Recensement des données et contraintes naturelles, fonctionnelles et esthétiques du projet ;
Présentation, comparaison et discussion des différentes variantes techniquement et économiquement envisageables ;
1. Agence Marrakech/siège : 4, Rue El Ordone, Hay Marrakech-Marrakech-Tél : 05 24 44 96 49/41-Fax : 05 24 44 98 48- E-mail : contact@l3e.me L3E
S.A.R.L au capital de 7 250 000.00 DH-Cpte bancaire : 011450000005210000897070 BMCE Centre Affaires Marrakech
R.C : 11977-Patente : 46200517-Identification fiscale : 6503912-I.C.E : 000231444000043-C.N.S.S : 6061551-Site web : www.l3e.ma
Agence Agadir : Hay Riad Essalam, Rue 325 N°16-Agadir-Tél : 05 28 22 05 77-E-mail : contact.agadir@l3e.ma
/
CLIENT : DPETLE SIDI KACEM
PROJET : ETUDE GEOTECHNIQUE DE
RECONSTRUCTION OUVRAGE
D’ART SUR LE CANAL
D’ASSECHEMENT AU PK23+250 DE
LA RR411 – LOT UNIQUE –
PROVINCE DE SIDI KACEM
MARCHE : SK 16/2022
N° DOSSIER : 23/743/E/G/092M
2. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
1
Table des matières
I. INTRODUCTION................................................................................................ 3
II. CONTEXTE GEOLOGIQUE .............................................................................. 5
III. RECONNAISSANCE GEOTECHNIQUE DU SITE ............................................ 7
IV. RESULTATS DE LA RECONNAISSANCE GEOTECHNIQUE .......................... 8
IV.1 Lithologie.................................................................................................... 8
IV.2 Nappe....................................................................................................... 11
IV.3 Essais au laboratoire................................................................................ 11
IV.3.1 Marnes : Identification physique ........................................................ 11
IV.3.2 Marnes : Essai de cisaillement direct................................................. 27
IV.3.3 Marnes : Essai œdométrique............................................................. 27
IV.3.4 Marnes : Proctor et CBR.................................................................... 28
IV.3.5 Synthèse............................................................................................ 29
IV.4 Résultats des essais pressiométriques .................................................... 29
V. SYSTEME DE FONDATIONS.......................................................................... 33
V.1 Système de fondation.................................................................................. 34
V.1.1 Evaluation de la capacité portante........................................................ 35
V.1.2 Calcul des tassements.......................................................................... 42
V.1.3 Frottement négatif................................................................................. 44
V.1.4 Réaction frontale................................................................................... 45
VI. AFFOUILLEMENT ........................................................................................... 47
VI.1 Essais au laboratoire................................................................................ 47
VI.2 Affouillement ............................................................................................ 48
VI.2.1 Affouillement généralisé .................................................................... 48
VI.2.2 Affouillement localisé......................................................................... 49
VII. SISMICITE REGIONALE ................................................................................. 51
3. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
2
VII.1 Accélération maximale du sol................................................................... 51
VII.2 Coefficient d’influence .............................................................................. 51
VII.3 Facteur d’amplification dynamique D ....................................................... 51
VIII. RISQUE DE LIQUEFACTION.......................................................................... 52
IX. PROPOSITION DE LA STRUCTURE DE CHAUSSEE ................................... 53
X. SYNTHESE ET DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES ...................................... 55
4. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
3
I. INTRODUCTION
Dans le cadre du marché SK 16/2022, le Laboratoire d’Expertises, d’Etudes et d’Essais
« L3E » a procédé à l’étude géotechnique pour la reconstruction d’un ouvrage d’art sur
le canal d’assèchement au PK23+250 de la RR411 – Province de Sidi Kacem.
L’objectif étant de déterminer la lithologie du site étudié et d’évaluer les
caractéristiques physiques et mécaniques des sols en place sur la base des sondages
et des essais menés in situ ainsi que des essais d’identification physique et mécanique
réalisés au laboratoire.
La campagne géotechnique a consisté en la réalisation des prestations suivantes :
- 05 Sondages carottés de profondeur entre 21.5 et 30.5m avec essais
pressiométriques tous les 1.5 m ;
- 02 tranchées à la pelle mécanique de 05 m de profondeur au niveau du lit du
canal ;
- 02 sondage à la pelle mécanique de 2.0m de profondeur ;
- Essais d’identifications physique au laboratoire comprenant : analyse
granulométrique, teneur en eau naturelle, limites d’Atterberg, Poids spécifique
humide, valeur au bleu de méthylène ;
- Essais de caractérisation mécaniques : Cisaillement direct ;
- Essais œdométriques ;
- Essai CBR.
Le présent rapport synthétise les résultats obtenus ainsi que les principales
conclusions qui en découlent.
La figure suivante permet de visualiser la localisation du site du projet :
5. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
4
Figure 1: Vue satellitaire permettant de visualiser la localisation du site du projet
6. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
5
II. CONTEXTE GEOLOGIQUE
La Figure 2 montre la localisation du site du projet sur la carte géologique 1/100 000
de la zone de Sidi Yahya du Rharb. Le site objet de l’étude se situe globalement sur
la plaine alluviale de Oued Sbou, sur la rive gauche de l’Oued. Le site est à environ
16km à vol d’oiseau de l’oued. L’ouvrage permet la traversée d’un canal qui aboutit à
Oued Baht, à environ 2.0km à l’Ouest du site. Oued Baht est lui-même un affluent de
Oued Sbou. La confluence de ces deux cours d’eau est située à proximité de l’estuaire
de Oued Sbou.
La zone d’étude s’inscrit dans le domaine rifain, qui a été formé durant l’orogenèse
alpine. Sa formation s’est établie à la suite d’une série successives d’épisodes
tectoniques échelonnés dans les temps géologiques. Cette évolution tectonique a
entrainé la formation d’un bassin subsident depuis le Vindobonien moyen jusqu’à l’ère
quaternaire. La subsidence continue jusqu’à présent. Le comblement du bassin du
Gharb a engendré une plaine étendue alluviale qui correspond aux rives de Oued
Sbou. Son évolution durant le Cénozïque a généré une plaine étendue et plate avec
un relief peu marqué.
La carte géologique de la Figure 2 montre que le site du projet est localisé dans la
formation q2t du quaternaire qui correspondent aux tirs.
La carte géologique de la zone montre une étendue géographique importante des
formations alluviales liées à la plaine de Oued Sbou.
A noter aussi que la carte géologique ne montre pas la présence d’une faille au
voisinage du site de l’ouvrage d’art.
7. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
6
Figure 2 Localisation du site du projet sur la carte géologique 1/100 000 de Sidi Yahya du Rharb
Figure 3 Légende de la carte géologique 1/100 000 de Sidi Yahya du Rharb
8. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
7
III. RECONNAISSANCE GEOTECHNIQUE DU SITE
Le Tableau 1 présente les coordonnées Lambert Zone 1 des sondages exécutés dans
le cadre de la campagne de reconnaissance géotechnique.
Tableau 1 Nomenclature et coordonnées Lambert Zone 1 des sondages exécutés
Dénomination Type
Profondeur Coordonnées d’implantation
X (m) Y (m)
SCP-1
Carotté avec essais
pressiométriques
tous les 1.5m
Entre 21.5 et
30.5m
436644.7 425417.9
SCP-2 436655.0 425425.9
SCP-3 436669.3 425436.8
SCP-4 436683.5 425447.8
SCP-5 436693.8 425455.8
TR1
Tranchée 5.0m
436692.8 425438.4
TR2 436650.4 425437.5
PM1 A la pelle
mécanique
2.0m
436636.1 425411.3
PM2 436708.8 425462.4
La vue satellitaire suivante permet de localiser les sondages réalisés :
Figure 4 Vue satellitaire indiquant la localisation des sondages réalisés
9. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
8
IV. RESULTATS DE LA RECONNAISSANCE GEOTECHNIQUE
IV.1 Lithologie
L’analyse des coupes lithologiques établies sur la base des sondages carottés réalisés
a permis de distinguer les lithologies suivantes :
- Sondage SCP1 :
o Entre 0.0 et 2.5 m/TN : Marne jaunâtre ;
o Entre 2.5 et 16.0 m/TN : Marne verdâtre ;
o De 16.0 à 23.5 m/TN : Marne jaunâtre ;
- Sondage SCP2 :
o De 0.0 à 0.4 m/TN : Alluvions ;
o De 0.4 à 3.5 m/TN : Marne jaunâtre ;
o De 3.5 à 12.7 m/TN : Marne verdâtre ;
o De 12.7 à 30.5 m/TN : Marne jaunâtre avec une intercalation de marne
verdâtre à la profondeur 21.5m et d’épaisseur 0.5m ;
- Sondage SCP3 :
o De 0.0 à 3.0 m/TN : Marne jaunâtre ;
o De 3.0 à 9.5 m/TN : Marne verdâtre ;
o De 9.5 à 26.0 m/TN : Marne jaunâtre ;
- Sondage SCP4 :
o De 0.0 à 2.5 m/TN : Marne jaunâtre ;
o De 2.5 à 6.5 m/TN : Marne verdâtre ;
o De 6.5 à 21.5 m/TN : Marne jaunâtre ;
- Sondage SCP5 :
o De 0.0 à 0.5 m/TN : Alluvions ;
o De 0.5 à 17.5 m/TN : Marne verdâtre ;
o De 17.5 à 23.5 m/TN : Marne jaunâtre.
10. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
9
Les formations marneuses et alluvionnaires rencontrées au niveau des différents
sondages sont en parfaite concordance avec le contexte géologique du site. Elles
correspondent en effet aux dépôts récents liés à la plaine alluviale de Oued Sbou. Ces
formations présentent une texture globalement fine (Argileuse/argilo-sableuse) et sont
dotées d’une plasticité moyenne à élevée. La Figure 5 présente le profil géotechnique
relevé au niveau des différents sondages carottés et déduit des résultats
pressiométriques.
12. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
11
IV.2 Nappe
Il est à noter que les sondages ont été exécutés à l’eau, ce qui n’a pas permis de
constater la présence d’une nappe au niveau du site. De plus, compte tenu de la très
faible perméabilité de la marne (P<80µm moyen de 79%, IP moyen de 24%, γd moyen
de 18.4 kN/m3), l’atteinte du niveau d’équilibre entre l’eau dans les forages et une
éventuelle nappe prendra un temps très long.
IV.3 Essais au laboratoire
Des prélèvements d’échantillons ont été effectués au droit des formations marneuses
relevées au niveau du site en vue de procéder à des essais d’identification physique
et mécanique au laboratoire. Les résultats obtenus sont présentés ci-après :
IV.3.1 Marnes : Identification physique
Les mesures de poids volumiques et de la teneur en eau sont consignées dans le
tableau suivant :
Tableau 2 Poids volumiques et teneurs en eau des marnes du site
Sondage Z Formation w (%)
ƴh
(kN/m3)
ƴd
(kN/m3)
SCP-1
0.0 à 1.2m
Marne
jaunâtre
3.6 18.2 17.6
1.2 à 2.5m
Marne
jaunâtre
3.2 18.4 17.8
2.5 à 4.2m
Marne
verdâtre
4.2 19.2 18.4
4.2 à 5.4m
Marne
verdâtre
4.6 19.5 18.6
5.4 à 6.8m
Marne
verdâtre
4.8 19.6 18.7
6.8 à 8.5m
Marne
verdâtre
3.9 19.5 18.8
8.5 à 10.0m
Marne
verdâtre
3.3 19.7 19.1
10.0 à 11.4m
Marne
verdâtre
4.1 20.1 19.3
11.4 à 12.1m
Marne
verdâtre
4.0 19.8 19.0
12.1 à 12.9m
Marne
verdâtre
3.4 19.9 19.2
13. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
12
Sondage Z Formation w (%)
ƴh
(kN/m3)
ƴd
(kN/m3)
12.9 à 13.9m
Marne
verdâtre
3.2 20.1 19.5
13.9 à 14.8m
Marne
jaunâtre
4.1 19.2 18.4
14.8 à 15.5m
Marne
jaunâtre
3.7 19.3 18.6
15.5 à 16.3m
Marne
jaunâtre
3.5 19.7 19.0
16.3 à 17.3m
Marne
jaunâtre
3.0 19.0 18.4
17.3 à 18.2m
Marne
jaunâtre
3.7 19.3 18.6
18.2 à 20.0m
Marne
jaunâtre
3.3 19.4 18.8
SCP-2
0.40 à 1.40m
Marne
jaunâtre
4.7 18.2 17.4
1.40m à 2.80m
Marne
jaunâtre
4.5 18.5 17.7
2.8 à 3.5m
Marne
jaunâtre
4.2 18.5 17.8
3.5 à 5.8m
Marne
verdâtre
4.0 19.1 18.4
5.8 à 7.0m
Marne
verdâtre
3.6 19.2 18.5
7.0 à 9.0m
Marne
verdâtre
3.8 19.5 18.8
9.0 à 10.4m
Marne
verdâtre
4.4 19.1 18.3
10.4 à 11.9m
Marne
verdâtre
4.6 19.6 18.7
11.9 à 12.7m
Marne
verdâtre
3.7 19.8 19.1
12.7 à 15.0m
Marne
jaunâtre
3.9 18.8 18.1
15.0 à 16.2m
Marne
jaunâtre
4.2 19.1 18.3
14. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
13
Sondage Z Formation w (%)
ƴh
(kN/m3)
ƴd
(kN/m3)
16.2 à 18.0m
Marne
jaunâtre
4.6 19.4 18.5
18.0 à 19.4m
Marne
jaunâtre
4.3 19.5 18.7
19.4 à 21.5m
Marne
jaunâtre
3.8 19.3 18.6
21.5 à 22.0m
Marne
verdâtre
3.5 18.9 18.3
22.0 à 23.7m
Marne
jaunâtre
3.3 19.0 18.4
23.7 à 24.5m
Marne
jaunâtre
3.0 19.5 18.9
SCP-3
0.0 à 1.50m
Marne
jaunâtre
4.8 18.1 17.3
1.50 à 2.6m
Marne
jaunâtre
4.6 18.3 17.5
2.6 à 3.0m
Marne
jaunâtre
4.4 18.5 17.7
3.0 à 6.0m
Marne
verdâtre
4.1 18.9 18.2
6.0 à 7.2m
Marne
verdâtre
4.5 19.4 18.6
7.2 à 9.5m
Marne
verdâtre
3.8 19.5 18.8
9.5 à 10.9m
Marne
jaunâtre
3.5 18.2 17.6
10.9 à 12.0m
Marne
jaunâtre
3.3 18.0 17.4
12.0 à 13.4m
Marne
jaunâtre
3.5 18.4 17.8
13.4 à 14.7m
Marne
jaunâtre
4.2 18.2 17.5
14.7 à 16.0m
Marne
jaunâtre
4.0 18.9 18.2
16.0 à 17.8m
Marne
jaunâtre
3.7 19.1 18.4
17.8 à 19.2m
Marne
jaunâtre
4.4 18.7 17.9
15. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
14
Sondage Z Formation w (%)
ƴh
(kN/m3)
ƴd
(kN/m3)
19.2 à 20.5m
Marne
jaunâtre
3.6 18.9 18.2
20.5 à 21.3m
Marne
jaunâtre
3.4 19.0 18.4
21.3 à 22.2
Marne
jaunâtre
3.3 18.9 18.3
22.2 à 23.0m
Marne
jaunâtre
3.0 19.3 18.7
SCP-4
0.0 à 1.2m
Marne
jaunâtre
4.8 18.3 17.5
1.2 à 2.5m
Marne
jaunâtre
4.5 18.5 17.7
2.5 à 4.1m
Marne
verdâtre
4.7 19.1 18.2
4.1 à 5.3m
Marne
verdâtre
4.2 19.2 18.4
5.3 à 6.5m
Marne
verdâtre
4.4 19.4 18.6
6.5 à 9.0m
Marne
jaunâtre
4.1 19.1 18.3
9.0 à 10.4m
Marne
jaunâtre
3.7 18.3 17.6
10.4 à 11.8m
Marne
jaunâtre
3.6 18.5 17.9
11.8 à 12.9m
Marne
jaunâtre
3.3 18.7 18.1
12.9 à 14.8m
Marne
jaunâtre
4.1 19.1 18.3
14.8 à 15.9m
Marne
jaunâtre
4.3 18.7 17.9
15.9 à 17.1m
Marne
jaunâtre
3.8 18.8 18.1
17.1 à 17.8m
Marne
jaunâtre
3.5 18.9 18.3
17.8 à 18.5m
Marne
jaunâtre
3.3 19.0 18.4
18.5 à 19.3m
Marne
jaunâtre
3.1 19.2 18.6
19.3 à 20.0m
Marne
jaunâtre
3.0 19.3 18.7
SCP-5 0.50 à 1.4m
Marne
verdâtre
4.7 19.3 18.4
16. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
15
Sondage Z Formation w (%)
ƴh
(kN/m3)
ƴd
(kN/m3)
1.4 à 3.0m
Marne
verdâtre
4.5 19.4 18.6
3.0 à 4.3m
Marne
verdâtre
4.4 19.7 18.9
4.3 à 5.8m
Marne
verdâtre
4.7 19.3 18.4
5.8 à 7.2m
Marne
verdâtre
4.2 20.0 19.2
7.2 à 8.9m
Marne
verdâtre
4.0 20.3 19.5
8.9 à 10.3m
Marne
verdâtre
3.6 19.8 19.1
10.3 à 12.0m
Marne
verdâtre
3.8 19.7 19.0
12.0 à 13.4m
Marne
verdâtre
3.5 20.1 19.4
13.4 à 14.7m
Marne
verdâtre
3.7 19.5 18.8
14.7 à 16.2m
Marne
verdâtre
3.5 20.0 19.3
16.2 à 18.0m
Marne
verdâtre
3.2 19.5 18.9
18.0 à 19.0m
Marne
verdâtre
3.3 20.2 19.6
19.0 à 20.9m
Marne
jaunâtre
4.1 19.1 18.3
20.9 à 22.1m
Marne
jaunâtre
4.3 19.2 18.4
22.1 à 23.5m
Marne
jaunâtre
3.2 19.4 18.8
TR1
0.0 à 1.0m
Marne
verdâtre
4.2 19.6 18.8
1.0 à 2.0m
Marne
verdâtre
4.5 19.4 18.6
2.0 à 3.0m
Marne
verdâtre
4.7 19.8 18.9
3.0 à 4.0m
Marne
verdâtre
4.3 20.0 19.2
4.0 à 5.0m
Marne
verdâtre
4.0 20.2 19.4
TR2 0.0 à 1.0m
Marne
jaunâtre
4.7 19.1 18.2
17. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
16
Sondage Z Formation w (%)
ƴh
(kN/m3)
ƴd
(kN/m3)
1.0 à 2.0m
Marne
verdâtre
4.1 19.2 18.4
2.0 à 3.0m
Marne
verdâtre
4.4 19.1 18.3
3.0 à 4.0m
Marne
verdâtre
4.6 19.5 18.6
4.0 à 5.0m
Marne
verdâtre
4.3 19.8 19.0
SM1 0.40 à 2.0m
Marne
verdâtre
4.2 20.0 19.2
SM2 0.40 à 2.0m
Marne
verdâtre
4.0 20.1 19.3
Min 3.0 18.0 17.3
Max 4.8 20.3 19.6
Moyenne 3.9 19.2 18.5
Il ressort ainsi que le poids volumique sec varie entre 17.3 et 19.6 kN/m3 avec une
moyenne de 18.5 kN/m3. Ces résultats montrent que les marnes se trouvent
globalement dans un état compact.
