les roches métamorphiques dérivent de la transformation de roches existantes. Au travers de variations de température et de pression, la texture et la minéralogie des riches évolue, tandis que La composition chimique est globalement conservée. L’ensemble de ces changements est appelé « métamorphisme » Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
 Les roches Métamorphiques – Classification Une roche métamorphique dérive toujours d’une roche antérieure, qu’elle soit sédimentaire, magmatique ou même métamorphique. La classification est en principe basée sur la texture des roches,selon qu’elle est « foliée » ou non. Dans le détail, on s’intéresse à la genèse, la minéralogie, les critères hérités… mais il sera plus simple de ne retenir que les formes les plus couramment rencontrées : Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
 Les Gneiss : Roches foliées très communes dont les minéraux essentiels sont le quartz, les feldspaths, les micas. Ils peuvent provenir de roches sédimentaires (Para ) ou granitiques (ortho)  Les granulites : proches des gneiss mais soumis à des conditions dans lesquelles les micas n’ont pas pu se développer. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
 Les Micaschistes : Roches à foliation très marquée, riches en micas. Dérivent de roches riches sédimentaires argileuses  Les Quartzites : Quasiment que du quartz. Proviennent de la recristallisation de gneiss.  Les schistes : Roches d’origine sédimentaire peu métamorphisées. (ex Schistes ardoisiers) Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
 Les Marbres : calcaires ou dolomies recristallisés.  Les Amphibolites : Roches plus ou moins foliées ayant subi un fort métamorphisme. Elles sont d’origine Para (Pélites/Marnes) ou Ortho (Basaltes/ Diorites..)  Les Migmatites : à la limite entre les roches métamorphique et magmatiques puisqu’elles ont subi une fusion partielle. Comportent des parties granitiques et gneissiques Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
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3eme Partie – Constitution du Globe Terrestre  Généralités  Tectogénèse Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
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 La Dérive des Continents – La dérive des continents est une théorie proposée au début du siècle par le physicien- météorologue Alfred Wegener, pour tenter d'expliquer, entre autres, la similitude dans le tracé des côtes de part et d'autre de l'Atlantique, une observation qui en avait intrigué d'autres avant lui. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
 1. Le parallélisme des côtes.  Il y a par exemple, un net parallélisme des lignes côtières entre l'Amérique du Sud et l'Afrique. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
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 La correspondance des structures géologiques.  Cela n'est pas tout que les pièces d'un puzzle s'emboîtent bien, encore faut-il obtenir une image cohérente. Dans le cas du puzzle des continents, non seulement y a-t-il une concordance entre les côtes, mais il y a aussi une concordance entre les structures géologiques à l'intérieur des continents, un argument lourd en faveur de l'existence du mégacontinent Pangée.  La correspondance des structures géologiques entre l'Afrique et l'Amérique du Sud appuie l'argument de Wegener. La situation géographique actuelle des deux continents montrent la distribution des anciens blocs continentaux (boucliers) ayant plus de 2 Ga (milliards d'années). Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
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LA FORMATION DES RELIEFS  S'il est une question qui a longtemps embarassé les géologues, c'est bien la formation des grandes chaînes de montagnes, comme les Rocheuses, les Alpes, les Himalayas ou les Appalaches. Tout modèle explicatif de la formation d'une chaîne de montagnes se doit d'expliquer, puis d'intégrer, chacun des principaux attributs qui caractérisent toutes les grandes chaînes.  1) Les roches sédimentaires, c'est-à-dire ces roches qui proviennent de la transformation de sédiments comme les sables et les boues, sont très abondantes dans les chaînes de montagnes et contiennent des fossiles d'organismes marins, ce qui implique que les sédiments dont elles sont dérivées se sont déposés dans un milieu marin; de plus, leur composition montre qu'une grande partie de ces sédiments se sont déposés dans un bassin océanique. Première conclusion: avant de se retrouver dans une chaîne de montagnes, tout le matériel sédimentaire se trouvait dans un océan. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
 2) Il y a aussi des roches métamorphiques dans les chaînes de montagnes, ces roches qui sont d'anciennes roches sédimentaires ou ignées transformées sous l'effet de températures et de pressions très élevées. Ces roches métamorphiques occupent une portion bien définie de la chaîne de montagnes. Il faut savoir que le lieu dans la croûte terrestre où il existe à la fois des températures et des pressions très élevées, c'est en profondeur, à au moins quelques kilomètres sous la surface. Seconde conclusion: les roches métamorphiques résultent de la transformation des roches sédimentaires et ignées de la chaîne de montagnes, en profondeur, dans la croûte terrestre. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
 3) Un autre attribut important des chaînes de montagnes, c'est qu'elles contiennent souvent des lambeaux de croûte océanique (basaltes) coincés dans des failles. Troisième conclusion: non seulement, les sédiments qui forment la chaîne de montagnes se sont-ils déposés dans un bassin marin, mais aussi, sur de la croûte océanique basaltique.  4) S'il est une caractéristique commune à toutes les grandes chaînes de montagnes, c'est bien le fait que les roches y sont déformées à des degrés divers. Depuis longtemps, les géologues qui étudiaient la géométrie de la déformation dans les chaînes de montagnes savaient bien qu'il fallait des forces de compression latérales pour produire une telle géométrie. Il leur fallait donc trouver un mécanisme responsable de ces compressions. Il leur fallait aussi trouver un mécanisme responsable du soulèvement de tout ce matériel déposé dans un bassin océanique qui compose la chaîne. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
 Les schémas qui suivent illustrent les grandes étapes de la formation d'une chaîne de montagnes. Partons de ce qu'on appelle une marge continentale passive, comme par exemple celle de l'Atlantique actuelle, où s'accumule sur le plateau continental et à la marge du continent un prisme de sédiments provenant de l'érosion du continent. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
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 Les mécanismes de base Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
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4eme Partie – La Géologie Appliquée  Généralités  La Géologie du Génie-Civil  Les investigations – Objets – Méthodes  Moyens Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques  A - GENERALITES – LA GEOTECHNIQUE INTERVIENT DANS TOUS LES DOMAINES DE LA CONSTRUCTION, DEPUIS LE BATIMENT JUSQU'AU GENIE CIVIL EN PASSANT PAR LES ROUTES, LES OUVRAGES D'ART, LES EQUIPEMENTS D’INFRASTRUCTURE QUELQU'ILS SOIENT….. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques LES MAITRES D’OUVRAGES PUBLICS SONT ASSUJETTIS A UNE OBLIGATION LEGALE VIS A VIS DES ETUDES GEOTECHNIQUES ….. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques D’ OU LA NECESSITE DE PRENDRE EN COMPTE LE « RISQUE SOL » . Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques  LA GEOTECHNIQUE COMPREND – L'ETUDE DES SOLS D'UN POINT DE VUE DESCRIPTIF. IL S’AGIT DE GEOLOGIE PURE IMPLIQUANT DES NOTIONS DE PETROGRAPHIE (CONNAISSANCE DES ROCHES), PEDOLOGIE (CONNAISSANCE DES SOLS), GEOMORPHOLOGIE (GENESE DES RELIEFS), HYDROGEOLOGIE – L'ETUDE DES CARACTERISTIQUES MECANIQUES DES SOLS, – L'ANALYSE DES INTERACTIONS SOL-STRUCTURES Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques  LES OBJECTIFS L'OBJECTIF DE LA DEMARCHE D'ETUDE GEOTECHNIQUE EST DE FOURNIR LA MEILLEURE REPONSE QUI SOIT A L'ADEQUATION DU PROJET A SON ENVIRONNEMENT IMMEDIAT, SINON DE DRESSER LA LISTE AUSSI EXHAUSTIVE QUI SOIT DES TECHNIQUES ET METHODES A METTRE EN OEUVRE POUR GARANTIR D'ABORD LA FAISABLITE D'UN PROJET ENSUITE SA STABILITE ET SA PERENNITE DANS LE TEMPS. IL EST INDISPENSABLE DE FOURNIR AU PROJETEUR OU AU MAITRE D‘OEUVRE LES ELEMENTS DE CHOIX ET DIMENSIONNEMENT DES STRUCTURES. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques  CE POINT IMPLIQUE DE FAIT QUE LES ETUDES DE SOLS DOIVENT ETRE ANTERIEURES AUX ETUDES DE STRUCTURES ET NON PAS S'ADAPTER AUX CONTRAINTES DU BATI CAR NOUS N'AVONS PAS LES MOYENS DE MODIFIER LA NATURE ET L'ETAT DES SOLS ET DES SOUS-SOLS……  TROP SOUVENT, LA DEMARCHE D'INSERTION D'UNE ETUDE GEOTECHNIQUE DANS UN DOSSIER EST GUIDEE PAR DES IMPERATIFS TRES ELOIGNES DE L'INFORMATION RECHERCHEE, (SOUVENT JUGEE SUPERFLUE) ET EN PARTICULIERS PAR DES QUESTIONS D'ASSURANCES OU DE RESPONSABILITES SOULEVEES PAR LE MAITRE D‘ OEUVRE L’ARCHITECTE OU…. L’ASSUREUR…. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques  LES QUESTIONS …..  QUELS SONT LES MOYENS NECESSAIRES A MOBILISER  A QUELS MOMENT IL FAUT LES METTRE EN OEUVRE POUR OPTIMISER LA DEMARCHE GEOTECHNIQUE ET L'INTEGRER AU MIEUX A L'ENSEMBLE DE LA DEMARCHE PROJET ? Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques L’ARCHITECTURE ET  L’ ORGANISATION DES ETUDES  LA DEMARCHE «IDEALE» D‘ETUDE PEUT ETRE DECOMPOSEE EN PLUSIEURS PHASES, CORRESPONDANT CHACUNE A UN ETAT D'AVANCEMENT DONNE DU PROJET ET DONC A UN BESOIN D’INFORMATION ET DE PRECISION DIFFERENT DES INFORMATIONS. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques  DES ETAPES ESSENTIELLES POUR CHACUNE DES PHASES DE PROJET   LE CONTENU DES INVESTIGATION,   LA DUREE ET LES MODALITES D'INTERVENTIONS NECESSAIRES,   LE COUT APPROXIMATIF. