Le document présente les missions géotechniques nécessaires pour étudier les propriétés des sols et leur impact sur les aménagements. Il détaille les normes en France et en Europe, décrit les étapes des études géotechniques ainsi que les méthodes de reconnaissance et d'essai des sols. Enfin, le document met en avant l'importance des prélèvements et des essais réalisés sur le terrain et en laboratoire pour évaluer les caractéristiques géotechniques des matériaux.

1. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010
11
MISSIONSMISSIONS
GEOTECHNIQUESGEOTECHNIQUES

2. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 22
SOMMAIRESOMMAIRE
 11 INTRODUCTION ET CADRE NORMATIFINTRODUCTION ET CADRE NORMATIF
 2 LE SOL ET SES CONSTITUANTS2 LE SOL ET SES CONSTITUANTS
 3 LA RECONNAISSANCE DES SOLS3 LA RECONNAISSANCE DES SOLS
 4 LES APPLICATIONS ET METHODES DE CALCUL4 LES APPLICATIONS ET METHODES DE CALCUL
 5 L’ ETUDE GEOTECHNIQUE5 L’ ETUDE GEOTECHNIQUE
 6 CONTEXTE JURIDIQUE ET RESPONSABILITE6 CONTEXTE JURIDIQUE ET RESPONSABILITE

3. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 33
1 - INTRODUCTION ET CADRE NORMATIF1 - INTRODUCTION ET CADRE NORMATIF
MISSION PRINCIPALE :MISSION PRINCIPALE :
1- Etudier les propriétés géotechniques des1- Etudier les propriétés géotechniques des
formations géologiques constituant le sous solformations géologiques constituant le sous sol
2- Incidence sur les aménagements de site ou les2- Incidence sur les aménagements de site ou les
ouvrages existants ou à réaliserouvrages existants ou à réaliser

4. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 44
Cadre normatif en France :Cadre normatif en France :
NF P 94 – 500 Décembre 2006NF P 94 – 500 Décembre 2006
Missions d’ingénierie géotechniqueMissions d’ingénierie géotechnique
Classification et spécificationsClassification et spécifications
1 - INTRODUCTION ET CADRE NORMATIF1 - INTRODUCTION ET CADRE NORMATIF
Cadre normatif en Union européenne :Cadre normatif en Union européenne :
NF EN 1997 Sept 2007NF EN 1997 Sept 2007
EUROCODE 7 : Calcul géotechniqueEUROCODE 7 : Calcul géotechnique
Partie 1 : Règles généralesPartie 1 : Règles générales
Partie 2 : Reconnaissance des terrains et essaisPartie 2 : Reconnaissance des terrains et essais

5. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 55
NF P 94 – 500NF P 94 – 500
Classification des missions typesClassification des missions types
d’ingénierie géotechniqued’ingénierie géotechnique
Etape 1 : Etudes géotechniques préalables (G1)
- Etude géotechnique préliminaire de site (G11)
- Etude géotechnique d’avant projet (G12)
Etape 2 : Etude géotechnique de projet (G2)
- Phase projet
- Phase assistance au contrat de travaux
Etape 3 : Exécution des ouvrages géotechnique (G3 et G4)
Etude et suivi géotechnique d’exécution (G3)
- Phase étude et phase suivi
Supervision géotechnique d’exécution (G4)
- Phase Supervision de l’étude d’exécution
- Phase Supervision du suivi d’exécution
Diagnostic géotechnique : Mission ponctuelle

6. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 66
NF P 94 – 500 : Schéma d’enchainement des missionsNF P 94 – 500 : Schéma d’enchainement des missions
géotechniquesgéotechniques

7. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 77
Etapes d’une étude ou mission d’ingénierieEtapes d’une étude ou mission d’ingénierie
géotechniquegéotechnique
Etape 1 : Consultation
Etape 2 : Préparation de l’offre / Etablissement d’un devis
Etape 3 : Proposition d’un programme d’étude géotechnique
adapté aux besoins du client
Etape 4 : Réalisation de la mission géotechnique
a - Préparation et planification par l’ingénieur (visite du site,
recherche bibliographique et choix du type d’investigation)
b - Travaux de reconnaissance in situ (sondages & essais)
c - Essais de laboratoire
d - Rédaction du rapport d’étude géotechnique