Les résultats des analyses granulométriques par tamisage, des mesures des teneurs
en eau limites d’Atterberg, de la valeur au bleu de méthylène ainsi que les
classifications sont données dans le tableau suivant :
18. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
17
Tableau 3 Résultats des essais d'identification physiques, marnes
Sondage Z Formation
Granulométrie
Limites
d’Atterberg VBS
(g/100g)
Classe
LPC
Classe
GMTR
Dmax %<63μm %>2mm WL % WP % IP
SCP-1
0.0 à 1.2m
Marne
jaunâtre
1.25 75 0 45 23 22 2.4 At-Ap A2
1.2 à 2.5m
Marne
jaunâtre
1.6 80 0 47 24 23 2.7 At-Ap A2
2.5 à 4.2m
Marne
verdâtre
1 70 0 58 32 26 3.2 At A3
4.2 à 5.4m
Marne
verdâtre
0.8 72 0 55 28 27 3 At A3
5.4 à 6.8m
Marne
verdâtre
1 81 0 54 28 26 2.8 At A3
6.8 à 8.5m
Marne
verdâtre
0.63 85 0 57 31 26 3.3 At A3
8.5 à 10.0m
Marne
verdâtre
1.25 88 0 58 31 27 3.7 At A3
10.0 à 11.4m
Marne
verdâtre
1 90 0 53 25 28 3.9 At A3
11.4 à 12.1m
Marne
verdâtre
1.25 81 0 55 29 26 3.2 At A3
19. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
18
Sondage Z Formation
Granulométrie
Limites
d’Atterberg VBS
(g/100g)
Classe
LPC
Classe
GMTR
Dmax %<63μm %>2mm WL % WP % IP
12.1 à 12.9m
Marne
verdâtre
0.63 92 0 53 25 28 3.7 At A3
12.9 à 13.9m
Marne
verdâtre
1.6 78 0 56 29 27 3.8 At A3
13.9 à 14.8m
Marne
jaunâtre
1 82 0 46 24 22 2.2 At-Ap A2
14.8 à 15.5m
Marne
jaunâtre
0.8 84 0 42 19 23 2.7 At-Ap A2
15.5 à 16.3m
Marne
jaunâtre
0.8 86 0 43 19 24 2.3 At-Ap A2
16.3 à 17.3m
Marne
jaunâtre
1 79 0 45 23 22 2.1 At-Ap A2
17.3 à 18.2m
Marne
jaunâtre
1 70 0 42 21 21 2.7 At-Ap A2
18.2 à 20.0m
Marne
jaunâtre
1.25 77 0 44 21 23 2.5 At-Ap A2
SCP-2
0.40 à 1.40m
Marne
jaunâtre
1 72 0 43 22 21 2.2 At-Ap A2
1.40m à
2.80m
Marne
jaunâtre
0.8 70 0 46 23 23 2.3 At-Ap A2
20. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
19
Sondage Z Formation
Granulométrie
Limites
d’Atterberg VBS
(g/100g)
Classe
LPC
Classe
GMTR
Dmax %<63μm %>2mm WL % WP % IP
2.8 à 3.5m
Marne
jaunâtre
1.25 75 0 45 21 24 2.6 At-Ap A2
3.5 à 5.8m
Marne
verdâtre
1 90 0 57 30 27 3.6 At A3
5.8 à 7.0m
Marne
verdâtre
0.8 84 0 52 26 26 3.8 At A3
7.0 à 9.0m
Marne
verdâtre
0.63 80 0 58 31 27 3.4 At A3
9.0 à 10.4m
Marne
verdâtre
1.25 81 0 55 26 29 3 At A3
10.4 à 11.9m
Marne
verdâtre
1.25 86 0 52 25 27 3.6 At A3
11.9 à 12.7m
Marne
verdâtre
1 91 0 53 27 26 3.4 At A3
12.7 à 15.0m
Marne
jaunâtre
0.8 79 0 45 22 23 2.2 At-Ap A2
15.0 à 16.2m
Marne
jaunâtre
0.8 71 0 41 19 22 2.7 At-Ap A2
21. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
20
Sondage Z Formation
Granulométrie
Limites
d’Atterberg VBS
(g/100g)
Classe
LPC
Classe
GMTR
Dmax %<63μm %>2mm WL % WP % IP
16.2 à 18.0m
Marne
jaunâtre
1 70 0 43 22 21 2.6 At-Ap A2
18.0 à 19.4m
Marne
jaunâtre
1.25 75 0 44 20 24 2.2 At-Ap A2
19.4 à 21.5m
Marne
jaunâtre
1 77 0 46 21 25 2.7 At-Ap A2
21.5 à 22.0m
Marne
verdâtre
1.25 84 0 52 25 27 3.3 At A3
22.0 à 23.7m
Marne
jaunâtre
1 80 0 45 22 23 2.4 At-Ap A2
23.7 à 24.5m
Marne
jaunâtre
1.25 72 0 42 21 21 2.1 At-Ap A2
SCP-3
0.0 à 1.50m
Marne
jaunâtre
1.6 73 0 44 21 23 2 At-Ap A2
1.50 à 2.6m
Marne
jaunâtre
1.6 70 0 41 17 24 2.6 At-Ap A2
2.6 à 3.0m
Marne
jaunâtre
1.25 74 0 43 22 21 2.3 At-Ap A2
3.0 à 6.0m
Marne
verdâtre
0.8 84 0 55 29 26 3.3 At A3
6.0 à 7.2m
Marne
verdâtre
0.8 90 0 59 31 28 3.7 At A3
23. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
22
Sondage Z Formation
Granulométrie
Limites
d’Atterberg VBS
(g/100g)
Classe
LPC
Classe
GMTR
Dmax %<63μm %>2mm WL % WP % IP
0.0 à 1.2m
Marne
jaunâtre
1.25 72 0 44 22 22 2.7 At-Ap A2
1.2 à 2.5m
Marne
jaunâtre
1 75 0 47 23 24 2.3 At-Ap A2
2.5 à 4.1m
Marne
verdâtre
1 82 0 55 29 26 3.5 At A3
SCP-4
4.1 à 5.3m
Marne
verdâtre
1.25 85 0 58 30 28 3.7 At A3
5.3 à 6.5m
Marne
verdâtre
1.25 83 0 56 29 27 3.3 At A3
6.5 à 9.0m
Marne
jaunâtre
1 77 0 48 24 24 2.1 At-Ap A2
9.0 à 10.4m
Marne
jaunâtre
1 72 0 43 21 22 2.3 At-Ap A2
10.4 à 11.8m
Marne
jaunâtre
1 72 0 42 21 21 2.7 At-Ap A2
11.8 à 12.9m
Marne
jaunâtre
1.25 77 0 44 22 22 2.5 At-Ap A2
12.9 à 14.8m
Marne
jaunâtre
0.8 74 0 45 23 22 2.4 At-Ap A2
14.8 à 15.9m
Marne
jaunâtre
1 71 0 47 23 24 2.1 At-Ap A2
15.9 à 17.1m
Marne
jaunâtre
1 80 0 44 21 23 2.8 At-Ap A2
24. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
23
Sondage Z Formation
Granulométrie
Limites
d’Atterberg VBS
(g/100g)
Classe
LPC
Classe
GMTR
Dmax %<63μm %>2mm WL % WP % IP
17.1 à 17.8m
Marne
jaunâtre
1.25 76 0 42 20 22 2.3 At-Ap A2
17.8 à 18.5m
Marne
jaunâtre
1.25 72 0 41 20 21 2.4 At-Ap A2
18.5 à 19.3m
Marne
jaunâtre
0.8 75 0 44 21 23 2.3 At-Ap A2
19.3 à 20.0m
Marne
jaunâtre
0.8 80 0 43 21 22 2.6 At-Ap A2
SCP-5
0.50 à 1.4m
Marne
verdâtre
1 86 0 55 29 26 3.3 At A3
1.4 à 3.0m
Marne
verdâtre
1 88 0 52 23 29 3.7 At A3
3.0 à 4.3m
Marne
verdâtre
1.25 84 0 58 31 27 3.8 At A3
4.3 à 5.8m
Marne
verdâtre
1 90 0 57 29 28 3.3 At A3
5.8 à 7.2m
Marne
verdâtre
1.25 92 0 55 29 26 3.4 At A3
7.2 à 8.9m
Marne
verdâtre
1.25 81 0 58 31 27 3.8 At A3
8.9 à 10.3m
Marne
verdâtre
1 86 0 54 26 28 3.3 At A3
10.3 à 12.0m
Marne
verdâtre
1 85 0 52 26 26 3.2 At A3
25. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
24
Sondage Z Formation
Granulométrie
Limites
d’Atterberg VBS
(g/100g)
Classe
LPC
Classe
GMTR
Dmax %<63μm %>2mm WL % WP % IP
12.0 à 13.4m
Marne
verdâtre
1.25 82 0 56 30 26 3.7 At A3
13.4 à 14.7m
Marne
verdâtre
0.8 80 0 58 30 28 3.6 At A3
14.7 à 16.2m
Marne
verdâtre
0.8 79 0 54 28 26 3.3 At A3
16.2 à 18.0m
Marne
verdâtre
1 77 0 57 30 27 3.8 At A3
18.0 à 19.0m
Marne
verdâtre
1.25 82 0 59 33 26 3.7 At A3
19.0 à 20.9m
Marne
jaunâtre
1.25 71 0 53 31 22 2.2 At-Ap A2
20.9 à 22.1m
Marne
jaunâtre
1 73 0 51 30 21 2.7 At-Ap A2
22.1 à 23.5m
Marne
jaunâtre
1 75 0 54 31 23 2.5 At-Ap A2
TR1
0.0 à 1.0m
Marne
verdâtre
1 82 0 53 27 26 3.2 At A3
1.0 à 2.0m
Marne
verdâtre
1.25 84 0 59 31 28 3.6 At A3
2.0 à 3.0m
Marne
verdâtre
1.6 79 0 57 30 27 3.0 At A3
3.0 à 4.0m
Marne
verdâtre
1 81 0 58 29 29 2.8 At A3
26. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
25
Sondage Z Formation
Granulométrie
Limites
d’Atterberg VBS
(g/100g)
Classe
LPC
Classe
GMTR
Dmax %<63μm %>2mm WL % WP % IP
4.0 à 5.0m
Marne
verdâtre
1.25 83 0 54 28 26 3.1 At A3
TR2
0.0 à 1.0m
Marne
jaunâtre
1.25 77 0 52 25 27 2.7 At A3
1.0 à 2.0m
Marne
verdâtre
1 85 0 53 26 27 3.3 At A3
2.0 à 3.0m
Marne
verdâtre
1 72 0 57 28 29 3.4 At A3
3.0 à 4.0m
Marne
verdâtre
1.25 76 0 56 28 28 2.8 At A3
4.0 à 5.0m
Marne
verdâtre
1.6 81 0 54 25 29 2.4 At A3
SM1 0.40 à 2.0m
Marne
verdâtre
1.25 84 0 58 30 28 2.7 At A3
SM2 0.40 à 2.0m
Marne
verdâtre
1 86 0 53 27 26 3.0 At A3
Min 0.63 70 0 40 17 21 2.0
Max 1.6 92 0 59 33 29 3.9
Moyenne 1.1 79 0 50 25 25 2.9
27. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
26
Il ressort des essais d’identification que :
- Les marnes du site présentent une granulométrie à dominance fine, avec la
présence de particules sableuses à teneur variable. En effet, la Figure 6
montre que les prélèvements se situent dans les régions « k : Argile/limon » et
« k : Argile sableuse/Limon sableux » du diagramme ternaire ;
- Les marnes présentent une plasticité moyenne à importante. En effet, la teneur
en eau limite de liquidité WL varie entre 40 et 59%, et l’indice de plasticité varie
entre 21 et 29%. Ceci montre une susceptibilité de la formation à présenter des
variations volumétriques en fonction de la variation de la teneur en eau
(retrait/gonflement) ;
- Les marnes du site présentent une VBS allant de 2.0 à 3.9 g/100g, ce qui est
typique des formations limoneuses à limono-argileuses ;
- Les marnes se classent en « At-Ap : argile moyennement plastique » et « At :
Argile très plastique » selon la classification LPC des sols fins ; et en A2/A3
selon la classification GMTR.