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques  QUELLES SONT CES ETAPES :  F L’ETUDE OU EXAMEN DU SITE  F LES ETUDES DE FAISABILITE  F LES ETUDES DE DEFINITION  F LES SUIVIS DE TRAVAUX ET LES ETUDES ULTERIEURES EN PHASE CHANTIER Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques  L'ETUDE OU EXAMEN DU SITE - ENQUETE PRELIMINAIRE  QUAND ? – DES LES PHASES PRE-OPERATIONNELLES, VOIRE LES LEVEES D'OPTION OU MEME D'ACQUISITION, UN SIMPLE EXAMEN DU SITEASSOCIE A UNE BONNE CONNAISSANCE DE LA GEOLOGIE GENERALE DE LA REGION ET DES PROBLEMES COURAMMENT RENCONTRES PEUT PERMETTRE D'EVI'IER BIEN DES DESAGREMENTS :  -ZONES DE GLISSEMENTS DE TERRAINS ANCIENS OU ACTIFS,  -PRESENCE CONNUE DE CAVERNES OU DE POCHE KARSTIQUES,  -RISQUES D'INONDATION  -ANCIENNES DECHARGES  -SOLS COMPRESSIBLES OU GONFLANTS...... Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques  OBJECTIFS – LES OBJECTIFS RECHERCHES SONT D’APPREHENDER A PRIORI LES PROBLEMES POSES PAR LE SITE; POUR SIMPLEMENT NE PAS SE TROMPER DE TERRAIN OU AIDER A CHOISIR LA BONNE OPTION DE PROJET PAR RAPPORT AU SITE, VOIRE MEME D'ORIENTER LA PROGRAMMATION OPERATIONNELLE.  COMMENT – A CE STADE DES ETUDES, UN SIMPLE EXAMEN VISUEL DU SITE, ALLIE A UN BONNE CONNAISSANCE GEOLOGIQUE D 'ENSEMBLE SONT SUFFISANTS POUR DONNER UN AVIS CLAIR ET CIRCONSTANCIE. L'NVESTISSEMENT RESTE DONC MINEUR VIS A VIS DE L’IMPACT POSSIBLE SUR LES PROJETS . – LES DELAIS DE MISE EN OEUVRE SONT EXTREMEMENT COURTS - NORMALEMENT INFERIEURS A UNE SEMAINE - SAUF NECESSITE DE RECHERCHES SPECIFIQUES (-ANALYSE DES DOCUMENTS EXISTANTS (CARTES GEOLOGIQUES - CARTES ZERMOS - STPC....) Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques  LES ETUDES DE FAISABILITE  QUAND ? – ELLES DOIVENT INTERVENIR DES L'ETABLISSEMENT DU PROGRAMME D’AMENAGEMEN T. IL S AGIT D'INTERVENTIONS DESTINEES A FIXER LE CADRE GENERAL DANS LEQUEL VA S'INCRIRE UN PROJET ET DONC LES CONTRAINTES DE SITE A PRENDRE FN COMPTE. – UNE ETUDE DE FAISABILITE DOIT DONC ETRE AU MOINS CONTEMPORAINE DE L'ESQUISSE ARCHITECTURALE POUR UN BATIMENT, VOIRE AU MIEUX DE L'ELABORATION DE DOSSIER DE NIVEAU AVANT PROJET (A P S.) Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques  LES OBJECTIFS – UNE ETUDE DE FAISABILITE OU RAPPORT D'ETUDE GEOTECHNIQUE DANS LA CLASSIFICATION DES ETUDES NORMALISEES (AFNOR/USG), DOIVENT PERMETTRE DE CARACTERISER L'ENVIRONNEMENT GEOLOGIQUE DU PROJET ET POSITIONNER LES DIFFICULTES D'ORDRE  MORPHOLOGIQUE (PENTES/BLOCS/CAVITES...)  LITHOLOGIQUES (NATURE DES FORMATIONS, EPAISSEURS, GLISSEMENTS, TERRASSEMENTS, AMELIORATION DES SOLS...)  HYDROGEOLOGIQUE (NAPPES, VENUES D'EAU, SOURCES, DRAINAGES...)  CONSTRUCTIVES (FONDATIONS, SOUTENEMENTS...) – CES INFORMATIONS DOIVENT ETRE INTEGREES A L'ELABORATION DU PLAN DE MASSE ET A LA DEFINITON DES CONTRAINTES D'AMENAGEMENT (NIVEAUX DE PLATE-FORME / MODALITES DE 'TERRASSEMENTS / PRINCIPES GENERAUX D'ADAPTATION AU SOL ET DE FAISABILITE OU NON FAISABILITE...) Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques  COMMENT – LA CONDUITE DE CETTE PHASE D'ETUDE IMPLIQUE TOUT D'ABORD LA MISE AU POINT D'UN PROGRAMME DE RECONNAISSANCE ADAPTE AU PROBLEME POSE. CETTE MISSION DEVRAIT ETRE LA PREMIERE TACHE DU GEOTECHNICIEN, ETABLIE EN RAPPORT AVEC LA MAITRISE D'OEUVRE OU LE MAITRE D'OUVRAGE.PAR LA SUITE, L'OBTENTION DES DONNEES NECESSITE LA CONDUITE D'UNE CAMPAGNE DE RECONNAISSANCE COMPORTANT  DES ESSAIS EN PLACE (SONDAGES ET ESSAIS MECANIQUES)  DES ESSAIS DE LABORATOIRE SUR ECHANTILLONS PRELEVES  DE L'INGENIERIE DE DEFINITION OU DE DIMENSIONNEMENT SELON LES CAS.  LE DELAI APPROXIMATIF DE CES ETUDES VARIE DE 2A 3 SEMAINES SELON LEUR CONTENU ET NECESSITE DE L'INTERVENTION D'UN INGENIEUR SPECIALISE OU D'UN CHEF DE PROJET.  CES INTERVENTIONS QUI FONT AUSSI BEAUCOUP APPEL A L'EXPERIENCE SONT MENEES EN COLLABORATION AVEC LES MAÎTRE D’OEUVRE OU LES CHARGES D’OPERATION. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques  LES ETUDES DE DEFINITION OU DE DETAIL  QUAND ? – A PARTIR DE L'APS ET JUSQU'AU PROJET DE DEFINITION ET AU D.C.E ( MAIS AVANT LE D.C.E!!!!!), LES ETUDES DE PROJET GEOTECHNIQUE OU DE CONCEPTION GEOTECHNIQUE CONSTITUENT EN PRINCIPE LE GROS MORCEAU D'UN ETUDE DE SOLS. – CELLE-CI EST A REALISER DANS LE CADRE DES OPERATIONS DE MAITRISE D'OEUVRE ET DOIVENT ETRE UN ELEMENT IMPORTANT DE LA DEFINITION DU PROJET. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques  OBJECTIFS – LES OBJECTIFS RECHERCHES SONT ALORS DE FOURNIR LES PROGRAMMES DE RECONNAISSANCES DETAILLES, ADAPTES PRECISEMENT AU PROJET EN TERMES D'AMPLEUR DE RECONNAISSANCE (NOMBRE, NATURE DES ESSAIS, PROFONDEURDES SONDAGES) – AU TERME DE LA RECONNAISSANCE, LE GEOTECHNICIEN DOIT FOURNIR AU PROJETEUR LES ELEMENTS PRECIS DE DIMENSIONNEMENT, AINSI QUE LES DISPOSITIONS TECHNIQUES PARTICULIERS A RESPECThR VIS A VIS DES CONTRAINTES DE SOLS. DANS LE DETAIL, CETTE PHASE D'ETUDE DOIT ETRE CELLE QUI FOURNI LES DISPOSITIONS FINALES EN MATIERE DE  FONDATION ET DE TERRASSEMENTS (NIVEAU D'ANCRAGE, CAPACITE PORTANTE AUX DIFFERENTS ETATS LIMITES DIMENSIONNEMENT),  LES DISPOSITIONS SPECIFIQUES VIS A VIS DES NAPPES PAR EXEMPLE  LES VALEURS DES ESSAIS ET LES NOTES DE CALCULS NECESSAIRES AU BET  LES ESTIMATIONS DES QUANTITES, COUTS ET DELAIS D'EXECUTION SI NECESSAIRE  L'ASSISTANCE TECHNIQUE AU MAITRE D'OUVRAGE POUR L'ELABORATION DES PIECES DE MARCHES Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques  COMMENT – CES ETUDES MOBILISENT GENERALEMENT DES ESSAIS EN PLACE ET DES CAMPAGNES DE SONDAGES LOURDES (SONDAGES PROFONDS, ESSAIS IN-SITU OU DE LABORATOIRE PLUS SOPHISTIQUES) INTERPRETATIONS MULTIPLES FAISANT RECCURENCE AVEC LE PROJET – LE DELAI D'ETUDE PEUT DEPASSER 1 MOIS SELON LES MODALITES ENVISAGEES, LES DIFFICULTES RENCONTRES OU L'AMPLEUR DES PROBLEMES POSES. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques  B - METHODES DE RECONNAISSANCE UN PROGRAMME DE RECONNAISSANCES GEOTECHNIQUES POSE PLUSIEURS QUESTIONS AU DEPART :  NATURE DES INVESTIGATIONS LA QUESTION DE NATURE DES INVESTIGATIONS VA DEPENDRE DU CONTEXTE GENERAL ET DU PROBLEME POSE ON RETROUVERA TOUJOURS LES MÊME METHODES EN GENERAL. CERTAINS DOSSIERS NECESSITERONT L’INTERVENTION DE MOYENS SPECIALISES (GEOPHYSIQUES - DIAGRAPHIES ...) Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
EXEMPLE DE CHOIX DU TYPE D'ESSAIS PRESSIOMETRE STABILITE D'ENSEMBLE PENETROMETRE ESSAIS DE LABORATOIRE FONDATIONS TASSEMENTS PRESSIOMETRE OEDOMETRE SOUTENEMENTS ESSAIS DE LABORATOIRE CALCULS GEOTECHNIQUES ADAPTATION AU SITE STABILITE DES PENTES ESSAIS DE LABORATOIRE SCISSOMETRE STABILITE DES PAROIS ESSAIS DE LABORATOIRE PRESSIOMETRE STABILITE DES FONDS DE CONDITIONS D'EXECUTION FOUILLES ESSAIS DE LABORATOIRE PRESSIOMETRE EPUISEMENT ESSAIS D'EAU Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques  DENSITE DES SONDAGES ET ESSAIS ELLE DEPEND ESSENTIELLEMENT DU SITE ET DE LA QUALITE DU PHASAGE DE L’ETUDE……. M ATTENTION A LA REUNION LA GEOLOGIE EST TRES « PERTURBEE » ET LES PRINCIPES DE GEOLOGIE NE S’APPLIQUENT PAS (CONTINUITE LATERALE ET SUPERPOSITION). LA DENSITE DES SONDAGES EST UNE NOTION IMPORTANTE ET TRES « SENSIBLE » A L’EXPERIENCE DU GEOTECHNICIEN. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques  PROFONDEUR D’INVESTIGATION TOUJOURS DIFFICILE A ESTIMER « A PRIORI ». LA ENCORE FONCTION DU SITE ET DES CARACTERISTIQUES DU PROJET (CHARGES) POUR MEMOIRE – FONDATIONS SUPERFICIELLES : 5 FOIS LA LARGEUR PRESUMEE DES SEMELLES (SAUF CAS DE COUCHES IMCOMPRESSIBLES ET SUFFISAMMENT EPAISSES : DALLES BASALTIQUES) – FONDATIONS PROFONDES : 5 METRES SOUS LA BASE SUPPOSEE DES PIEUX OU 7 DIAMETRES (DTU 13-2)  DANS TOUS LES CAS IL EST IMPORTANT DE DISPOSER DU NIVELLEMENT DES POINTS DE SONDAGES…DONC DE LA TOPO…… Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques  METHODES DE RECONNAISSANCE ET D’ETUDE ENQUETE PREALABLE  LES SONDAGES   PUITS A LA PELLE MECANIQUE   DESTRUCTIFS   CAROTTAGES  LES ESSAIS MECANIQUES   ESSAIS PENETROMETRIQUES - Norme NF-P 94-115 A & B   ESSAIS PRESSIOMETRIQUES – Norme NF –P 94-110   ESSAIS AU SCISSOMETRE – Norme NF – P 94 Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques  LES ESSAIS GEOPHYSIQUES   PROSPECTION ELECTRIQUE   PROSPECTION SISMIQUE  LES ESSAIS DE LABORATOIRE   IDENTIFICATION - CLASSIFICATION TENEUR EN EAU GRANULOMETRIE PLASTICITE DENSITE   OEDOMETRE   CISAILLEMENT Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques  C - DIVERS  ASPECTS REGLEMENTAIRES – RESPONSABILITES – Les études géotechniques relèvent des articles 1792 et suivant du code civil…..(contrats de louage d’ouvrage) – La responsabilité du MO est engagée dans le choix de son prestataire…… Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques NORMALISATION DES MISSIONS DE GEOTECHNIQUE LA NORME NF-P 94-500 AFNOR / USG Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques  Phasage  LES PRINCIPES PREVUS PAR LA NORME Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
UNION SYNDICALE GEOTECHNIQUE SCHEMA D'ENCHAINEMENT DES MISSIONS GEOTECHNIQUES Etapes de réalisation de MISSIONS GEOTECHNIQUES l’ouvrage Etude ou suivi des Exécution de Diagnostic ouvrages sondages, essais et géotechniqu géotechniques mesures e géotechniques G 11 Etude Etudes préliminaire de G 0 si nécessaire (à G 51 préliminaires faisabilité définir par le géotechnique géotechnicien) G1 G 12 Etude de Avant projet faisabilité G 0 indispensable G 51 géotechnique G 13 Etude de pré- dimensionnement géotechnique Etude de projet G0 G5 Projet G2 géotechnique G 0 spécifique si G 51 Assistance Phase 1 nécessaire (à définir Contrat par le Travaux Phase 2 géotechnicien) G3 Etude géotechnique Exécution d'exécution G 51 G 0 complémentaire G4 Suivi géotechnique Si nécessaire (à d'exécution définir par le G 52 géotechnicien) G 0 si nécessaire (à G 51 : sans définir par le sinistre géotechnicien) OUVRAGE EXISTANT G 0 spécifique G 52 : avec indispensable sinistre Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques  LE TEXTE DE LA NORME – Résume les phases identifiées – Précise le contenu des mission – Fixe les niveaux de responsabilité des intervenants Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