8. 2. LE SOL ET SES2. LE SOL ET SES
CONSTITUANTSCONSTITUANTS
GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 88

9. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 99
Sol : un matériau triphasique
Diagramme des phases

10. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 1010
Quantité d’eau dans le sol : Teneur en eau w (%)

11. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 1111
Indice des vides dans le sol e :
Mesure des vides dans un volume du sol

12. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 1212
La porosité n :
Mesure des vides dans un volume
unitaire de sol

13. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 1313
Masse volumique apparente ρm :
Masse totale des trois phases dans un volume unitaire de sol

14. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 1414
Vecteur contrainte T(M, n) en un point
M sur une facette dS. Décomposition en
contrainte normale et tangentielle
Tenseur des contraintes : Ensemble des
contraintes en un point M obtenues en
Donnant à la facette toutes les orientations
possible
x
Notion de contraintes
n tout point M, il existe 3 plans pour lesquels τ = 0. Ils sont appelés
lans principaux et leur directions normales, directions principales,
t les contraintes correspondantes, contraintes principales notées
1, σ2 et σ3.

15. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010
1515
Lorsque la facette tourne autour
de M, le point figuratif des contraintes
décrit un cercle appelé cercle de
Mohr. En 3 D apparition de 3 cercles
délimités par σ1, σ2 et σ3
Apparition de 2 zones :
1- zone des états de contraintes
possibles
2- zone impossible à développer par
le sol
Cercle de Mohr

16. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 1616
Notion de courbe intrinsèque
Sol pulvérulent Sol cohérent

17. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010
1717
Cercle de Mohr : Exemple de l’essai Triaxial
Après
consolidation
Pendant le
cisaillement
A la rupture

18. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 1818
Essai Triaxial Courbe intrinsèque
Contraintes totales
Contraintes effectives

19. 3. RECONNAISSANCE DES3. RECONNAISSANCE DES
SOLSSOLS
GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 1919

20. 3.1 - Reconnaissance3.1 - Reconnaissance in-situin-situ
 3.1.1 Travaux de sondages3.1.1 Travaux de sondages
 3.1.2 Essais3.1.2 Essais in-situin-situ
GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 2020

21. Avant toute intervention :Avant toute intervention :
 Repérage précis de l’implantation desRepérage précis de l’implantation des
forages et des lieux de prélèvementsforages et des lieux de prélèvements
 Classification qualitative et approchée desClassification qualitative et approchée des
formations rencontrées ainsi qu’uneformations rencontrées ainsi qu’une
estimation des niveaux et circulation desestimation des niveaux et circulation des
eaux sous terraineseaux sous terraines
 Adaptation des méthodes deAdaptation des méthodes de
prélèvementsprélèvements
GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 2121
3.1.1 – TRAVAUX DE SONDAGE3.1.1 – TRAVAUX DE SONDAGE

22. Moyens matériel et humainsMoyens matériel et humains
 40 ateliers de sondages, tous développés40 ateliers de sondages, tous développés
par GEOTECpar GEOTEC
 Sondages à la tarièreSondages à la tarière
 Sondages carottésSondages carottés
 Sondages destructifsSondages destructifs
 Fouilles à la pelle mécaniqueFouilles à la pelle mécanique
GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 2222

23. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 2323

24. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 2424
Sondages destructifs
Enregistrement des paramètres :
• Vitesse d’avancement (m/h)
• Pression sur l’outil (bars)
• Pression d’injection (bars)
• Couple de rotation (bars)

25. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 2525

26. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 2626
Terrains accidentés

27. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 2727
Accessibilité

28. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 2828
PRELEVEMENT DES SOLSPRELEVEMENT DES SOLS
Méthodologie et procéduresMéthodologie et procédures

29. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 2929
Classes de prélèvementClasses de prélèvement
XP P94 – 202 (France)XP P94 – 202 (France)
EN ISO 22475-1(Europe)EN ISO 22475-1(Europe)
Les classes de prélèvement sont numérotées de 1 à 5 enLes classes de prélèvement sont numérotées de 1 à 5 en
fonction décroissante du nombre de paramètresfonction décroissante du nombre de paramètres
géotechniques mesurables sur l’échantillon.géotechniques mesurables sur l’échantillon.
De la classe 1 à la classe 4, l’échantillon passe de nonDe la classe 1 à la classe 4, l’échantillon passe de non
remanié (Echantillon Intact) à totalement remanié.remanié (Echantillon Intact) à totalement remanié.
PRELEVEMENT DES SOLSPRELEVEMENT DES SOLS
Classe de prélèvementClasse de prélèvement
requiserequise
Choix des moyens àChoix des moyens à
mettre en œuvremettre en œuvre
Géotechnicien
Ingénieur
Sondeur avec
Agrément de l’ingénieur

30. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 3030
Exemple de prélèvement

31. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 3131
ETIQUETAGE DES PRELEVEMENTS
GEOTEC
AFFAIRE ………… N° ………..
N° Sondage …………. Profondeur ………..
Profondeur du point haut et point bas
Mode de prélèvement (type d’outil et conditions de mise en œuvre)
La date du prélèvement.
TRANSPORT DES ECHANTILLONS
- Maintien hors gel
- Pas d’exposition directe au soleil
Pour les classes 1 et 2.
- Manipulation sans choc et avec le minimum de vibrations
- Les étuis (gaines) à transporter bien calés

32. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 3232
APPLICATIONS :
1- Essais d’identification
2- Essais de déformation
3- Essais à la rupture
EXEMPLE D’ECHANTILLONS INTACTS

33. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 3333

34. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 3434
Paramètres ou essais possibles enParamètres ou essais possibles en
fonction de la classe du prélèvementfonction de la classe du prélèvement
ClassesClasses
Principaux paramètres obtenus à partir dePrincipaux paramètres obtenus à partir de
l’échantillonl’échantillon
Caractéristiques deCaractéristiques de
naturenature
Caractéristiques d’étatCaractéristiques d’état
11 D*, IP,D*, IP, ρρs, MO, Cc, Cs,s, MO, Cc, Cs,
ZZ++
e, We, Wnatnat,, ρρd,d, φφ’, c’,’, c’, φφuu, cuu,uu, cuu,
E, Rc, Rtb, RQD,E, Rc, Rtb, RQD, σσ’p, k, cv’p, k, cv
22
D*, IP,D*, IP, ρρs, MO,s, MO, e, We, Wnatnat,, ρρd, RQD, kd, RQD, k
Description centimétriqueDescription centimétrique
33
D*, IP,D*, IP, ρρs, MO,s, MO, WnatWnat
Description décimétriqueDescription décimétrique
44 D*, IP,D*, IP, ρρs, MO,s, MO, Description décimétriqueDescription décimétrique
55 Prélèvement incomplet, description grossière dePrélèvement incomplet, description grossière de
l’échantillonl’échantillon
* Granularité et tous les paramètres qui s’y rattachent

35. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 3535
Objectifs recherchés (Paramètres requis pour
l’étude et méthode de leur détermination)
Classe requise de prélèvement
Choix des techniques de prélèvement
(Outil et procédures de mise en œuvre)
Exécution des prélèvements
Réalisation des essais
Transport des prélèvements et
Réception au laboratoire
Géotechnicien
Ingénieur
Équipe
sondage
Laboratoire
Schéma d’une compagne de prélèvement

36. 3.1.2 ESSAIS3.1.2 ESSAIS IN SITUIN SITU
 PRESSIOMETREPRESSIOMETRE
 PENETROMETRE STATIQUEPENETROMETRE STATIQUE
 PENETROMETRE DYNAMIQUEPENETROMETRE DYNAMIQUE
 PHICOMETREPHICOMETRE
 SCISSOMETRE DE CHANTIERSCISSOMETRE DE CHANTIER
 ESSAI AU PANDAESSAI AU PANDA
GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 3636