Figure 6 Granulométrie des marnes
28. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
27
IV.3.2 Marnes : Essai de cisaillement direct
Les essais de cisaillement direct consolidé et lent menés sur des échantillons intacts
de la marne ont abouti aux résultats consignés dans le tableau suivant :
Tableau 4 Résultat des essais de cisaillement direct consolidé et lent
Sondage Profondeur Formation C’ (kPa) φ’ (°)
SCP-1 4.2 à 5.4m Marne verdâtre 42 18
SCP-2 9.0 à 10.4m Marne verdâtre 38 19
SCP-3 12.0 à 13.4m Marne jaunâtre 36 16
SCP-4 14.8 à 15.9m Marne jaunâtre 32 17
SCP-5 19.0 à 20.9m Marne jaunâtre 45 18
Moyenne 39 18
Il ressort que la marne présente des caractéristiques de cisaillement moyennes, avec
une cohésion drainée moyenne de 39 kPa et un angle de frottement interne drainé
moyen de 18°.
IV.3.3 Marnes : Essai œdométrique
Les échantillons des formations marneuses ont subi des essais œdométriques. Les
résultats obtenus sont présentés dans le tableau suivant :
Tableau 5 Résultats des essais œdométriques, marnes
Sondage Profondeur Formation
Oedomètre
σ’c (kPa) σg (kPa) Cc Cs
SCP-1
4.2 à 5.4m Marne verdâtre 300 250 0.12 0.052
10.0 à 11.4m Marne verdâtre 350 300 0.13 0.058
12.9 à 13.9m Marne verdâtre 380 320 0.13 0.048
SCP-2
5.8 à 7.0m Marne verdâtre 320 250 0.14 0.05
9.0 à 10.4m Marne verdâtre 360 300 0.12 0.055
12.7 à 15.0m Marne jaunâtre 290 220 0.14 0.042
SCP-3
3.0 à 6.0m Marne verdâtre 380 320 0.13 0.047
12.0 à 13.4m Marne jaunâtre 270 230 0.15 0.04
16.0 à 17.8m Marne jaunâtre 340 220 0.15 0.043
SCP-4
4.1 à 5.3m Marne verdâtre 370 300 0.12 0.049
10.4 à 11.8m Marne jaunâtre 260 210 0.14 0.046
29. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
28
Sondage Profondeur Formation
Oedomètre
σ’c (kPa) σg (kPa) Cc Cs
14.8 à 15.9m Marne jaunâtre 280 230 0.13 0.041
SCP-5
5.8 à 7.2m Marne verdâtre 300 250 0.13 0.054
13.4 à 14.7m Marne verdâtre 360 280 0.13 0.058
19.0 à 20.9m Marne jaunâtre 390 210 0.15 0.043
Les éléments suivants peuvent être constatés :
- Les prélèvements se trouvent globalement dans un état normalement consolidé
à surconsolidé. Les prélèvements superficiels sont particulièrement
surconsolidé, avec un rapport de surconsolidation de l’ordre de 3.0. Ceci est dû
à la succion d’évaporation qui provoque une nette augmentation de la contrainte
effective ;
- Les échantillons de marnes sont moyennement compressibles, avec un
coefficient de consolidation Cc entre 0.12 et 0.15 ;
- Les marnes présentent un potentiel de gonflement, avec une contrainte de
gonflement, avec une contrainte de gonflement à l’oedomètre entre 210 et
320kPa et un coefficient Cs entre 0.040 et 0.058.
IV.3.4 Marnes : Proctor et CBR
Les essais Proctor et CBR menés sur des prélèvements des marnes à partir des
sondages manuels ont abouti aux résultats suivants :
Tableau 6 Caractéristiques Proctor et CBR, Marnes
Sondage Profondeur Formation
Caractéristiques
Proctor
Caractéristiques de
portance
γd,max
(kN/m3)
Wopt
(%)
Indice CBR à 4 jours
d’imbibition
SM1 0.4 à 1.0m
Marne
verdâtre
1.93 12.8 8
SM2 0.0 à 1.0m
Marne
verdâtre
1.91 13.2 7
30. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
29
IV.3.5 Synthèse
Il ressort de l’ensemble des essais réalisés au laboratoire sur les formations du site
que ces dernières sont de nature argilo-marneuse. Elles présentent une proportion
importante de fines <80µm et une plasticité moyenne à élevée. Elles se classent en
A2 ou A3 selon la classification GMTR et en «At-Ap : Argile moyennement plastique »,
« At : Argile très plastique » selon la classification LPC.
Les mesures de poids volumique à l’état sec montrent que les formations marneuses
sont compactes, avec des poids volumiques secs entre 17.3 et 19.6 kN/m3. Les
résultats des essais de cisaillement montrent que les marnes présentent des
caractéristiques moyennes, avec une cohésion drainée moyenne de 39kPa et un angle
de frottement interne drainé moyen de 18°. Les essais œdométriques montrent que
les formations marneuses sont moyennement compressibles (Cc entre 0.12 et 0.15)
et sont assez expansives (Cs entre 0.040 et 0.058). De plus, la pression de gonflement
atteint varie entre 210 et 320 kPa, ce qui est relativement important.
IV.4 Résultats des essais pressiométriques
Les essais pressiométriques réalisés au niveau du site ont donné lieu aux résultats
consignés dans le tableau ci-après. Il est à noter que la différentiation des couches a
été effectuée en se basant sur la lithologie ainsi que sur les performances mécaniques
des formations en place. Les couleurs correspondent aux couches identifiées.
32. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
31
Le traitement statistique de ces résultats en éliminant les valeurs non représentatives a donné lieu aux caractéristiques moyennes
consignées dans le tableau ci-après :
Tableau 8 Caractéristiques pressiométriques moyennes des formations en place
Couche Pf*(MPa) Pl*(MPa) Em(MPa) Em/Pl* Classe Fasc. 62 titre V
Marne superficielle 0.36 0.53 5.5 10.4 Argile A
Marne moyennement compacte 0.81 1.21 16.8 13.9 Argile B
Marne compacte 1.61 2.44 31.4 12.9 Argile C
Marne jaunâtre très compacte 2.62 3.89 117.8 30.3 Argile C
NB : Les moyennes calculées sont géométriques pour Pf* et Pl* et harmoniques pour Em.
33. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
32
Les résultats pressiométriques montre que les formations marneuses sont dotées de
caractéristiques pressiométriques globalement homogènes et croissantes avec la
profondeur. En particulier, ces marnes peuvent être subdivisées en 04 formations :
- Marne superficielle : dotée de faibles caractéristiques pressiométriques (Pl* =
0.53MPa ; Em = 6 MPa) ;
- Marne moyennement compacte : dotée de caractéristiques pressiométriques
assez moyennes (Pl* = 1.21 MPa et Em = 17 MPa) ;
- Marne compacte : dotée de bonnes caractéristiques pressiométriques (Pl* =
2.44 MPa et Em = 31 MPa) ;
- Marne très compacte : dotée d’excellentes caractéristiques pressiométriques
(Pl* = 3.89 MPa et Em = 118 MPa).
A noter que les épaisseurs de ces différents horizons sont variables spatialement entre
les sondages comme le montre la Figure 5.
34. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
33
V. SYSTEME DE FONDATIONS
A ce stade de l’étude, le choix de la conception de l’ouvrage d’art n’est pas encore
connu (type d’ouvrage d’art, largeur, position des appuis, etc.). Néanmoins, sur la base
de la conception de l’ouvrage d’art actuel, les hypothèses suivantes seront émises afin
d’orienter la conception du nouvel ouvrage d’art :
- L’ouvrage d’art pris dans les calculs est constitué de deux culées notées C0 et
C4, et trois piles P1, P2 et P3 ;
- Les modèles géotechniques pour la conception des appuis précédents
correspondront à ceux constatés au droit des sondages carottés à savoir (voir
Figure 7) :
Tableau 9 Appuis de l'ouvrage d'art et modèle géotechnique
Appui Modèle géotechnique
Culée C0 SCP1
Pile P1 SCP2
Pile P2 SCP3
Pile P3 SCP4
Pile C4 SCP5
Figure 7 Position des appuis considérés pour le dimensionnement du nouvel ouvrage d'art
35. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
34
Il est important de noter qu’en cas de variation de la conception de l’ouvrage d’art, il y
aura lieu de considérer le modèle géotechnique correspondant au sondage le plus
proche de l’appui et non pas un modèle moyen. En effet, la lithologie et les
caractéristiques pressiométriques sont variables entre les 4 sondages exécutés.
V.1 Système de fondation
L’examen des résultats pressiométriques (Tableau 7) montre que les marnes
superficielles et moyennement compacte sont dotée de pressions limites faibles à
modérées ainsi que de modules pressiométriques globalement faible. Outre la
limitation sur la portance, les fondations sur ces horizons peuvent générer des
tassements absolus et différentiels importants.
Dans ce contexte, la marne compacte peut être considérée comme le sol d’ancrage
des fondations des appuis de l’ouvrage d’art (Pl* = 2.44 MPa et Em = 31MPa). Le
niveau de son toit varie entre -6.8m/TN (SCP-3) et -11.3 m/TN (SCP-1 et SCP-5). Dans
ce contexte, et vu la profondeur du toit du bon sol, les fondations seront profondes.
Trois diamètres seront exposés dans ce qui suit : 0.8m, 1.0 m et 1.2m. La longueur
des pieux sera telle que l’ancrage dans la marne compacte sera de trois fois le
diamètre. Les longueurs des pieux tiennent compte d’une semelle de liaison en tête
des pieux d’épaisseur 1.0 m.
Tableau 10 Système de fondations considéré
Ouvrage Sondage Fondations
Diamètre
(m)
Longueur
(m)
Formation
d’ancrage
Culée C0 SCP-1
Pieux
0.8 12.7
Marne
compacte
1.0 13.3
1.2 13.9
Pile P1 SCP-2
0.8 11.2
1.0 11.8
1.2 12.4
Pile P2 SCP-3
0.8 8.2
1.0 8.8
1.2 9.4
Pile P3 SCP-4 0.8 11.2
36. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
35
Ouvrage Sondage Fondations
Diamètre
(m)
Longueur
(m)
Formation
d’ancrage
1.0 11.8
1.2 12.4
Culée C4 SCP-5
0.8 12.7
1.0 13.3
1.2 13.9
V.1.1 Evaluation de la capacité portante
La capacité portante sera examinée pour un pieu isolé conformément aux directives
du fascicule 62 titre V. La lithologie considérée sera celle constatée au droit du
sondage exécuté au niveau de chaque appui.
a. Méthode de calcul (fascicule 62 titre V)
La charge limite en compression d’un pieux isolé s’écrit comme suit :
𝑄 = 𝑄 + 𝑄
Avec 𝑄 et 𝑄 respectivement l’effort limite mobilisable en pointe du pieu et par
frottement latéral sur la hauteur concernée du fût de celui-ci. Ces deux composantes
sont estimées pour la présente étude avec la méthode pressiométrique.
L’effort limite sous la pointe :
L’effort limite mobilisable dû au terme de pointe d’un élément de fondation est évalué
avec la formule suivante :
𝑄 = 𝐴. 𝑞
Où A est la section de la pointe et 𝑞 la contrainte de rupture relative au terme de
pointe. Cette contrainte limite est évaluée à partir des essais pressiométriques avec la
formule suivante :
𝑞 = 𝑘 . 𝑝∗
Avec 𝑘 est le facteur de portance dépendant de la nature de la formation concernée
de la mise en œuvre du pieu ; et 𝑝∗
la pression limite nette équivalente du sol sous
l’élément de fondation.
37. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
36
Tableau 11 Valeurs du facteur de portance kp pour les fondations profondes
Nature des
terrains
Mise en œuvre sans
refoulement du sol
Mise en œuvre sans
refoulement du sol
Argiles -
limons
A 1.1 1.4
B 1.2 1.5
C 1.3 1.3
Sables et
graves
A 1.0 4.2
B 1.1 3.7
C 1.2 3.2
Craies
A 1.1 1.6
B 1.4 2.2
C 1.8 2.6
Marnes, Marno-
calcaires
1.8 2.6
Roches altérées 1.1 à 1.8 1.8 à 3.2
La pression limite nette équivalente 𝑝∗
est calculée selon le fascicule 62 titre V par la
formule suivantes pour les fondations profondes :
𝑝∗
=
1
𝑏 + 3𝑎
𝑝∗(𝑧). 𝑑𝑧
Où :
𝑎 : longueur égale à la moitié de la largeur B de l’élément de fondation si celle-ci est
supérieure à 1.0 m et à 0.5 m dans le cas contraire ;
𝑏 = min(𝑎, ℎ) avec ℎ la hauteur de l’élément de fondation contenue dans la formation
porteuse ;
𝑝∗(𝑧) est obtenu en joignant par des segments de droite sur une échelle linaire les
différents pl* mesurés
L’effort limite par frottement latéral :
L’effort limite mobilisable par frottement latéral sur la hauteur concernée du fût est
donné par la formule suivante :
38. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
37
𝑄 = 𝑃. 𝑞 (𝑧). 𝑑𝑧
Où P le périmètre de l’élément de fondation et 𝑞 (𝑧) le frottement latéral unitaire limite
à la cote z.
L’expression du frottement latéral en fonction de la pression limite nette du sol dépend
du type de ce dernier ainsi que de la technique de mise en œuvre. Les différentes
courbes de 𝑞 (𝑝∗) définies par le fascicule 62 titre V sont présentées sur la Figure 8.
Le choix des courbes Q1 à Q7 est donné dans le Tableau 12.
Figure 8 Courbes de frottement unitaire limite le long du fût du pieu, fascicule 62 titre V
39. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
38
Tableau 12 Choix des abaques de la détermination de qs selon le fascicule 62 titre V
Technique de
mise en œuvre
Argiles Limons Sables Graves Craies Marnes
Roches
A B C A B C A B C A B
Forée simple Q1 Q1,Q2(1)
Q2,Q3(1)
- Q1 Q3 Q4,Q5(1)
Q3 Q4,Q5(1)
Q6
Foré boue Q1 Q1,Q2(1)
Q1 Q2,Q1(2)
Q3,Q2(2)
Q1 Q3 Q4,Q5(1)
Q3 Q4,Q5(1)
Q6
Foré tubé (tube
récupéré)
Q1 Q1,Q2(3)
Q1 Q2,Q1(2)
Q3,Q2(2)
Q1 Q2 Q3,Q4(3)
Q3 Q4 -
Foré tubé (tube
perdu)
Q1 Q1 Q2 (4) Q2 Q3 -
Puits(5)
Q1 Q2 Q3 - Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6
Métal battu
fermé
Q1 Q2 Q1 Q3 (4) Q3 Q4 Q4
Battu
préfabriqué
béton
Q1 Q2 Q3 (4) Q3 Q4 Q4
Battu moulé Q1 Q2 Q2 Q3 Q1 Q2 Q3 Q3 Q4 -
Battu enrobé Q1 Q2 Q3 Q4 (4) Q3 Q4 -
Injecté basse
pression
Q1 Q2 Q3 Q2 Q3 Q4 Q5 -
Injecté haute
pression(6)
- Q4 Q5 Q5 Q6 - Q5 Q6 Q6 Q7(7)
(1) Réalésage et rainurage en fin de forage
(2) Pieux de grande longueur (supérieure à 30 m)
(3) Forage à sec, tube non louvoyé
(4) Dans le cas des craies, le frottement latéral peut être très faible pour certains types de pieux. Il convient d’effectuer une
étude spécifique dans chaque cas
(5) Sans tubage ni virole foncés perdus (parois rugeuses)
(6) Injection sélective et répétitive à faible débit
(7) Injective sélective et répétitive à faible débit et traitement préalable des massifs fissurés ou fracturé avec obturation des
cavités
b. Calcul de la capacité portante
Les calculs ont été menés suivant la méthode explicitée précédemment du fascicule
62 titre V moyennant le module FONDPROF du logiciel FOXTA. Les pieux considérés
sont de section circulaire de diamètre 0.8, 1.0 m et 1.2m. La longueur du pieu est telle
que l’ancrage est de 3 fois le diamètre dans le substratum comme indiqué dans le
Tableau 10. Les modèles tiennent compte d’une semelle de liaison d’épaisseur 1.0m.
Tenant compte de la nature argileuse des formations en place, la technique de mise
en œuvre considérée pour les calculs est sans refoulement du sol et foré à la boue.
40. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
39
Cinq combinaisons seront examinées : Fluage, ELS Quasi permanent (QP), ELS –
Rare, ELU – Fondamentale (FOND) et ELU – Accidentelle (ACC). Ces combinaisons
consistent en l’application de facteurs de minoration sur les efforts limite à la pointe Qp
et en frottement latéral Qs tels que précisés dans le tableau suivant :
Tableau 13 Coefficient de minoration en fonction des combinaisons considérées
Effort limite Fluage ELS-QP ELS – RARE ELU-FOND ELU-ACC
Frottement latéral Qs 0.70 0.50 0.64 0.71 0.83
Pointe Qp 0.50 0.36 0.45 0.71 0.83
Les modèles introduits dans le logiciel pour chaque appui sont présentés dans les
tableaux suivants. Ces modèles considèrent les moyennes des formations calculées
pour chaque sondage correspondant :
Tableau 14 Modèle géotechnique pour la culée C0 - sondage SCP-1
SCP-1 - Culée C0
Couche Zbase (m) Pf* (MPa) Pl* (MPa) Em (MPa) Nature F62T5 Em/Pl* α
Marne superficielle 6.8 0.34 0.48 4.9 Argile A 10.2 0.67
Marne moyennement compacte 11.3 0.89 1.28 14.0 Argile B 11.0 0.67
Marne compacte 15.8 1.67 2.30 38.5 Argile C 16.8 1.00
Marne très compacte 23.5 2.45 3.65 126.9 Argile C 34.7 1.00
Tableau 15 Modèle géotechnique pour la pile P2, sondage SCP-2
SCP2 - Pile P1
Couche Zbase (m) Pf* (MPa) Pl* (MPa) Em (MPa) Nature F62T5 Em/Pl* α
Marne superficielle 3.8 0.38 0.67 5.8 Argile A 8.6 0.50
Marne moyennement compacte 9.8 0.73 1.12 16.6 Argile B 14.8 0.67
Marne compacte 24.8 1.54 2.41 30.0 Argile C 12.5 0.67
Marne très compacte 30.5 2.51 3.80 91.5 Argile C 24.1 1.00
Tableau 16 Modèle géotechnique pour la pile P2, sondage SCP-3
SCP3 - Pile P2
Couche Zbase (m) Pf* (MPa) Pl* (MPa) Em (MPa) Nature F62T5 Em/Pl* α
Marne superficielle 3.8 0.64 1.04 12.8 Argile A 12.2 0.67
Marne moyennement compacte 6.8 0.91 1.47 29.4 Argile B 20.0 1.00
Marne compacte 20.3 1.48 2.40 27.8 Argile C 11.6 0.67
Marne très compacte 26.0 2.69 4.06 96.4 Argile C 23.8 1.00
41. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
40
Tableau 17 Modèle géotechnique pour la Pile P3 - sondage SCP-4
SCP4 - Pile P3
Couche Zbase (m) Pf* (MPa) Pl* (MPa) Em (MPa) Nature F62T5 Em/Pl* α
Marne superficielle 6.8 0.32 0.44 5.1 Argile A 11.6 0.67
Marne moyennement compacte 9.8 0.75 1.08 15.0 Argile A 13.9 0.67
Marne compacte 15.8 1.68 2.38 36.0 Argile C 15.2 0.67
Marne très compacte 21.5 2.85 4.06 150.4 Argile C 37.0 1.00
Tableau 18 Modèle géotechnique pour la Culée C4 - sondage SCP-5
SCP5 - Culée C4
Couche Zbase (m) Pf* (MPa) Pl* (MPa) Em (MPa) Nature F62T5 Em/Pl* α
Marne superficielle 6.8 0.31 0.43 4.9 Argile A 11.2 0.67
Marne moyennement compacte 11.3 0.78 1.17 14.3 Argile B 12.2 0.67
Marne compacte 17.3 1.99 2.77 36.5 Argile C 13.2 0.67
Marne très compacte 23.5 2.66 3.93 147.3 Argile C 37.5 1.00
Tous calculs faits, les résultats obtenus en termes d’efforts limites sont synthétisés
dans les tableaux suivants :
Tableau 19 Efforts limites calculés pour la culée C0 (sondage SCP-1)
Diamètre
pieu
Longueur
pieu
Q-
Fluage
Q-ELS-
QP
Q-ELS –
RARE
Q-ELU-
FOND
Q-ELU-
ACC
0.8 m 12.7 m 1447 kN 1038 kN 1312 kN 1772 kN 2072 kN
1.0 m 13.3 m 2096 kN 1504 kN 1900 kN 2602 kN 3042 kN
1.2 m 13.9 m 3233 kN 2321 kN 2926 kN 4116 kN 4811 kN
Tableau 20 Efforts limites calculés pour la pile P1 (sondage SCP-2)
Diamètre
pieu
Longueur
pieu
Q-Fluage Q-ELS-
QP
Q-ELS –
RARE
Q-ELU-
FOND
Q-ELU-
ACC
0.8 m 11.2 m 1486 kN 1066 kN 1348 kN 1827 kN 2136 kN
1.0 m 11.8 m 2157 kN 1548 kN 1954 kN 2687 kN 3141 kN
1.2 m 12.4 m 2947 kN 2115 kN 2669 kN 3708 kN 4334 kN
42. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
41
Tableau 21 Efforts limites calculés pour la pile P2 (sondage SCP-3)
Diamètre
pieu
Longueur
pieu
Q-
Fluage
Q-ELS-
QP
Q-ELS –
RARE
Q-ELU-
FOND
Q-ELU-
ACC
0.8 m 8.2 m 1341 kN 963 kN 1215 kN 1677 kN 1962 kN
1.0 m 8.8 m 1975 kN 1417 kN 1788 kN 2500 kN 2922 kN
1.2 m 9.4 m 2727 kN 1958 kN 2468 kN 3482 kN 4070 kN
Tableau 22 Efforts limites calculés pour la Pile P3 (sondage SCP-4)
Diamètre
pieu
Longueur
pieu
Q-
Fluage
Q-ELS-
QP
Q-ELS –
RARE
Q-ELU-
FOND
Q-ELU-
ACC
0.8 m 11.2 m 1343 kN 964 kN 1217 kN 1677 kN 1961 kN
1.0 m 11.8 m 1974 kN 1417 kN 1788 kN 2495 kN 2917 kN
1.2 m 12.4 m 2724 kN 1956 kN 2466 kN 3473 kN 4060 kN
Tableau 23 Efforts limites calculés pour la Culée C4 (sondage SCP-5)
Diamètre
pieu
Longueur
pieu
Q-
Fluage
Q-ELS-
QP
Q-ELS –
RARE
Q-ELU-
FOND
Q-ELU-
ACC
0.8 m 12.7 m 1573 kN 1129 kN 1426 kN 1963 kN 2295 kN
1.0 m 13.3 m 2302 kN 1653 kN 2085 kN 2909 kN 3401 kN
1.2 m 13.9 m 3166 kN 2273 kN 2865 kN 4037 kN 4719 kN
Il est à noter que les formations en place étant de nature argileuse et compressible, la
mise en place des remblais générera des tassements de consolidation à leur niveau.
Ceci engendrera des efforts parasites dans les pieux (frottement négatif) qui
augmenteront la charge axiale. De plus, la mise en place d’un remblai entrainera aussi
des déplacements horizontaux dont l’effet devra être vérifié (réaction frontale des
pieux).
43. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
42
V.1.2 Calcul des tassements
a. Approche de calcul
Le tassement d’un pieu isolé peut être calculé moyennant une loi de mobilisation du
frottement en fonction du déplacement vertical s τ(s) pour chaque section du pieu ainsi
qu’une loi de mobilisation de la contrainte en pointe q(sb) en fonction du déplacement
verticale sb (méthode des fonctions de transfert de charge t-z). Les lois utilisées pour
ce faire est celles de Frank et Zhao (1982) basées sur les résultats pressiométriques :
Figure 9 Loi t-z non linéaire de Frank et Zhao
(frottement latéral)
Figure 10 Loi t-z non linéaire de Frank et Zhao
(contrainte en pointe)
Avec :
qs : le frottement unitaire limite déterminé précédemment (courbes de la Figure 8 et
Tableau 12) ;
qb : la charge limite en pointe déterminée précédemment (Voir paragraphe V.1.1a) ;
kt et kq : paramètres dépendant de la section du pieu et du sol encaissant :
- Pour des pieux forés et battus de section circulaire de diamètre B dans des
sols fins :
𝑘 = 2.0
𝐸
𝐵
𝑒𝑡 𝑘 = 11.0
𝐸
𝐵
- Pour des pieux forés et battus de section circulaire de diamètre B dans des
sols granulaires :
𝑘 = 0.8
𝐸
𝐵
𝑒𝑡 𝑘 = 4.8
𝐸
𝐵
L’équilibre local axial du pieu donne l’équation différentielle suivante :
44. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
43
𝐸 𝐴
𝑑 𝑠
𝑑𝑧
− 𝑃. 𝜏(𝑠) = 0
Avec 𝐸 le module d’Young du pieu, 𝐴 l’aire de sa section et 𝑃 le périmètre du pieu.
𝜏(𝑠) suit pour rappel la loi de mobilisation du frottement latéral en fonction du
tassement (Figure 9).
L’équation différentielle précédente admet les conditions aux limites suivantes :
- La section d’application de l’effort F en tête du pieu (z=0) :
𝑑𝑠
𝑑𝑧
(𝑧 = 0) =
𝐹
𝐸 𝐴
- L’effort en pointe qui suit la loi de la Figure 10 :
𝑑𝑠
𝑑𝑧
(𝑧 = 𝐷) =
𝐴 . 𝑞(𝑠 )
𝐸 𝐴
L’équation différentielle peut être résolue numériquement avec les conditions aux
limites. Pour la présente étude, le module TASPIE du logiciel FOXTA a été utilisé pour
ce faire.
b. Estimation des tassements
Les calculs ont été menés pour les pieux de diamètre 0.8 m, 1.0 et 1.2 m chargé à la
l’ELS Quasi Permanent (voir Tableau 19).
Tableau 24 Valeurs des tassements calculés à l’ELS QP, Module Taspie de Foxta
Appui Diamètre pieu (m) Q-ELS QP (kN) Tassement (mm)
Culée C0
SCP-1
0.8 1038 1.5
1.0 1504 1.8
1.2 2321 2.5
Pile P1
SCP-2
0.8 1066 1.5
1.0 1548 1.9
1.2 2115 2.4
Pile P2
SCP-3
0.8 963 1.5
1.0 1417 1.9
1.2 1958 2.4
Pile P3 0.8 964 1.5
45. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
44
Appui Diamètre pieu (m) Q-ELS QP (kN) Tassement (mm)
SCP-4 1.0 1417 1.8
1.2 1956 2.2
Culée C4
SCP-5
0.8 1129 1.7
1.0 1653 2.1
1.2 2273 2.5
Les valeurs précédentes montrent que l’amplitude des tassements reste faible et
inférieure à 2.5mm. De plus, l’examen de l’évolution du frottement sol/pieu le long de
ce dernier montre que les frottements mobilisés restent inférieurs à leur valeurs limites
pour toutes les profondeurs de calcul et pour le chargement à l’ELS QP.