UNION SYNDICALE GEOTECHNIQUE CLASSIFICATION DES MISSIONS GEOTECHNIQUES TYPES (norme NF P 94-500 – Juin 2000) L'enchaînement des missions géotechniques suit les phases d'élaboration du projet. Les missions G 1, G 2, G 3, G 4 doivent être réalisées successivement. Une mission géotechnique ne peut être partielle qu’après accord explicite entre le client et le géotechnicien. G 0 EXECUTION DE SONDAGES, ESSAIS ET MESURES GEOTECHNIQUES - Exécuter les sondages, essais et mesures en place ou en laboratoire selon un programme défini dans les missions G 1 à G 5 ; - Fournir un compte rendu factuel donnant la coupe des sondages, les procès verbaux d'essais et les résultats des mesures. Cette mission d'exécution exclut toute activité d'étude ou conseil ainsi que touts forme d’interprétation. G 1 ETUDE DE FAISABILITE GEOTECHNIQUE Ces missions G 1 excluent toute approche des quantités, délais et coûts d’exécution des ouvrages qui entre dans le cadre exclusif d’une mission d’étude de projet géotechnique G 2. G 11 Etude préliminaire de faisabilité géotechnique - Faire une enquête documentaire sur le cadre géotechnique du site et préciser l'existence d'avoisinants ; - Définir si nécessaire une mission G 0 préliminaire, en assurer le suivi et l’exploitation des résultats ; - Fournir un rapport d'étude préliminaire de faisabilité géotechnique avec certains principes généraux d'adaptation de l’ouvrage au terrain, mais sans aucun élément de prédimensionnement. Cette mission G 11 doit être suivie d'une mission G 12 pour définir les hypothèses géotechniques nécessaires à l'établissement du projet. G 12 Etude de faisabilité des ouvrages géotechniques (après une mission G 11) Phase 1 - Définir une mission G 0 détaillée, en assurer le suivi et l’exploitation des résultats ; - Fournir un rapport d'étude géotechnique donnant les hypothèses géotechniques à prendre en compte pour la justification du projet, et les principes généraux de construction des ouvrages géotechniques (notamment terrassements, soutènements, fondations, risques de déformation des terrains, dispositions générales vis-à-vis des nappes et avoisinants). Phase 2 - Présenter des exemples de prédimensionnement de quelques ouvrages géotechniques types envisagés (notamment : soutènements, fondations, améliorations de sols). Cette étude sera reprise et détaillée lors de l’étude de projet géotechnique (mission G2). G 2 ETUDE DE PROJET GEOTECHNIQUE Cette étude spécifique doit être prévue et intégrée dans le cadre de la mission de maîtrise d'oeuvre. Phase 1 - Définir si nécessaire une mission G 0 spécifique, en assurer le suivi et l’exploitation des résultats ; - Fournir les notes techniques donnant les méthodes d'exécution retenues pour les ouvrages géotechniques (terrassements, soutènements, fondations, dispositions spécifiques vis-à-vis des nappes et avoisinants), avec certaines notes de calculs de dimensionnement, une approche des quantités, délais et coûts d'exécution de ces ouvrages géotechniques. Phase 2 - Etablir les documents nécessaires à la consultation des entreprises pour l’exécution des ouvrages géotechniques (plans, notices techniques, cadre de bordereau des prix et estimatif, planning prévisionnel) ; - Assister le client pour la sélection des entreprises et l’analyse technique des offres. G 3 ETUDE GEOTECHNIQUE D'EXECUTION - Définir si nécessaire une mission G 0 complémentaire, en assurer le suivi et l’exploitation des résultats ; - Etudier plus précisément les ouvrages géotechniques : notamment validation des hypothèses géotechniques, définition et dimensionnement (calculs justificatifs), méthodes et conditions d'exécution (phasage, suivi, contrôle). Pour la maîtrise des incertitudes et aléas géotechniques en cours d'exécution, ces missi ons G 2 et G 3 doivent être suivies d'une mission de suivi géotechnique d'exécution G 4. G 4 SUIVI GEOTECHNIQUE D'EXECUTION - Suivre et adapter si nécessaire l'exécution des ouvrages géotechniques, avec définition d'un programme d'auscultation et des valeurs seuils correspondantes, analyse et synthèse périodique des résultats des mesures ; - Définir si nécessaire une mission G 0 complémentaire, en assurer le suivi et l’exploitation des résultats ; - Participer à l'établissement du dossier de fin de travaux et des recommandations de maintenance des ouvrages géotechniques. G 5 DIAGNOSTIC GEOTECHNIQUE L’objet d’une mission G 5 est strictement limitatif : il ne porte pas sur la totalité du projet ou de l’ouvrage. G 51 Avant, pendant ou après construction d'un ouvrage sans sinistre - Définir si nécessaire une mission G 0 spécifique, en assurer le suivi et l’exploitation des résultats ; - Etudier de façon approfondie un élément géotechnique spécifique (par exemple soutènement, rabattement) sur la base des données géotechniques fournies par une mission G 12, G 2 ou G 3 et validées dans le cadre de ce diagnostic, mais sans aucune implication dans les autres domaines géotechniques de l'ouvrage ; G 52 Sur un ouvrage avec sinistre - Définir une mission G 0 spécifique, en assurer le suivi et l’exploitation des résultats ; - Rechercher les causes géotechniques du sinistre constaté, donner une première approche des remèdes envisageables, une étude de projet géotechnique G 2 devant être réalisée ultérieurement. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques  LES RESERVES D’USAGE – Limitent la responsabilité du géotechnicien vis à vis des informations qu’il a eu a sa disposition, – Limitent les conditions d’utilisation des rapports d’etudes. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
UNION SYNDICALE GEOTECHNIQUE CONDITIONS GENERALES D'UTILISATION DES RAPPORTS GEOTECHNIQUES (version du 01/01/01) Un rapport géotechnique et toutes ses annexes identifiées constituent un ensemble indissociable. Les deux exemplaires de référence en sont les deux originaux conservés : un par le client et le second par notre société. Le rapport géotechnique devient la propriété du client après paiement intégral du prix de la prestation. Le client devient alors responsable de son usage et de sa diffusion. Dans ce cadre, toute autre interprétation qui pourrait être faite d'une communication ou reproduction partielles ne saurait engager la responsabilité de notre société. En particulier l'utilisation même partielle de ces résultats et conclusions par un autre maître d'ouvrage ou par un autre constructeur ou pour un autre ouvrage que celui objet de la mission confiée ne pourra en aucun cas engager la responsabilité de notre société et pourra faire l'objet de poursuite judiciaire à l'encontre du contrevenant. Il est précisé que l'étude géotechnique repose sur une reconnaissance du sol dont la maille ne permet pas de lever la totalité des aléas toujours possibles en milieu naturel. En effet, des hétérogénéités, naturelles ou du fait de l'homme, des discontinuités et des aléas d'exécution peuvent apparaître compte tenu du rapport entre le volume échantillonné ou testé et le volume sollicité par l'ouvrage, et ce d'autant plus que ces singularités éventuelles peuvent être limitées en extension. Les éléments géotechniques nouveaux mis en évidence lors de l'exécution, pouvant avoir une influence sur les conclusions du rapport, doivent immédiatement être signalés au géotechnicien chargé du suivi géotechnique d'exécution (mission G4) afin qu'il en analyse les conséquences sur les conditions d'exécution voire la conception de l'ouvrage géotechnique. Si un caractère évolutif particulier a été mis en lumière (glissement, érosion, dissolution, remblais évolutifs, tourbe, ...), l'application des recommandations du rapport nécessite une validation à chaque étape suivante de la conception ou de l'exécution. En effet, un tel caractère évolutif peut remettre en cause ces recommandations notamment s'il s'écoule un laps de temps important avant leur mise en œuvre. Le rapport géotechnique constitue le compte-rendu de la mission géotechnique définie par la commande au titre de laquelle il a été établi et dont les références sont rappelées en tête. Conformément à la classification des missions géotechniques types, chaque mission ne couvre qu'un domaine spécifique de la conception ou de l'exécution du projet. En particulier : une mission confiée à notre société peut ne contenir qu'une partie des prestations décrites dans la mission type correspondante ; une mission type G0 engage notre société sur la conformité des travaux aux documents contractuels et l'exactitude des résultats qu'elle fournit ; une mission type G1 à G5 n'engage notre société sur son devoir de conseil que dans le cadre strict, d'une part des objectifs explicitement définis dans notre proposition technique sur la base de laquelle la commande et ses avenants éventuels ont été établis, d'autre part du projet décrit par les documents graphiques ou plans cités dans le rapport ; Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques PARLONS D’ARGENT…. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques  Coût d’investissement d’un atelier de sondage (digne de ce nom…)  Machine de sondage plus son equipement (tiges – tubes – taillants…..: # 150 000 €  Atelier d’essai pressiometrique : # 22 000 € – Donc pour un amortissement 5 Ans : €150 €/jours Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques  Coût de fonctionnement – Personnel – Maintenance… – Gas-oil 550 /600€ /jour Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
Reconnaissances géotechniques LES ASSURANCES……. Bâ time nt Mission TTC Taux Taxes TVA Coût assur. 1 000.00 G11 - G12 11.62% Part obligatoire 3.95% 34.50% 8.50% 148.35 Part complementaire 7.67% 9% 8.50% 14.83% Mission TTC Taux Taxes TVA 1 000.00 G21- G22 - G23 13.23% Part obligatoire 9.53% 34.50% 8.50% 182.83 Part complementaire 3.70% 9% 8.50% 18.28% Ge nie Civil Mission TTC Taux Taxes TVA 1 000.00 G11 - G12 10.05% Part complémentaire 10.05% 9.00% 8.50% 128.96 12.90% 1 000.00 G21- G22 - G23 9.30% Part complémentaire 9.30% 9.00% 8.50% 119.34 11.93% RC Exploitation 0.26 RC Expertise 0.76 Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre

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Geologie

  • 1.