37. ESSAI PRESSIOETRIQUE MENARDESSAI PRESSIOETRIQUE MENARD
NF P 94 – 110 -1NF P 94 – 110 -1
GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 3737

38. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 3838
PRINCIPE DE L’ESSAIPRINCIPE DE L’ESSAI
PRESSIOMETRIQUEPRESSIOMETRIQUE
• Réalisation du forage pressiométrique
• Dilater radialement une sonde
cylindrique
tri cellulaire placée dans le terrain
• Mesurer les pressions appliquées par la
sonde
• Enregistrer les variations de volume
Relation Pression - Volume

39. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 3939
Qualité de l’essai
pressiométrique
Qualité du forage
pressiométrique
Le choix entre les différentes techniques
d’ excavation est fonction de la nature et de
l’état des terrains rencontrés.

40. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 4040
Pressiomètre APAGEO
Schéma d’un pressiomètre

41. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 4141
I : Phase de mise en contact de la paroi de la sonde avec le sol
II : Phase pseudo – élastique
III : Phase des grands déplacements
Courbe pressiometrique corrigée
Correction pour tenir
compte de :
1.Charge hydraulique
2.Résistance propre de
la sonde
3.Expansion propre de
l’appareillage

42. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 4242
Paramètres pressiométrque
1.Module pressiomètrique : caractéristiques
de déformabilité
1.Pression limite : caractéristiques de résistance
2.Pression de fluage

43. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 4343

44. ESSAI AU PENETROMETRE STATIQUEESSAI AU PENETROMETRE STATIQUE
NF P 94 - 113NF P 94 - 113
GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 4444

45. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 4545
Schéma d’un pénétromètre statique

46. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 4646
PENETROMETRE STATIQUE DE GEOTEC
qc
fs
u
qc : résistance de pointe
fs : frottement sur le manchon
u : pression interstitielle

47. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 4747
• Succession des différentes
couches de terrain
• Homogénéité d’une couche
• Présence d’anomalie
• Certaines caractéristiques
du sol traversé
Applications :
- Identification des sols
- Liquéfactions des sols
Exemple de données pénétromètriques

48. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 4848
Classification de Robertson

49. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 4949
ESSAI AU PHICOMETRE (XP P94 – 120)
Phicomètre APAGEO
Avantages :
1- Mesures de c et φ dans des terrains
non ou difficilement prélevables
2- Essai rapide et à faible coût
Appliqués pour tous les sols sauf :
• Vases, argiles moles et sols très
lâches
• Roches peu altérées
• Sols très grossiers (D moy
supérieure à 150 mm)

50. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 5050
ESSAI AU SCISSOMETRE DE CHANTIER (NF P94-112)
Appliqué pour les sols fins cohérents de résistance faible à
moyenne et plus particulièrement pour les sols mous.

51. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 5151
Essai de pénétration dynamique
Type A (PDA) : NF P94-114
Utilisation dans des sols fins et
grenus (D moy < 60 mm) avec une
profondeur limitée à 30 m
• Succession des couches
• Homogénéité d’une couche
• Présence d’anomalies
• Orienter le choix des fondations
• Evaluer un ordre de grandeur des
capacités portantes
Pointe
Tige

52. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 5252
3.2 ESSAIS GEOTECHNIQUE DE LABORATOIRE
1.ESSAIS D’IDENTIFICATION DES SOLS
2.ESSAIS DE COMPORTEMENT DES SOLS
3.ESSAIS GEOTECHNIQUE ROUTIER

53. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 5353
1 - ESSAIS D’IDENTIFICATION DES SOLS
• Teneur en eau
• Masse volumique
• Teneur en carbonates
• Teneur en matières organiques
• Granulométrie par tamisage à sec
• Granulométrie par sédimentométrie
• Limites d’Atterberg

54. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 5454
2 - ESSAIS DE COMPORTEMENT
• Cisaillement rectiligne
• Essais à l’appareil triaxial
• Compressibilité à l’oedométre
• Gonflement à l’oedométre
• Retrait linéaire
• Compression simple

55. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 5555
ESSAIS DE COMPRESSIBILITE ET GONFLEMENT A L’OEDOMETRE

56. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 5656
Essai de cisaillement rectiligne à la boîte

57. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 5757
ESSAI A L’APPAREIL TRIAXIAL

58. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 5858
3 - ESSAIS GEOTECHNIQUE ROUTIER
• ESSAI PROCTOR
• INDICE PORTANT IMMEDIAT / I CBR
• APTITUDE AU TRAITEMENT DES SOLS
• TRAITEMENT DES SOLS POUR REMBLAI
• TRAITEMENT DES SOLS POUR COUCHE DE FORME

59. 4. LES METHODES DE CALCUL4. LES METHODES DE CALCUL
ET APPLICATIONSET APPLICATIONS
GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 5959

60. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 6060
Fondations superficielles
1- Sol portant
2- Transmettre de faibles surcharges
Radier ou dallage Semelle isoléeSemelle filante

61. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 6161
Comportement et principe de calcul
d’une fondation superficielle
Variation du tassement s en
fonction de la charge croissante Q
ELS ELU
Ouvrage sur déformation
excessives
Rupture
Degré du risque
Profondeur d’assise minimale :
- Assurer la garde au gel
- Risque retrait – gonflement
Calcul des :
- Tassements absolus
- Tassement différentiels

62. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 6262
Fondations profondes
Pieux, puits, micro pieux
Ca d’un sol mou ou pour
transmettre de fortes
surcharges
Sol de faible
résistance
Bed-RockQu = Qsu + Qpu
Qu : Charge limite du pieu
Qsu : Charge limite de frottement
Qpu : Charge limite de pointe
Pieux

63. Amélioration des solsAmélioration des sols
GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 6363

64. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 6464
Méthodologie d’une étude de traitementMéthodologie d’une étude de traitement
 Identification des composants du mélangeIdentification des composants du mélange
 Choix des produits de traitement et des dosagesChoix des produits de traitement et des dosages
 Vérification de l’aptitude au traitementVérification de l’aptitude au traitement
 Caractéristiques de mise en œuvreCaractéristiques de mise en œuvre
 Étude des performances mécaniqueÉtude des performances mécanique
Traitement des sols à la chaux / ciment

65. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 6565
Colonnes ballastées Inclusions rigides
Amélioration de la capacité
Portante des sols compressibles
Amélioration des sols cohérents

66. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 6666
Géotextiles
Projets routiers, murs de soutènement, remblais …
Rôles : Renforcement - Séparation - Filtration - Drainage

67. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 6767
Clouage des sols
Tiges en acier placées dans des trous forés dans le mur

68. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 6868
Mur poids Mur en
béton armé
Mur poids
à redans
Murs de soutènement

69. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 6969
Combinaisons d’actions - justifications
Etat limite Combinaison Justification
E.L.U Fondamentale
Accidentelle
Stabilité au renversement
Stabilité du sol de fondation
Stabilité au glissement
Matériaux consécutifs du mur
Stabilité d’ensemble
E.L.S Fréquente
Rare
Quasi-permanente
Stabilité du sol de fondation
Décompression du sol
Matériaux consécutifs du mur
Murs de soutènement

70. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 7070
Rideaux de palplanches
Résistance aux pressions
latérales du sol soutenu
Soutènement des fouilles,
des quais portuaires

71. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 7171
Parois moulées
Soutènement de sol soumis
à des pressions latérales sur
des hauteurs importantes
Travaux en zones urbaines
Connaissance du moment
fléchissant dans chaque
section ainsi que
le moment max.
Détermination de l’épaisseur
et du ferraillage de la paroi

72. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 7272
Barrages
Barrages en terre
Rôle : retenue d’eau
Barrages en béton

73. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 7373
Glissement de terrains / Stabilité talus
Logiciel de calcul