V.1.3 Frottement négatif
Les essais œdométriques ont montré que les marnes du site sont moyennement
compressibles. Les essais pressiométriques ont montré qu’elles sont dotées d’un
module pressiométrique moyen à faible sur une épaisseur importante. Ainsi, la mise
en place des remblais d’accès et contigüe générera des tassements du sol d’assise.
Ceci engendrera des efforts parasites sur les pieux dont il faudra tenir compte dans
leur dimensionnement.
L’effort provenant des frottements négatifs sur les pieux peut être estimé soit par un
modèle numérique (module TASNEG) de FOXTA, soit par une approche simplifiée en
considérant le frottement négatif maximal :
𝐺 = 𝑃. 𝑞 (𝑧) 𝑑𝑧
Où :
P : le périmètre du pieux ;
D : L’épaisseur du sol compressible ;
H : l’épaisseur du remblai éventuel sus-jacent ;
𝑞 (𝑧) : le frottement négatif unitaire limite qui peut être évalué à partir de la formule
suivante selon la norme NF P 94-262 :
𝑞 (𝑧) = (𝐾. 𝑡𝑎𝑛 𝛿). 𝜎 (𝑧)
46. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
45
Le coefficient 𝐾. 𝑡𝑎𝑛 𝛿 dépend du type de sol et du type de pieu.
Le tableau suivant présente la valeur de ce coefficient en fonction du type de pieux
retenu et pour les marnes du site :
Tableau 25 Coefficient à retenir pour l'évaluation du frottement négatif
Pieux forés tubés Pieux forés Pieux battus
K.tanδ 0.15 0.20 0.30
V.1.4 Réaction frontale
La mise en place du remblai d’accès générera des déplacements horizontaux g(z) qui
mobiliseront la réaction frontale du pieux r = f(y). Selon le fascicule 62 titre V, cette loi
est donnée par :
- Un segment de droite qui passe par l’origine et de pente Kf (module de réaction
frontale) ;
- Un palier rf.
Les tableaux suivants présentent pour chaque formation et pour chaque modèle
géotechnique de l’appui le module de réaction frontale Kf conformément au fascicule
62 titre V :
Tableau 26 Coefficient de réaction frontale - sondage SCP-1 Culée C0
SCP-1 - Culée C0 Kf (MPa/m)
Couche Zbase (m) Pf* (MPa) Pl* (MPa) Em (MPa) α B=0.8m B=1.0m B=1.2m
Marne superficielle 6.8 0.34 0.48 4.9 0.67 19.6 20.7 21.7
Marne moyennement compacte 11.3 0.89 1.28 14.0 0.67 56.1 59.4 62.2
Marne compacte 15.8 1.67 2.30 38.5 1.00 101.9 101.9 101.9
Marne très compacte 23.5 2.45 3.65 126.9 1.00 335.9 335.9 335.9
Tableau 27 Coefficient de réaction frontale - sondage SCP-2 Pile P1
SCP2 - Pile P1 Kf (MPa/m)
Couche Zbase (m) Pf* (MPa) Pl* (MPa) Em (MPa) α B=0.8m B=1.0m B=1.2m
Marne superficielle 3.8 0.38 0.67 5.8 0.50 29.1 31.8 34.1
Marne moyennement compacte 9.8 0.73 1.12 16.6 0.67 66.6 70.5 73.8
Marne compacte 24.8 1.54 2.41 30.0 0.67 120.1 127.2 133.1
Marne très compacte 30.5 2.51 3.80 91.5 1.00 242.2 242.2 242.2
48. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
47
VI. AFFOUILLEMENT
Le lit de l’oued a été investigué moyennant la réalisation de 2 Tranchée TR1 et TR2
implantés respectivement côté amont et aval de l’ouvrage d’art relativement au sens
de l’écoulement du canal (Figure 4). Le tableau suivant présente la lithologie
constatée :
Tableau 31 Lithologie constatée au niveau des sondages manuels
Sondage Formation Profondeur
TR1
(amont)
Marne verdâtre 0.0 à -5.0 m/TN
TR2
(aval)
Marne verdâtre 0.0 à -5.0 m/TN
Il est à noter que les couches présentes au niveau du lit du cours d’eau présentent une
granulométrie fine. En particulier, les alluvions n’ont pas été relevés.
VI.1 Essais au laboratoire
Des prélèvements ont été effectués des marnes relevées au niveau des sondages à
la pelle pour subir des essais d’identification physique. Les données recueillis
permettent d’estimer la profondeur affouillable. Les résultats obtenus sont les
suivants :
- Classe granulaire 0/2 mm ;
- D50 < 0.063 mm ;
- D90 : 0.3 à 0.4 mm .
La classe granulaire et les diamètres caractéristiques D50 et D90 montrent qu’il s’agit
d’un sol fin. En effet, la proportion des fines < 0.08mm est de 72 et 86%. De plus, WL
varie entre 52 et 59%, et IP varie entre 26 et 29%.Ceci montre qu’il s’agit d’une
formation fine fortement plastique. La formation se classe en A3 selon GMTR et en
« At : argile très plastique » selon LPC. Les dépôts dans le lit du canal sont donc fins
et sont cohérents avec la position du projet relativement au cours d’eau (très en aval,
proche de la confluence avec oued Sbou).
49. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
48
VI.2 Affouillement
Deux types d’affouillement sont à distinguer : Affouillement généralisé et affouillement
localisé. Ces affouillements seront discutés dans ce qui suit.
VI.2.1 Affouillement généralisé
Le transport des matériaux lors des crues des oueds provoque un abaissement du
niveau du lit. Ainsi, le profil en long de l’oued s’abaisse progressivement avec la
succession des crues. L’affouillement généralisé prédomine au niveau de l’amont de
l’oued où les pentes sont importantes. Au fur et à mesure qu’on s’éloigne de l’amont,
la pente du lit, le débit liquide et le débit solide rentrent en équilibre (absence
d’affouillement) et ce jusqu’à l’estuaire. A cet endroit, la section du lit de l’oued
augmente, le tirant d’eau diminue, la pente baisse et le dépôt des matériaux charriés
par l’oued prédomine.
Plusieurs équations sont usuellement utilisées pour estimer la profondeur affouillable
pour le cas d’affouillement généralisé. Nous en citons les deux équations suivantes :
Formule de LPEE :
𝐻 = 0.217 ×
𝑄
𝐿
/
(𝑑 ) /
Formule de Levi :
𝐻 = 0.234
𝑄
𝐿
/
(𝑑 ) /
Avec :
𝑄 : Débit centennal du cours d’eau exprimé en m3/s ;
𝐿 : Largeur du lit majeur de l’oued exprimé en m ;
𝑑 : Diamètre moyen du tamis laissant passer 50% des éléments du matériau du lit
de l’oued, ici variant inférieur à 0.063mm.
Notons que la hauteur du tirant d’eau Heau devra être déduite de la hauteur H
précédente pour estimer la profondeur affouillable. La hauteur du tirant d’eau est reliée
au débit centennal Q100 avec la formule de Maning-Strickler :
𝑄 = 𝐾. 𝑆. 𝑅 . 𝑖
50. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
49
Où :
K : coefficient de rugosité du lit, égal à 37 selon la formule de Strickler ;
S : la section mouillée ;
R : le rayon hydraulique ;
i : pente du tronçon du cours d’eau.
VI.2.2 Affouillement localisé
Cet affouillement se manifeste autour d’un obstacle à l’écoulement de l’eau. Les
obstacles sont typiquement :
o Les piles d’un ouvrage d’art au milieu du lit d’un oued : le contact de l’eau
avec la pile provoque des courants tourbillonnaires qui aspirent les
matériaux à l’amont de la pile. Ces matériaux seront déposés par la suite
derrière celle-ci ;
o Effet venturi : La diminution de la section d’écoulement de l’eau par
l’ouvrage d’art donnera lieu à une augmentation de l’action mécanique
de l’eau ;
o Les seuils : A l’aval d’un seuil, les courants tourbillonnaires tendent à
affouiller le sol à ce niveau ;
o Sapement des berges : au niveau d’une courbe d’un cours d’eau, l’eau
a un dévers qui provoque un courant hélicoïdal : Une composante du
courant au niveau de la berge concave est dirigée en direction du fond
qu’il creuse (sapement, courant (a) de la Figure 11) ; et une deuxième
composante qui remblaie la berge convexe (courant (b) de la Figure 11).
L’érosion de la berge concave est d’autant plus importante que l’angle
de la direction de l‘écoulement d’eau relativement à la berge est grand.
La vue satellitaire du canal montre qu’il est linéaire et qu’il ne présente
pas une courbure au niveau de l’ouvrage projeté (Figure 4). Ainsi, ce
type d’affouillement n’aura pas lieu ;
51. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
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Figure 11 Courants hélicoïdaux au niveau d'un coude d'un cours d'eau
52. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
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VII. SISMICITE REGIONALE
VII.1 Accélération maximale du sol
Selon les cartes des zones d’accélérations maximales au sol et des zones de vitesses
maximales au sol, la zone du projet se trouve en :
- Zone 2 d’accélération maximale au sol
- Zone 2 des vitesses maximales au sol
Dans ce contexte, le coefficient de vitesse correspondant à une probabilité de 10% en
50 ans est de :
V= 0.10 m/s
VII.2 Coefficient d’influence
L’intensité avec laquelle un séisme est ressenti en un lieu dépend de la nature du sol
traversé par l’onde sismique et des conditions géotechnique locales. Dans notre cas,
le site étudié est caractérisé par un sol meuble d’une épaisseur supérieure à 15m et
de sols mous d’une épaisseur inférieur à 10m, ce qui le classe en site type S3. Le
coefficient d’influence correspondant est de 1.4
VII.3 Facteur d’amplification dynamique D
Le site étudié se caractérise par un rapport des zones Za/Zv égal à 1. Ainsi pour les
différents cas de période T :
T ≤ 0.25 D=2.5
0.25 < T < 0.5 D=-2.4T + 3.1
T ≥ 0.5 D=1.20/(T)2/3
Za : Valeur de l’accélération selon le zonage
Zv : Valeur de la vitesse selon le zonage
53. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
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VIII. RISQUE DE LIQUEFACTION
Il est à noter que les formations au niveau du site sont des marnes de granulométrie
fine et avec une plasticité moyenne à importante.