    GEOLOGIE GENERALE RAPPELS ET DONNEES FONDAMENTALES P.ANDRIEUX Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre Géotechnique et Contrôles
  • 2.
    PLAN GENERAL  1ere Partie - Les minéraux - Les associations atomiques rappel de la constitution atomique Les édifices cristallins La géométrie cristalline Les mailles et réseaux Les sept systèmes cristallins La forme géométrique des cristaux Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 3.
    PLAN GENERAL  Les principaux minéraux de l’écorce terrestre Les silicates Nesosilicates Sorosilicates Cyclosilicates Inosilicates tectosilicates Phyllosilicates Minéraux non-silicates Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 4.
    PLAN GENERAL  2eme Partie - La pétrologie Définition Les roches Éruptives et magmatiques Généralités Classification Les roches sédimentaires Généralités Formation Classification Stratigraphie Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 5.
    PLAN GENERAL Le rochesmétamorphiques Généralités Classification Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 6.
    PLAN GENERAL  3eme Partie Constitution du Globe terrestre - Formation des reliefs Généralités – L’échelle des temps géologiques Tectogénèse – Formation des reliefs Principes de géologie Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 7.
    PLAN GENERAL  4eme Partie La géologie appliquée Généralités La géologie du génie-civil Investigations - Objectifs - Objets et méthodes Moyens Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 8.
    Définitions..  Définition de la géologie et du géologue – La Géologie (de ge, terre et logos, discours) est la science qui traite de la constitution physique du globe terrestre. Elle en étudie les différentes couches, examine les changements qui s'y sont produits et cherche les causes qui ont pu agir. – Le Géologue est donc le petit bonhomme avec un petit chapeau, des pataugas et un petit marteau à la recherche des traces lui permettant de comprendre et d’analyser ces causes à toutes les échelles…. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 9.
    1ere Partie -Les minéraux  Les associations atomiques – rappel de la constitution atomique Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 10.
    1ere Partie -Les minéraux  Nous savons tous que les matériaux de notre planète sont constitués d'éléments chimiques, comme l'hydrogène, l'oxygène, le fer, le nickel, etc.... Il y en a 106 dans le tableau périodique des éléments de Mendeleev. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 11.
    Université de laRéunion – IUT de Saint Pierre
  • 12.
    1ere Partie -Les minéraux  L'atome consiste en un noyau central composé de protons (charges positives) et de neutrons (aucune charge), entouré d'électrons (charge négative) qui gravitent autour du noyau. Toute la masse est concentrée dans le noyau, les électrons ayant une masse négligeable. La masse atomique d'un atome est donc donnée par la masse du noyau, soit le nombre de protons + le nombre de neutrons. Chaque atome possède un numéro atomique qui est donné par le nombre de protons. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 13.
    1ere Partie -Les minéraux  Les édifices cristallins  Si on monte d'un cran dans l'organisation de la matière, il y a les molécules qui sont formées d'un assemblage d'atomes qui sont liés entre eux par deux principaux types de liens:  les liaisons ioniques  les liaisons covalentes. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 14.
    1ere Partie -Les minéraux  Le lien ionique est assuré par un transfert d'électron(s) d'un atome à l'autre. Si l’on examine l'exemple du sel (NaCl) : le transfert d'un électron du sodium (Na) au chlore (Cl) produit une molécule stable, le chlorure de sodium (NaCl), dans lequel les atomes sont sous leur forme ionique (les ions Na+ et Cl-). Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 15.
    Université de laRéunion – IUT de Saint Pierre
  • 16.
    1ere Partie -Les minéraux  Dans le lien covalent, les atomes s'unissent par partage d'électrons. C'est le cas, par exemple, des gaz hydrogène (H2), Oxygène (O2) et chlore (Cl2). Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 17.
    Université de laRéunion – IUT de Saint Pierre
  • 18.
    1ere Partie -Les minéraux  Encore un cran au-dessus des molécules, on a les minéraux. Ceux-ci sont constitués d'atomes et de molécules, et se définissent sur deux critères indissociables: – La composition chimique – la structure atomique.  En simplifiant, on peut dire que le minéral, c'est la matière ordonnée. Le minéral halite est un exemple simple qui illustre bien la dualité de la définition de l'espèce minérale. Sa composition chimique est NaCl, le chlorure de sodium (le sel de table!). Le minéral halite possède une structure atomique déterminée qu'on dit cubique. On l'appelle cubique parce que l'arrangement des atomes, en alternance régulière entre les Cl et les Na, forme une trame cubique Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 19.
    En réalité, lesions sont tassés les uns sur les autres, mais conservent toujours la même structure Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 20.
    1ere Partie -Les minéraux  Même si chaque minéral possède une composition chimique définie, on admet certaines variations. Ainsi, il peut y avoir substitution de certains ions pour d'autres. Par exemple, l’ olivine à la composition (Fe,Mg)2 SiO2, ce qui signifie que la proportion entre le fer et le magnésium peut varier. Les substitutions d'ions dans les minéraux sont en grande partie contrôlées par la taille et la charge des ions Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 21.
    Ainsi, il serafacile de faire des substitutions d'ions de taille et de charge semblables, comme de substituer le fer (Fe) au magnésium (Mg), ou le sodium (Na) au calcium (Ca), mais on pourra difficilement substituer du potassium (K) ou de l'oxygène (O) à l'aluminium (Al). Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 22.
    1ere Partie -Les minéraux  La forme géometrique des cristaux – Les mailles et les réseaux La cristallographie est la science qui étudie les cristaux : Les formes des cristaux ne sont pas quelconques. L'existence de ces formes est liée au fait que dans certains cas, les minéraux ont suffisamment d'espace autour d'eux pour croître et prendre des formes qui leur sont propres. Ces formes macroscopiques traduisent le fait que les atomes sont arrangés à l'échelle microscopique. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 23.
    1ere Partie -Les minéraux  Notion de maille Haüy, le grand cristallographe du XIX° siècle a fait une constatation : un cristal fragmenté génère des morceaux qui ont la même forme que le cristal initial (c'est la loi de stratification multiple). Du point de vue géométrique, il existe un certain nombre de volumes de base qui permettent de remplir un espace tri-dimensionnel sans laisser de vides. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 24.
    1ere Partie -Les minéraux  La maille est l'enveloppe du plus petit parallélépipède de matière cristallisée conservant toutes les propriétés géométriques, physiques et chimiques du cristal et contenant suffisamment d'atomes pour respecter sa composition chimique. Pour construire un volume de cristal. On va en fait empiler des volumes élémentaires; cette répétition s'appelle le réseau cristallin Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 25.
    1ere Partie -Les minéraux – Les sept systèmes cristallins  On distinguera 7 systèmes cristallins (Pas un de plus pas un de moins…) conditionnés par les relations de symétries de la maille cristalline et l’organisation des réseaux cristallins : Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 26.
    CUBIQUE ORTHOROMBIQU QUADRATIQUE HEXAGONAL E MONOCLINIQUE TRICLINIQU RHOMBOHEDRIQU E E Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 27.
    1ere Partie -Les minéraux  Tous les minéraux de la création auront des formes rapportées à l’un de ces systèmes : – Ex : – Le Quartz est rhomboédrique – Le diamant est cubique – Le saphir est cubique – L’émeraude est héxagonale …… Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 28.
    1ere Partie -Les minéraux  Les principaux minéraux de l’écorce terrestre Toutes les roches présentes sur la planète sont constituées d’assemblages minéraux dont les caractéristiques retracent l’histoire de cristallisation. Les modes de cristallisation dépendent en effet des conditions physico-chimiques qui règnent au moment de la mise en place des roches. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 29.
    1ere Partie -Les minéraux Les minéraux possèdent des propriétés physiques qui permettent de les distinguer entre eux. – Couleur – Éclat – Densité – Propriétés optiques – Dureté  La dureté d'un minéral correspond à sa résistance à se laisser rayer. Elle est variable d'un minéral à l'autre. Certains minéraux sont très durs, comme le diamant, d'autre plutôt tendres, comme le talc. Les minéralogistes ont une échelle relative de dureté qui utilise dix minéraux communs, classés du plus tendre au plus dur, de 1 à 10. Cette échelle a été construite par le minéralogiste autrichien Friedrich Mohs et se nomme par conséquent l'échelle de Mohs Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 30.
    Université de laRéunion – IUT de Saint Pierre
  • 31.
    1ere Partie -Les minéraux  Les Minéraux silicatés Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 32.
    1ere Partie -Les minéraux  Le tableau ci-dessous présente la proportion des éléments chimiques les plus abondants dans la croûte terrestre. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 33.
    1ere Partie -Les minéraux  On y voit que deux éléments seulement, Si et O, comptent pour près des trois quarts (74,3%) de l'ensemble des matériaux. Il n'est donc pas surprenant qu'un groupe de minéraux composés fondamentalement de Si et O avec un certain nombre d'autres ions et nommés silicates, compose à lui seul 95% du volume de la croûte terrestre. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 34.
    1ere Partie -Les minéraux  A noter que cette répartition n'est applicable qu'à la croûte terrestre. On considère que le noyau est composé presque uniquement de fer et de nickel, ce qui est bien différent de ce qu'on présente ici. Lors de la formation de la terre, les éléments légers, comme l'oxygène et le silicium ont migré vers l'extérieur, alors que les éléments plus lourds, comme le fer, se sont concentrés au centre. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 35.
    1ere Partie -Les minéraux  Tous les silicates possèdent une structure de base composée des ions Si4+ et O2- Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 36.
    1ere Partie -Les minéraux  Les silicates constituent l’essentiel des roches magmatiques et métamorphiques.  La famille des silicates se décline en six grandes familles : Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 37.
    1ere Partie -Les minéraux  Les Nésosilicates – Tétraédres reliés entre eux par des cations : Grenats – péridots – Disthène – Sillimanite – Andalousite… Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 38.
    1ere Partie -Les minéraux Les Sorosilicates – Tétraédres unis par paires avec un atome d’oxygène en commun ( Exemple Epidote)  Les cyclosilicates – Tétraèdres en anneaux , ils cristallisent souvent en prismes ( Tourmalines) Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 39.
    1ere Partie -Les minéraux  Les Inosilicates – Tétraèdres allongés en chaînes simples , d’ou la forme allongée des minéraux (Amphiboles , pyroxènes..) Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 40.
    Université de laRéunion – IUT de Saint Pierre
  • 41.
    1ere Partie -Les minéraux  Les Phyllosilicates – Tétraèdres en feuillets caractéristiques : Micas, Argiles, ….qui leur confère des propriétés absorbantes et plastiques Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 42.
    Université de laRéunion – IUT de Saint Pierre
  • 43.
    1ere Partie -Les minéraux  Les Tectosilicates – Tétraèdres reliés par tous leurs sommets d’ou une dureté supérieure et la difficile introduction d’ions au cœur de la structure : Les quartz ou les feldspaths Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 44.
    Université de laRéunion – IUT de Saint Pierre
  • 45.
    1ere Partie -Les minéraux  Les Minéraux Non-Silicatés Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 46.
    1ere Partie -Les minéraux  Il s’agit de mineraux accesoires,avec pour l’essentiel des mineraux sédimentaires dont les plus répandus : – Les chlorures :  Formés par évaporation en milieu marin ou lacustre. Le plus commun est le sel gemme – Les Sulfures :  Minéraux de minerais… Ex Pyrite (FeS), Galène (PbS). Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 47.
    1ere Partie -Les minéraux – Les carbonates : – Les plus répandus. Ex : la calcite qui compose l’essentiel des roches sédimentaires Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 48.
    Université de laRéunion – IUT de Saint Pierre
  • 49.
    Université de laRéunion – IUT de Saint Pierre
  • 50.
    2eme Partie –La Pétrologie  Définition – Les roches de l’écorce terrestre sont classées en trois grandes familles distinctes :  Les roches Magmatiques  Les roches sédimentaires  Les roches métamorphiques. La pétrologie est la science descriptive de ces roches , de leurs origines et de leur évolution. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 51.
    2eme Partie –La Pétrologie  Les roches éruptives et Magmatiques – Généralités  Elles présentent en commun la particularité d’être issues de la consolidation d’un Magma, c’est à dire d’un liquide renfermant des cristaux en proportions variables – Classification Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 52.
    2eme Partie –La Pétrologie Ces magmas transitent depuis le manteau ou la croûte terrestre pour se solidifier en surface soit sous forme de roches volcaniques, soit en cristallisant à l’intérieur de la lithosphère et former des roches plutoniques. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 53.
    2eme Partie –La Pétrologie  Il est d’usage de différencier les magmas en trois séries principales :  Tholéitiques  Alcalines  Calco-alcalines Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 54.
    2eme Partie –La Pétrologie  Classification La logique de classification se base sur un regroupement génétique des roches au sein des séries magmatiques La systématique ( classement - nomenclature ) est basée sur la minéralogie et la géochimie Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 55.
    R oches R oches plutoniques volcaniques A cid e R oches Q uartzo- G ranite R hyolite (+S iO 2) feldspathiques R oches feldspathiques Syénite Trachyte D iorite A ndésite G abbro Basalte R oches feldsapthiques et Syénite néphélinique Phonolite feldspathoidiques R oches - - (- S iO 2) feldspathoidiques B asiq u e R oches U ltrabasiques Péridotite - Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 56.
    2eme Partie –La Pétrologie  Structure des roches magmatiques La dimension et l’arrangement des grains de minéraux dépendent des conditions de cristallisation : Plus le refroidissement est lent, plus les cristaux peuvent se développer. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 57.
    2eme Partie –La Pétrologie On distinguera 3 grandes catégories :  La structure vitreuse : Dans le cas ou la roches est effusive et brutalement refroidie.  La structure microristalline : La plus grande partie des cristaux est visible à l’œil.Lorsque de gros cristaux sont individualisés on parle de structure « porphyrique »  La structure macrocristalline : Les cristaux peuvent avoir de grande taille ( du mm au cm). Lorsque des cristaux de très grande taille existent on parle de structure « porphyroïde » Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 58.
    2eme Partie –La Pétrologie  Les roches sédimentaires – Généralités Par définition, les roches sédimentaires sont dites « éxogène », c’est à dire formées à la surface de la terre, par opposition aux roches magmatiques. Elles sont déposés par couches successives, parallèles entre elles : C’est la stratification. Première conséquence pour leur comportement : Elles sont anisotropes au plan de la mécanique des sols…. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 59.
    2eme Partie –La Pétrologie  Les roches sédimentaires  Quelle que soit sont origine, la formation des roches sédimentaires repose sur 3 principes : – Mobilisation – Transport et dépôt – Diagenèse – Formation des roches sédimentaires  Pour que les sédiments puissent être transportés, il faut qu’il aient été libérés. L’ensemble des phénomènes qui libèrent les particules sera résumé sous le terme d’altération Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 60.
    – On distinguera: • L’altération physique : Désagrégation sous l’effet des actions mécaniques : Eau / Vent / Gel / Dessiccation / Action des racines… • L’altération chimique : Souvent associée à l’altération physique. Elle constitue le processus essentiel de la formation des sols. La plus important est l’hydrolyse, c’est à dire l’attaque des minéraux par des eaux pures ou chargées en CO2. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 61.
    Certaines conditions favorisentl’hydrolyse dont : - La nature des minéraux : La quartz est quasiment insoluble les ferromagnésiens sont plus sensibles.. - La taille des minéraux : Plus la taille est petite, plus la surface spécifique est élevée, - L’activité bactérienne - La température (qui favorise les réactions chimiques) - Le drainage des sols …. Les particules issues de l’altération sont essentiellement des silicates : (Minéraux argileux dégradés (Illite) / Transformés (Vermiculites) / N2oformés (Kaolinite) Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 62.
    Les roches sédimentaires – Transport et dépôt  Ils sera fonction de l’état des particules : – En solution • La concentration des ions est variable selon la nature des eaux. La précipitation et donc le dépôt de minéraux peut se produire dès que le seuil de saturation est atteint. La précipitation est courante dans la formation des roches salines, par contre la fixation des carbonates par des organismes est tout aussi fréquente. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 63.
    – Éléments solides Le transport d’éléments solides dépend de 2 paramètres : - Spécifiques aux éléments : Taille, forme, densité… - Spécifiques aux agents de transport : Vent / Eau / Glace… Le transport s’accompagne d’un tri et d’une mise en forme des éléments dont les lois conditionnent la structure sédimentaire finale : Dimensions, des particules, grano- classement…. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 64.
    Les roches sédimentaires – Diagenèse  Il s’agit de la phase ultime du phénomène sédimentaire : La compaction et la transformation d’un sédiment en roche. Elle se fait par – Transformation minérale : Destruction de la matière organique et dissolution des squelettes remplacés par des minéraux – Compaction : Sous l’action de la surcharge litho statique liée à l’enfouissement des sédiments – La Cimentation : Le vides seront remplis par des éléments en solution ( Silice ou carbonates en général) Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 65.
    Les roches sédimentaires – Classification  On a vu que le monde des roches sédimentaires est complexe. Leur classification aussi… La distinction de ces roches reposera sur des caractéristiques simples : • Composition chimique (Siliceuse, Calcaire, argileuse..) • Origine (Chimique, Détritique, Biologique,..) • Taille et nature des éléments. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 66.
    Pour la géotechnique, on conservera la classification la plus courante qui distingue : – Les roches terrigènes  Formées de matériaux issus de roches émergées. La classification est liée à la granulométrie : Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 67.
    Taille des éléments Etat Rudites Arénites Pélites 2mm 40µm Blocs ( D>20cm) Roches Galets (2<D<20cm) Sables Boues Meubles Graviers (0,2<D<2cm) Vases Roches Poudingues Grès Consolidées (Éléments roulés) Argilites Brèches Arkoses (>30% de Feldspath) (Éléments anguleux) Grauwakes (débris rocheux) Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 68.
    Les roches carbonatées  La classification est basée sur la nature du ciment et celle des éléments. Selon le pourcentage des éléments, les appellation suivantes sont retenues : – + de 90% de CaCO3 : Calcaire – De 70 à 90 % : Calcaire marneux – De 30 à 70% : Marne – De 10 à 30 % : Marne argileuse – - de 10 % : Argile Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 69.
    Les évaporites  Elles résultent de l’évaporation de l’eau de mer dans des conditions exceptionnelles. Elles ont pu être conservées par la protection d’horizons imperméables. Les principales sont les anhydrites ( Sulfate de calcium), les Gypses ( Forme hydratée de l’anhydrite) et le sel gemme. Les circulations d’eau dans les évaporites sont à l’origine de poches de dissolutions ou « fontis » qui peuvent créer des effondrements dangereux pour les constructions. Les sulfates réagissent avec les aluminates en présence d’eau . (Alcali-réaction). La formation d’ettringite, sel expansif est alors à l’origine de désordres importants dans les ouvrages. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 70.
    Les Combustibles fossiles  On ne retiendra que la série des charbons. Vous aurez peu de chances de trouver du pétrole….Les roches carbonées proviennent de l’évolution de débris végétaux sous l’effet de l’enfouissement. Les différents, stades de cette évolution sont – Les tourbes – Les lignites – Les houilles – Les anthracites Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 71.
    Les roches sédimentaires – La Stratigraphie Utilisée pour se repérer dans les systèmes sédimentaires et identifier des ages et des étages les uns par rapport aux autres. Elle se base sur trois principes fondamentaux de géologie :  Le principe de superposition : Un couche sédimentaire est plus récente que celle qu ’elle recouvre  Le principe de continuité :Un couche délimitée à le même age sur toute son étendue  Le principe d’identité : Deux couches renfermant les même fossiles stratigraphique sont de même age. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 72.
    On distingue alorsles notions de  Formation : Série de couches sédimentaires caractéristiques du point de vue lithologique ou paléontologique  Étage : Regroupe une série de formations correspondant à une division fondamentale du temps en géologie  Système : Regroupe un ensemble d’étages  Ère : Est le plus grand diviseur des temps géologiques Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 73.
    Université de laRéunion – IUT de Saint Pierre
  • 74.
    Millons Sur 365 Ere d'années Jours Archéen 4500 1-janv Proterozoique 2500 15-juin Paléozoique 540 15-nov Mézozoique 250 10-déc Cénozoique 65 25-déc Quaternaire 1.75 31-déc 19 heures Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 75.
    2eme Partie –La Pétrologie  Les roches Métamorphiques – Généralités  Organisées dans le cadre des mouvements de l’écorce terrestre, au hasard des phénomènes d’enfouissement, de compression, les roches métamorphiques dérivent de la transformation de roches existantes. Au travers de variations de température et de pression, la texture et la minéralogie des riches évolue, tandis que La composition chimique est globalement conservée. L’ensemble de ces changements est appelé « métamorphisme » Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 76.
    Les roches Métamorphiques – Classification Une roche métamorphique dérive toujours d’une roche antérieure, qu’elle soit sédimentaire, magmatique ou même métamorphique. La classification est en principe basée sur la texture des roches,selon qu’elle est « foliée » ou non. Dans le détail, on s’intéresse à la genèse, la minéralogie, les critères hérités… mais il sera plus simple de ne retenir que les formes les plus couramment rencontrées : Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 77.
     Les Gneiss: Roches foliées très communes dont les minéraux essentiels sont le quartz, les feldspaths, les micas. Ils peuvent provenir de roches sédimentaires (Para ) ou granitiques (ortho)  Les granulites : proches des gneiss mais soumis à des conditions dans lesquelles les micas n’ont pas pu se développer. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 78.
     Les Micaschistes: Roches à foliation très marquée, riches en micas. Dérivent de roches riches sédimentaires argileuses  Les Quartzites : Quasiment que du quartz. Proviennent de la recristallisation de gneiss.  Les schistes : Roches d’origine sédimentaire peu métamorphisées. (ex Schistes ardoisiers) Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 79.
     Les Marbres: calcaires ou dolomies recristallisés.  Les Amphibolites : Roches plus ou moins foliées ayant subi un fort métamorphisme. Elles sont d’origine Para (Pélites/Marnes) ou Ortho (Basaltes/ Diorites..)  Les Migmatites : à la limite entre les roches métamorphique et magmatiques puisqu’elles ont subi une fusion partielle. Comportent des parties granitiques et gneissiques Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
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  • 81.
    3eme Partie –Constitution du Globe Terrestre  Généralités  Tectogénèse Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 82.
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  • 83.
    La Dérive des Continents – La dérive des continents est une théorie proposée au début du siècle par le physicien- météorologue Alfred Wegener, pour tenter d'expliquer, entre autres, la similitude dans le tracé des côtes de part et d'autre de l'Atlantique, une observation qui en avait intrigué d'autres avant lui. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 84.
    1. Le parallélisme des côtes.  Il y a par exemple, un net parallélisme des lignes côtières entre l'Amérique du Sud et l'Afrique. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 85.
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  • 86.
    La correspondance des structures géologiques.  Cela n'est pas tout que les pièces d'un puzzle s'emboîtent bien, encore faut-il obtenir une image cohérente. Dans le cas du puzzle des continents, non seulement y a-t-il une concordance entre les côtes, mais il y a aussi une concordance entre les structures géologiques à l'intérieur des continents, un argument lourd en faveur de l'existence du mégacontinent Pangée.  La correspondance des structures géologiques entre l'Afrique et l'Amérique du Sud appuie l'argument de Wegener. La situation géographique actuelle des deux continents montrent la distribution des anciens blocs continentaux (boucliers) ayant plus de 2 Ga (milliards d'années). Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 87.
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  • 88.
    LA FORMATION DES RELIEFS  S'il est une question qui a longtemps embarassé les géologues, c'est bien la formation des grandes chaînes de montagnes, comme les Rocheuses, les Alpes, les Himalayas ou les Appalaches. Tout modèle explicatif de la formation d'une chaîne de montagnes se doit d'expliquer, puis d'intégrer, chacun des principaux attributs qui caractérisent toutes les grandes chaînes.  1) Les roches sédimentaires, c'est-à-dire ces roches qui proviennent de la transformation de sédiments comme les sables et les boues, sont très abondantes dans les chaînes de montagnes et contiennent des fossiles d'organismes marins, ce qui implique que les sédiments dont elles sont dérivées se sont déposés dans un milieu marin; de plus, leur composition montre qu'une grande partie de ces sédiments se sont déposés dans un bassin océanique. Première conclusion: avant de se retrouver dans une chaîne de montagnes, tout le matériel sédimentaire se trouvait dans un océan. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 89.
    2) Il y a aussi des roches métamorphiques dans les chaînes de montagnes, ces roches qui sont d'anciennes roches sédimentaires ou ignées transformées sous l'effet de températures et de pressions très élevées. Ces roches métamorphiques occupent une portion bien définie de la chaîne de montagnes. Il faut savoir que le lieu dans la croûte terrestre où il existe à la fois des températures et des pressions très élevées, c'est en profondeur, à au moins quelques kilomètres sous la surface. Seconde conclusion: les roches métamorphiques résultent de la transformation des roches sédimentaires et ignées de la chaîne de montagnes, en profondeur, dans la croûte terrestre. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 90.
    3) Un autre attribut important des chaînes de montagnes, c'est qu'elles contiennent souvent des lambeaux de croûte océanique (basaltes) coincés dans des failles. Troisième conclusion: non seulement, les sédiments qui forment la chaîne de montagnes se sont-ils déposés dans un bassin marin, mais aussi, sur de la croûte océanique basaltique.  4) S'il est une caractéristique commune à toutes les grandes chaînes de montagnes, c'est bien le fait que les roches y sont déformées à des degrés divers. Depuis longtemps, les géologues qui étudiaient la géométrie de la déformation dans les chaînes de montagnes savaient bien qu'il fallait des forces de compression latérales pour produire une telle géométrie. Il leur fallait donc trouver un mécanisme responsable de ces compressions. Il leur fallait aussi trouver un mécanisme responsable du soulèvement de tout ce matériel déposé dans un bassin océanique qui compose la chaîne. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 91.
    Les schémas qui suivent illustrent les grandes étapes de la formation d'une chaîne de montagnes. Partons de ce qu'on appelle une marge continentale passive, comme par exemple celle de l'Atlantique actuelle, où s'accumule sur le plateau continental et à la marge du continent un prisme de sédiments provenant de l'érosion du continent. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
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    Les mécanismes de base Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
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  • 103.
    4eme Partie –La Géologie Appliquée  Généralités  La Géologie du Génie-Civil  Les investigations – Objets – Méthodes  Moyens Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 104.
    Reconnaissances géotechniques  A - GENERALITES – LA GEOTECHNIQUE INTERVIENT DANS TOUS LES DOMAINES DE LA CONSTRUCTION, DEPUIS LE BATIMENT JUSQU'AU GENIE CIVIL EN PASSANT PAR LES ROUTES, LES OUVRAGES D'ART, LES EQUIPEMENTS D’INFRASTRUCTURE QUELQU'ILS SOIENT….. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 105.
    Reconnaissances géotechniques LES MAITRES D’OUVRAGES PUBLICS SONT ASSUJETTIS A UNE OBLIGATION LEGALE VIS A VIS DES ETUDES GEOTECHNIQUES ….. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 106.
    Reconnaissances géotechniques D’ OU LA NECESSITE DE PRENDRE EN COMPTE LE « RISQUE SOL » . Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 107.
    Reconnaissances géotechniques  LA GEOTECHNIQUE COMPREND – L'ETUDE DES SOLS D'UN POINT DE VUE DESCRIPTIF. IL S’AGIT DE GEOLOGIE PURE IMPLIQUANT DES NOTIONS DE PETROGRAPHIE (CONNAISSANCE DES ROCHES), PEDOLOGIE (CONNAISSANCE DES SOLS), GEOMORPHOLOGIE (GENESE DES RELIEFS), HYDROGEOLOGIE – L'ETUDE DES CARACTERISTIQUES MECANIQUES DES SOLS, – L'ANALYSE DES INTERACTIONS SOL-STRUCTURES Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 108.
    Reconnaissances géotechniques  LES OBJECTIFS L'OBJECTIF DE LA DEMARCHE D'ETUDE GEOTECHNIQUE EST DE FOURNIR LA MEILLEURE REPONSE QUI SOIT A L'ADEQUATION DU PROJET A SON ENVIRONNEMENT IMMEDIAT, SINON DE DRESSER LA LISTE AUSSI EXHAUSTIVE QUI SOIT DES TECHNIQUES ET METHODES A METTRE EN OEUVRE POUR GARANTIR D'ABORD LA FAISABLITE D'UN PROJET ENSUITE SA STABILITE ET SA PERENNITE DANS LE TEMPS. IL EST INDISPENSABLE DE FOURNIR AU PROJETEUR OU AU MAITRE D‘OEUVRE LES ELEMENTS DE CHOIX ET DIMENSIONNEMENT DES STRUCTURES. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 109.
    Reconnaissances géotechniques  CE POINT IMPLIQUE DE FAIT QUE LES ETUDES DE SOLS DOIVENT ETRE ANTERIEURES AUX ETUDES DE STRUCTURES ET NON PAS S'ADAPTER AUX CONTRAINTES DU BATI CAR NOUS N'AVONS PAS LES MOYENS DE MODIFIER LA NATURE ET L'ETAT DES SOLS ET DES SOUS-SOLS……  TROP SOUVENT, LA DEMARCHE D'INSERTION D'UNE ETUDE GEOTECHNIQUE DANS UN DOSSIER EST GUIDEE PAR DES IMPERATIFS TRES ELOIGNES DE L'INFORMATION RECHERCHEE, (SOUVENT JUGEE SUPERFLUE) ET EN PARTICULIERS PAR DES QUESTIONS D'ASSURANCES OU DE RESPONSABILITES SOULEVEES PAR LE MAITRE D‘ OEUVRE L’ARCHITECTE OU…. L’ASSUREUR…. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 110.
    Reconnaissances géotechniques  LES QUESTIONS …..  QUELS SONT LES MOYENS NECESSAIRES A MOBILISER  A QUELS MOMENT IL FAUT LES METTRE EN OEUVRE POUR OPTIMISER LA DEMARCHE GEOTECHNIQUE ET L'INTEGRER AU MIEUX A L'ENSEMBLE DE LA DEMARCHE PROJET ? Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 111.
    Reconnaissances géotechniques L’ARCHITECTURE ET  L’ ORGANISATION DES ETUDES  LA DEMARCHE «IDEALE» D‘ETUDE PEUT ETRE DECOMPOSEE EN PLUSIEURS PHASES, CORRESPONDANT CHACUNE A UN ETAT D'AVANCEMENT DONNE DU PROJET ET DONC A UN BESOIN D’INFORMATION ET DE PRECISION DIFFERENT DES INFORMATIONS. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 112.
    Reconnaissances géotechniques  DES ETAPES ESSENTIELLES POUR CHACUNE DES PHASES DE PROJET   LE CONTENU DES INVESTIGATION,   LA DUREE ET LES MODALITES D'INTERVENTIONS NECESSAIRES,   LE COUT APPROXIMATIF. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 113.
    Reconnaissances géotechniques  QUELLES SONT CES ETAPES :  F L’ETUDE OU EXAMEN DU SITE  F LES ETUDES DE FAISABILITE  F LES ETUDES DE DEFINITION  F LES SUIVIS DE TRAVAUX ET LES ETUDES ULTERIEURES EN PHASE CHANTIER Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 114.
    Reconnaissances géotechniques  L'ETUDE OU EXAMEN DU SITE - ENQUETE PRELIMINAIRE  QUAND ? – DES LES PHASES PRE-OPERATIONNELLES, VOIRE LES LEVEES D'OPTION OU MEME D'ACQUISITION, UN SIMPLE EXAMEN DU SITEASSOCIE A UNE BONNE CONNAISSANCE DE LA GEOLOGIE GENERALE DE LA REGION ET DES PROBLEMES COURAMMENT RENCONTRES PEUT PERMETTRE D'EVI'IER BIEN DES DESAGREMENTS :  -ZONES DE GLISSEMENTS DE TERRAINS ANCIENS OU ACTIFS,  -PRESENCE CONNUE DE CAVERNES OU DE POCHE KARSTIQUES,  -RISQUES D'INONDATION  -ANCIENNES DECHARGES  -SOLS COMPRESSIBLES OU GONFLANTS...... Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 115.
    Reconnaissances géotechniques  OBJECTIFS – LES OBJECTIFS RECHERCHES SONT D’APPREHENDER A PRIORI LES PROBLEMES POSES PAR LE SITE; POUR SIMPLEMENT NE PAS SE TROMPER DE TERRAIN OU AIDER A CHOISIR LA BONNE OPTION DE PROJET PAR RAPPORT AU SITE, VOIRE MEME D'ORIENTER LA PROGRAMMATION OPERATIONNELLE.  COMMENT – A CE STADE DES ETUDES, UN SIMPLE EXAMEN VISUEL DU SITE, ALLIE A UN BONNE CONNAISSANCE GEOLOGIQUE D 'ENSEMBLE SONT SUFFISANTS POUR DONNER UN AVIS CLAIR ET CIRCONSTANCIE. L'NVESTISSEMENT RESTE DONC MINEUR VIS A VIS DE L’IMPACT POSSIBLE SUR LES PROJETS . – LES DELAIS DE MISE EN OEUVRE SONT EXTREMEMENT COURTS - NORMALEMENT INFERIEURS A UNE SEMAINE - SAUF NECESSITE DE RECHERCHES SPECIFIQUES (-ANALYSE DES DOCUMENTS EXISTANTS (CARTES GEOLOGIQUES - CARTES ZERMOS - STPC....) Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 116.
    Reconnaissances géotechniques  LES ETUDES DE FAISABILITE  QUAND ? – ELLES DOIVENT INTERVENIR DES L'ETABLISSEMENT DU PROGRAMME D’AMENAGEMEN T. IL S AGIT D'INTERVENTIONS DESTINEES A FIXER LE CADRE GENERAL DANS LEQUEL VA S'INCRIRE UN PROJET ET DONC LES CONTRAINTES DE SITE A PRENDRE FN COMPTE. – UNE ETUDE DE FAISABILITE DOIT DONC ETRE AU MOINS CONTEMPORAINE DE L'ESQUISSE ARCHITECTURALE POUR UN BATIMENT, VOIRE AU MIEUX DE L'ELABORATION DE DOSSIER DE NIVEAU AVANT PROJET (A P S.) Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 117.
    Reconnaissances géotechniques  LES OBJECTIFS – UNE ETUDE DE FAISABILITE OU RAPPORT D'ETUDE GEOTECHNIQUE DANS LA CLASSIFICATION DES ETUDES NORMALISEES (AFNOR/USG), DOIVENT PERMETTRE DE CARACTERISER L'ENVIRONNEMENT GEOLOGIQUE DU PROJET ET POSITIONNER LES DIFFICULTES D'ORDRE  MORPHOLOGIQUE (PENTES/BLOCS/CAVITES...)  LITHOLOGIQUES (NATURE DES FORMATIONS, EPAISSEURS, GLISSEMENTS, TERRASSEMENTS, AMELIORATION DES SOLS...)  HYDROGEOLOGIQUE (NAPPES, VENUES D'EAU, SOURCES, DRAINAGES...)  CONSTRUCTIVES (FONDATIONS, SOUTENEMENTS...) – CES INFORMATIONS DOIVENT ETRE INTEGREES A L'ELABORATION DU PLAN DE MASSE ET A LA DEFINITON DES CONTRAINTES D'AMENAGEMENT (NIVEAUX DE PLATE-FORME / MODALITES DE 'TERRASSEMENTS / PRINCIPES GENERAUX D'ADAPTATION AU SOL ET DE FAISABILITE OU NON FAISABILITE...) Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 118.
    Reconnaissances géotechniques  COMMENT – LA CONDUITE DE CETTE PHASE D'ETUDE IMPLIQUE TOUT D'ABORD LA MISE AU POINT D'UN PROGRAMME DE RECONNAISSANCE ADAPTE AU PROBLEME POSE. CETTE MISSION DEVRAIT ETRE LA PREMIERE TACHE DU GEOTECHNICIEN, ETABLIE EN RAPPORT AVEC LA MAITRISE D'OEUVRE OU LE MAITRE D'OUVRAGE.PAR LA SUITE, L'OBTENTION DES DONNEES NECESSITE LA CONDUITE D'UNE CAMPAGNE DE RECONNAISSANCE COMPORTANT  DES ESSAIS EN PLACE (SONDAGES ET ESSAIS MECANIQUES)  DES ESSAIS DE LABORATOIRE SUR ECHANTILLONS PRELEVES  DE L'INGENIERIE DE DEFINITION OU DE DIMENSIONNEMENT SELON LES CAS.  LE DELAI APPROXIMATIF DE CES ETUDES VARIE DE 2A 3 SEMAINES SELON LEUR CONTENU ET NECESSITE DE L'INTERVENTION D'UN INGENIEUR SPECIALISE OU D'UN CHEF DE PROJET.  CES INTERVENTIONS QUI FONT AUSSI BEAUCOUP APPEL A L'EXPERIENCE SONT MENEES EN COLLABORATION AVEC LES MAÎTRE D’OEUVRE OU LES CHARGES D’OPERATION. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 119.
    Reconnaissances géotechniques  LES ETUDES DE DEFINITION OU DE DETAIL  QUAND ? – A PARTIR DE L'APS ET JUSQU'AU PROJET DE DEFINITION ET AU D.C.E ( MAIS AVANT LE D.C.E!!!!!), LES ETUDES DE PROJET GEOTECHNIQUE OU DE CONCEPTION GEOTECHNIQUE CONSTITUENT EN PRINCIPE LE GROS MORCEAU D'UN ETUDE DE SOLS. – CELLE-CI EST A REALISER DANS LE CADRE DES OPERATIONS DE MAITRISE D'OEUVRE ET DOIVENT ETRE UN ELEMENT IMPORTANT DE LA DEFINITION DU PROJET. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 120.
    Reconnaissances géotechniques  OBJECTIFS – LES OBJECTIFS RECHERCHES SONT ALORS DE FOURNIR LES PROGRAMMES DE RECONNAISSANCES DETAILLES, ADAPTES PRECISEMENT AU PROJET EN TERMES D'AMPLEUR DE RECONNAISSANCE (NOMBRE, NATURE DES ESSAIS, PROFONDEURDES SONDAGES) – AU TERME DE LA RECONNAISSANCE, LE GEOTECHNICIEN DOIT FOURNIR AU PROJETEUR LES ELEMENTS PRECIS DE DIMENSIONNEMENT, AINSI QUE LES DISPOSITIONS TECHNIQUES PARTICULIERS A RESPECThR VIS A VIS DES CONTRAINTES DE SOLS. DANS LE DETAIL, CETTE PHASE D'ETUDE DOIT ETRE CELLE QUI FOURNI LES DISPOSITIONS FINALES EN MATIERE DE  FONDATION ET DE TERRASSEMENTS (NIVEAU D'ANCRAGE, CAPACITE PORTANTE AUX DIFFERENTS ETATS LIMITES DIMENSIONNEMENT),  LES DISPOSITIONS SPECIFIQUES VIS A VIS DES NAPPES PAR EXEMPLE  LES VALEURS DES ESSAIS ET LES NOTES DE CALCULS NECESSAIRES AU BET  LES ESTIMATIONS DES QUANTITES, COUTS ET DELAIS D'EXECUTION SI NECESSAIRE  L'ASSISTANCE TECHNIQUE AU MAITRE D'OUVRAGE POUR L'ELABORATION DES PIECES DE MARCHES Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 121.
    Reconnaissances géotechniques  COMMENT – CES ETUDES MOBILISENT GENERALEMENT DES ESSAIS EN PLACE ET DES CAMPAGNES DE SONDAGES LOURDES (SONDAGES PROFONDS, ESSAIS IN-SITU OU DE LABORATOIRE PLUS SOPHISTIQUES) INTERPRETATIONS MULTIPLES FAISANT RECCURENCE AVEC LE PROJET – LE DELAI D'ETUDE PEUT DEPASSER 1 MOIS SELON LES MODALITES ENVISAGEES, LES DIFFICULTES RENCONTRES OU L'AMPLEUR DES PROBLEMES POSES. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 122.
    Reconnaissances géotechniques  B - METHODES DE RECONNAISSANCE UN PROGRAMME DE RECONNAISSANCES GEOTECHNIQUES POSE PLUSIEURS QUESTIONS AU DEPART :  NATURE DES INVESTIGATIONS LA QUESTION DE NATURE DES INVESTIGATIONS VA DEPENDRE DU CONTEXTE GENERAL ET DU PROBLEME POSE ON RETROUVERA TOUJOURS LES MÊME METHODES EN GENERAL. CERTAINS DOSSIERS NECESSITERONT L’INTERVENTION DE MOYENS SPECIALISES (GEOPHYSIQUES - DIAGRAPHIES ...) Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 123.
    EXEMPLE DE CHOIXDU TYPE D'ESSAIS PRESSIOMETRE STABILITE D'ENSEMBLE PENETROMETRE ESSAIS DE LABORATOIRE FONDATIONS TASSEMENTS PRESSIOMETRE OEDOMETRE SOUTENEMENTS ESSAIS DE LABORATOIRE CALCULS GEOTECHNIQUES ADAPTATION AU SITE STABILITE DES PENTES ESSAIS DE LABORATOIRE SCISSOMETRE STABILITE DES PAROIS ESSAIS DE LABORATOIRE PRESSIOMETRE STABILITE DES FONDS DE CONDITIONS D'EXECUTION FOUILLES ESSAIS DE LABORATOIRE PRESSIOMETRE EPUISEMENT ESSAIS D'EAU Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 124.
    Reconnaissances géotechniques  DENSITE DES SONDAGES ET ESSAIS ELLE DEPEND ESSENTIELLEMENT DU SITE ET DE LA QUALITE DU PHASAGE DE L’ETUDE……. M ATTENTION A LA REUNION LA GEOLOGIE EST TRES « PERTURBEE » ET LES PRINCIPES DE GEOLOGIE NE S’APPLIQUENT PAS (CONTINUITE LATERALE ET SUPERPOSITION). LA DENSITE DES SONDAGES EST UNE NOTION IMPORTANTE ET TRES « SENSIBLE » A L’EXPERIENCE DU GEOTECHNICIEN. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 125.
    Reconnaissances géotechniques  PROFONDEUR D’INVESTIGATION TOUJOURS DIFFICILE A ESTIMER « A PRIORI ». LA ENCORE FONCTION DU SITE ET DES CARACTERISTIQUES DU PROJET (CHARGES) POUR MEMOIRE – FONDATIONS SUPERFICIELLES : 5 FOIS LA LARGEUR PRESUMEE DES SEMELLES (SAUF CAS DE COUCHES IMCOMPRESSIBLES ET SUFFISAMMENT EPAISSES : DALLES BASALTIQUES) – FONDATIONS PROFONDES : 5 METRES SOUS LA BASE SUPPOSEE DES PIEUX OU 7 DIAMETRES (DTU 13-2)  DANS TOUS LES CAS IL EST IMPORTANT DE DISPOSER DU NIVELLEMENT DES POINTS DE SONDAGES…DONC DE LA TOPO…… Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 126.
    Reconnaissances géotechniques  METHODES DE RECONNAISSANCE ET D’ETUDE ENQUETE PREALABLE  LES SONDAGES   PUITS A LA PELLE MECANIQUE   DESTRUCTIFS   CAROTTAGES  LES ESSAIS MECANIQUES   ESSAIS PENETROMETRIQUES - Norme NF-P 94-115 A & B   ESSAIS PRESSIOMETRIQUES – Norme NF –P 94-110   ESSAIS AU SCISSOMETRE – Norme NF – P 94 Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 127.
    Reconnaissances géotechniques  LES ESSAIS GEOPHYSIQUES   PROSPECTION ELECTRIQUE   PROSPECTION SISMIQUE  LES ESSAIS DE LABORATOIRE   IDENTIFICATION - CLASSIFICATION TENEUR EN EAU GRANULOMETRIE PLASTICITE DENSITE   OEDOMETRE   CISAILLEMENT Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 128.
    Reconnaissances géotechniques  C - DIVERS  ASPECTS REGLEMENTAIRES – RESPONSABILITES – Les études géotechniques relèvent des articles 1792 et suivant du code civil…..(contrats de louage d’ouvrage) – La responsabilité du MO est engagée dans le choix de son prestataire…… Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 129.
    Reconnaissances géotechniques NORMALISATION DES MISSIONS DE GEOTECHNIQUE LA NORME NF-P 94-500 AFNOR / USG Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 130.
    Reconnaissances géotechniques  Phasage  LES PRINCIPES PREVUS PAR LA NORME Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 131.
    UNION SYNDICALE GEOTECHNIQUE SCHEMA D'ENCHAINEMENT DES MISSIONS GEOTECHNIQUES Etapes de réalisation de MISSIONS GEOTECHNIQUES l’ouvrage Etude ou suivi des Exécution de Diagnostic ouvrages sondages, essais et géotechniqu géotechniques mesures e géotechniques G 11 Etude Etudes préliminaire de G 0 si nécessaire (à G 51 préliminaires faisabilité définir par le géotechnique géotechnicien) G1 G 12 Etude de Avant projet faisabilité G 0 indispensable G 51 géotechnique G 13 Etude de pré- dimensionnement géotechnique Etude de projet G0 G5 Projet G2 géotechnique G 0 spécifique si G 51 Assistance Phase 1 nécessaire (à définir Contrat par le Travaux Phase 2 géotechnicien) G3 Etude géotechnique Exécution d'exécution G 51 G 0 complémentaire G4 Suivi géotechnique Si nécessaire (à d'exécution définir par le G 52 géotechnicien) G 0 si nécessaire (à G 51 : sans définir par le sinistre géotechnicien) OUVRAGE EXISTANT G 0 spécifique G 52 : avec indispensable sinistre Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 132.
    Reconnaissances géotechniques  LE TEXTE DE LA NORME – Résume les phases identifiées – Précise le contenu des mission – Fixe les niveaux de responsabilité des intervenants Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 133.
    UNION SYNDICALE GEOTECHNIQUE CLASSIFICATION DES MISSIONS GEOTECHNIQUES TYPES (norme NF P 94-500 – Juin 2000) L'enchaînement des missions géotechniques suit les phases d'élaboration du projet. Les missions G 1, G 2, G 3, G 4 doivent être réalisées successivement. Une mission géotechnique ne peut être partielle qu’après accord explicite entre le client et le géotechnicien. G 0 EXECUTION DE SONDAGES, ESSAIS ET MESURES GEOTECHNIQUES - Exécuter les sondages, essais et mesures en place ou en laboratoire selon un programme défini dans les missions G 1 à G 5 ; - Fournir un compte rendu factuel donnant la coupe des sondages, les procès verbaux d'essais et les résultats des mesures. Cette mission d'exécution exclut toute activité d'étude ou conseil ainsi que touts forme d’interprétation. G 1 ETUDE DE FAISABILITE GEOTECHNIQUE Ces missions G 1 excluent toute approche des quantités, délais et coûts d’exécution des ouvrages qui entre dans le cadre exclusif d’une mission d’étude de projet géotechnique G 2. G 11 Etude préliminaire de faisabilité géotechnique - Faire une enquête documentaire sur le cadre géotechnique du site et préciser l'existence d'avoisinants ; - Définir si nécessaire une mission G 0 préliminaire, en assurer le suivi et l’exploitation des résultats ; - Fournir un rapport d'étude préliminaire de faisabilité géotechnique avec certains principes généraux d'adaptation de l’ouvrage au terrain, mais sans aucun élément de prédimensionnement. Cette mission G 11 doit être suivie d'une mission G 12 pour définir les hypothèses géotechniques nécessaires à l'établissement du projet. G 12 Etude de faisabilité des ouvrages géotechniques (après une mission G 11) Phase 1 - Définir une mission G 0 détaillée, en assurer le suivi et l’exploitation des résultats ; - Fournir un rapport d'étude géotechnique donnant les hypothèses géotechniques à prendre en compte pour la justification du projet, et les principes généraux de construction des ouvrages géotechniques (notamment terrassements, soutènements, fondations, risques de déformation des terrains, dispositions générales vis-à-vis des nappes et avoisinants). Phase 2 - Présenter des exemples de prédimensionnement de quelques ouvrages géotechniques types envisagés (notamment : soutènements, fondations, améliorations de sols). Cette étude sera reprise et détaillée lors de l’étude de projet géotechnique (mission G2). G 2 ETUDE DE PROJET GEOTECHNIQUE Cette étude spécifique doit être prévue et intégrée dans le cadre de la mission de maîtrise d'oeuvre. Phase 1 - Définir si nécessaire une mission G 0 spécifique, en assurer le suivi et l’exploitation des résultats ; - Fournir les notes techniques donnant les méthodes d'exécution retenues pour les ouvrages géotechniques (terrassements, soutènements, fondations, dispositions spécifiques vis-à-vis des nappes et avoisinants), avec certaines notes de calculs de dimensionnement, une approche des quantités, délais et coûts d'exécution de ces ouvrages géotechniques. Phase 2 - Etablir les documents nécessaires à la consultation des entreprises pour l’exécution des ouvrages géotechniques (plans, notices techniques, cadre de bordereau des prix et estimatif, planning prévisionnel) ; - Assister le client pour la sélection des entreprises et l’analyse technique des offres. G 3 ETUDE GEOTECHNIQUE D'EXECUTION - Définir si nécessaire une mission G 0 complémentaire, en assurer le suivi et l’exploitation des résultats ; - Etudier plus précisément les ouvrages géotechniques : notamment validation des hypothèses géotechniques, définition et dimensionnement (calculs justificatifs), méthodes et conditions d'exécution (phasage, suivi, contrôle). Pour la maîtrise des incertitudes et aléas géotechniques en cours d'exécution, ces missi ons G 2 et G 3 doivent être suivies d'une mission de suivi géotechnique d'exécution G 4. G 4 SUIVI GEOTECHNIQUE D'EXECUTION - Suivre et adapter si nécessaire l'exécution des ouvrages géotechniques, avec définition d'un programme d'auscultation et des valeurs seuils correspondantes, analyse et synthèse périodique des résultats des mesures ; - Définir si nécessaire une mission G 0 complémentaire, en assurer le suivi et l’exploitation des résultats ; - Participer à l'établissement du dossier de fin de travaux et des recommandations de maintenance des ouvrages géotechniques. G 5 DIAGNOSTIC GEOTECHNIQUE L’objet d’une mission G 5 est strictement limitatif : il ne porte pas sur la totalité du projet ou de l’ouvrage. G 51 Avant, pendant ou après construction d'un ouvrage sans sinistre - Définir si nécessaire une mission G 0 spécifique, en assurer le suivi et l’exploitation des résultats ; - Etudier de façon approfondie un élément géotechnique spécifique (par exemple soutènement, rabattement) sur la base des données géotechniques fournies par une mission G 12, G 2 ou G 3 et validées dans le cadre de ce diagnostic, mais sans aucune implication dans les autres domaines géotechniques de l'ouvrage ; G 52 Sur un ouvrage avec sinistre - Définir une mission G 0 spécifique, en assurer le suivi et l’exploitation des résultats ; - Rechercher les causes géotechniques du sinistre constaté, donner une première approche des remèdes envisageables, une étude de projet géotechnique G 2 devant être réalisée ultérieurement. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
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    Reconnaissances géotechniques  LES RESERVES D’USAGE – Limitent la responsabilité du géotechnicien vis à vis des informations qu’il a eu a sa disposition, – Limitent les conditions d’utilisation des rapports d’etudes. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
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    UNION SYNDICALE GEOTECHNIQUE CONDITIONS GENERALES D'UTILISATION DES RAPPORTS GEOTECHNIQUES (version du 01/01/01) Un rapport géotechnique et toutes ses annexes identifiées constituent un ensemble indissociable. Les deux exemplaires de référence en sont les deux originaux conservés : un par le client et le second par notre société. Le rapport géotechnique devient la propriété du client après paiement intégral du prix de la prestation. Le client devient alors responsable de son usage et de sa diffusion. Dans ce cadre, toute autre interprétation qui pourrait être faite d'une communication ou reproduction partielles ne saurait engager la responsabilité de notre société. En particulier l'utilisation même partielle de ces résultats et conclusions par un autre maître d'ouvrage ou par un autre constructeur ou pour un autre ouvrage que celui objet de la mission confiée ne pourra en aucun cas engager la responsabilité de notre société et pourra faire l'objet de poursuite judiciaire à l'encontre du contrevenant. Il est précisé que l'étude géotechnique repose sur une reconnaissance du sol dont la maille ne permet pas de lever la totalité des aléas toujours possibles en milieu naturel. En effet, des hétérogénéités, naturelles ou du fait de l'homme, des discontinuités et des aléas d'exécution peuvent apparaître compte tenu du rapport entre le volume échantillonné ou testé et le volume sollicité par l'ouvrage, et ce d'autant plus que ces singularités éventuelles peuvent être limitées en extension. Les éléments géotechniques nouveaux mis en évidence lors de l'exécution, pouvant avoir une influence sur les conclusions du rapport, doivent immédiatement être signalés au géotechnicien chargé du suivi géotechnique d'exécution (mission G4) afin qu'il en analyse les conséquences sur les conditions d'exécution voire la conception de l'ouvrage géotechnique. Si un caractère évolutif particulier a été mis en lumière (glissement, érosion, dissolution, remblais évolutifs, tourbe, ...), l'application des recommandations du rapport nécessite une validation à chaque étape suivante de la conception ou de l'exécution. En effet, un tel caractère évolutif peut remettre en cause ces recommandations notamment s'il s'écoule un laps de temps important avant leur mise en œuvre. Le rapport géotechnique constitue le compte-rendu de la mission géotechnique définie par la commande au titre de laquelle il a été établi et dont les références sont rappelées en tête. Conformément à la classification des missions géotechniques types, chaque mission ne couvre qu'un domaine spécifique de la conception ou de l'exécution du projet. En particulier : une mission confiée à notre société peut ne contenir qu'une partie des prestations décrites dans la mission type correspondante ; une mission type G0 engage notre société sur la conformité des travaux aux documents contractuels et l'exactitude des résultats qu'elle fournit ; une mission type G1 à G5 n'engage notre société sur son devoir de conseil que dans le cadre strict, d'une part des objectifs explicitement définis dans notre proposition technique sur la base de laquelle la commande et ses avenants éventuels ont été établis, d'autre part du projet décrit par les documents graphiques ou plans cités dans le rapport ; Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
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    Reconnaissances géotechniques PARLONS D’ARGENT…. Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
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    Reconnaissances géotechniques  Coût d’investissement d’un atelier de sondage (digne de ce nom…)  Machine de sondage plus son equipement (tiges – tubes – taillants…..: # 150 000 €  Atelier d’essai pressiometrique : # 22 000 € – Donc pour un amortissement 5 Ans : €150 €/jours Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
  • 138.
    Reconnaissances géotechniques  Coût de fonctionnement – Personnel – Maintenance… – Gas-oil 550 /600€ /jour Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre
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    Reconnaissances géotechniques LES ASSURANCES……. Bâ time nt Mission TTC Taux Taxes TVA Coût assur. 1 000.00 G11 - G12 11.62% Part obligatoire 3.95% 34.50% 8.50% 148.35 Part complementaire 7.67% 9% 8.50% 14.83% Mission TTC Taux Taxes TVA 1 000.00 G21- G22 - G23 13.23% Part obligatoire 9.53% 34.50% 8.50% 182.83 Part complementaire 3.70% 9% 8.50% 18.28% Ge nie Civil Mission TTC Taux Taxes TVA 1 000.00 G11 - G12 10.05% Part complémentaire 10.05% 9.00% 8.50% 128.96 12.90% 1 000.00 G21- G22 - G23 9.30% Part complémentaire 9.30% 9.00% 8.50% 119.34 11.93% RC Exploitation 0.26 RC Expertise 0.76 Université de la Réunion – IUT de Saint Pierre