Selon le RPS 2000 version 2011, les sols susceptibles de se liquéfier présentent les
caractéristiques suivantes :
- Sables et limons :
o Sr = 100% ;
o Coefficient d’uniformité Cu < 15 ;
o Diamètre D50 entre 0.05 et 1.5 mm ;
- Sols argileux fins avec :
o Diamètre D15 > 0.005 m ;
o Limite de liquidité LL < 35% ;
o Teneur en eau naturelle wn > 0.9LL ;
o Indice de liquidité < 0.75.
Les marnes au niveau du site présentent une proportion des fines < 80µm entre 70 et
92%, une limite de liquidité entre 40 et 59%, un indice de plasticité entre 21 et 2%, et
se classent en A2/A3 selon GMTR et en At-Ap/At selon la classification LPC. Ainsi,
ces marnes se classent dans la catégorie sols argileux fins. Toutes les limites e
liquidité sont supérieures à 35%, si bien que ce critère n’est pas respecté. De plus, les
teneurs en eau naturelle mesurées sont toutes inférieures à 0.9 fois la limite de
liquidité. Dans ce contexte, le risque de liquéfaction est à écarter selon les critères
définis par le RPS 2000 version 2011.
Il est à noter aussi que selon la norme NF EN 1998-5 (Eurocode 8 – partie 5), le risque
de liquéfaction peut être négligé si α.S < 0.15 et si la proportion de l’argile est
supérieure à 20% et l’indice de plasticité est supérieur à 10. Pour le cas du site, le
rapport de l’accélération sismique α est de 0.1 (zone 2). Le coefficient du site S est de
1.4, si bien que le produit α.S vaut 0.14, ce qui est inférieur à 0.15. Toutes les
formations du site présentent une proportion d’argile supérieure à 70% et un indice de
plasticité supérieur à 21%. Ainsi, le risque de liquéfaction peut être négligé
conformément à la norme NF EN 1998-5.
54. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
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IX. PROPOSITION DE LA STRUCTURE DE CHAUSSEE
Le dimensionnement de la structure de chaussée au niveau des remblais contigus à
l’ouvrage projeté sera comme suit :
Hypothèses de calcul
o Classe de trafic : Le trafic pris en considération pour le dimensionnement
de la structure est de TPL4. Ce trafic devra être confirmé par la suite lors
de l’étude d’exécution ;
o Niveau de portance : L’assise du corps de chaussée sera constituée par
des remblais compactés par couches successives de 20cm à 95% de
l’OPM et admettant un CBR supérieur à 10 soit une classe de portance
P2.
o Climat : Le climat est semi-humide au niveau de la zone étudiée
o Stabilité : La stabilité de l’assise de la chaussée devra être assurée à
travers celle des remblais contigus (cf recommandations).
Structure du corps de chaussée
En se basant sur les hypothèses retenues, la structure de corps de chaussée sera
comme suit :
Variante Structure de chaussée Accotement
1 25GNF1+8GBB+5EB 25GNF1+13MSII
2 15GNF2+15GNF1+8GBB+5EB 15GNF2+15GNF1+13MSII
NB : Il est à noter que si la plateforme du corps de chaussée sera constituée par
le terrain naturel (Marne verdâtre) ayant donné lieu à des indices CBR de 7 et 8
qui correspondent à une classe de portance P1, il est nécessaire de prévoir une
couche anti contaminante et une couche de forme 10AC+25F1 avant de mettre
en place les structures de corps de chaussée proposées.
55. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
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Recommandations
Afin d’assurer le bon comportement mécanique de la chaussée, il est fortement
recommandé à l’occasion des travaux projetés de :
o S’assurer de la qualité des matériaux utilisés pour la réalisation des
remblais ainsi que de leur niveau de compactage ;
o Contrôler la qualité des travaux de mise en place de la structure
proposée et appliquer des dévers normalisés assurant l’évacuation des
eaux superficielles ;
o Prévoir des accotements avec des largeurs normalisées ;
o Prévoir une largeur d’emprise des remblais suffisante pour assurer la
stabilité de la route projetée (le dimensionnement devra être réalisé par
un BET agréé) ;
o Adopter des pentes compatibles avec la nature des matériaux utilisés et
permettant d’assurer la stabilité des talus ;
o Protéger les remblais contre l’écoulement des eaux de crue par la mise
en place d’ouvrages de protection (mur en béton, enrochements,
gabions…). Pour les ouvrages en pierres il y aura lieu d’intercaler un
géotextile afin d’éviter la migration des fines ;
o Concevoir un système de drainage fonctionnel et adéquat afin de se
prémunir contre les effets du ruissellement des eaux pluviales
(ravinement).
56. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
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X. SYNTHESE ET DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
L’investigation géotechnique a montré globalement la présence de faciès marneux au
niveau du site. Les sondages montré une lithologie globalement similaire, avec la
présence de marnes dont les caractéristiques pressiométriques s’améliorent avec la
profondeur.
Les essais au laboratoire ont montré que les formations sont de nature argilo-
marneuse. Elles présentent une proportion importante de fines <80µm et une plasticité
moyenne à élevée. Elles se classent en A2 ou A3 selon la classification GMTR et en
«At-Ap : Argile moyennement plastique » et « At : Argile très plastique » selon la
classification LPC.
Les mesures de poids volumique à l’état sec montrent que les formations marneuses
sont compactes, avec des poids volumiques secs entre 17.3 et 19.6 kN/m3. Les
résultats des essais de cisaillement montrent que les marnes présentent des
caractéristiques moyennes, avec une cohésion drainée moyenne de 39kPa et un angle
de frottement interne drainé moyen de 18°. Les essais œdométriques montrent que
les formations marneuses sont moyennement compressibles (Cc entre 0.12 et 0.15)
et sont assez expansives (Cs entre 0.040 et 0.058). De plus, la pression de gonflement
atteint varie entre 210 et 320 kPa, ce qui est relativement important.
Les modèles géotechniques pour le calcul des fondations sont donnés dans les
tableaux suivants :
Tableau 32 Modèle géotechnique pour la culée C0 - sondage SCP-1
SCP-1 - Culée C0
Couche Zbase (m) Pf* (MPa) Pl* (MPa) Em (MPa) Nature F62T5 Em/Pl* α
Marne superficielle 6.8 0.34 0.48 4.9 Argile A 10.2 0.67
Marne moyennement compacte 11.3 0.89 1.28 14.0 Argile B 11.0 0.67
Marne compacte 15.8 1.67 2.30 38.5 Argile C 16.8 1.00
Marne très compacte 23.5 2.45 3.65 126.9 Argile C 34.7 1.00
57. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
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Tableau 33 Modèle géotechnique pour la pile P2, sondage SCP-2
SCP2 - Pile P1
Couche Zbase (m) Pf* (MPa) Pl* (MPa) Em (MPa) Nature F62T5 Em/Pl* α
Marne superficielle 3.8 0.38 0.67 5.8 Argile A 8.6 0.50
Marne moyennement compacte 9.8 0.73 1.12 16.6 Argile B 14.8 0.67
Marne compacte 24.8 1.54 2.41 30.0 Argile C 12.5 0.67
Marne très compacte 30.5 2.51 3.80 91.5 Argile C 24.1 1.00
Tableau 34 Modèle géotechnique pour la pile P2, sondage SCP-3
SCP3 - Pile P2
Couche Zbase (m) Pf* (MPa) Pl* (MPa) Em (MPa) Nature F62T5 Em/Pl* α
Marne superficielle 3.8 0.64 1.04 12.8 Argile A 12.2 0.67
Marne moyennement compacte 6.8 0.91 1.47 29.4 Argile B 20.0 1.00
Marne compacte 20.3 1.48 2.40 27.8 Argile C 11.6 0.67
Marne très compacte 26.0 2.69 4.06 96.4 Argile C 23.8 1.00
Tableau 35 Modèle géotechnique pour la Pile P3 - sondage SCP-4
SCP4 - Pile P3
Couche Zbase (m) Pf* (MPa) Pl* (MPa) Em (MPa) Nature F62T5 Em/Pl* α
Marne superficielle 6.8 0.32 0.44 5.1 Argile A 11.6 0.67
Marne moyennement compacte 9.8 0.75 1.08 15.0 Argile A 13.9 0.67
Marne compacte 15.8 1.68 2.38 36.0 Argile C 15.2 0.67
Marne très compacte 21.5 2.85 4.06 150.4 Argile C 37.0 1.00
Tableau 36 Modèle géotechnique pour la Culée C4 - sondage SCP-5
SCP5 - Culée C4
Couche Zbase (m) Pf* (MPa) Pl* (MPa) Em (MPa) Nature F62T5 Em/Pl* α
Marne superficielle 6.8 0.31 0.43 4.9 Argile A 11.2 0.67
Marne moyennement compacte 11.3 0.78 1.17 14.3 Argile B 12.2 0.67
Marne compacte 17.3 1.99 2.77 36.5 Argile C 13.2 0.67
Marne très compacte 23.5 2.66 3.93 147.3 Argile C 37.5 1.00
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Le tableau suivant synthétise les capacités portantes évaluées pour les appuis de
l’ouvrage d’art projeté :
Tableau 37 Synthèse du système de fondations de l'ouvrage d'art
Elément Sondage Fondation Lpieux
Formation
d’ancrage
QELS-
QP
Tassement
(mm)
Culée
C0
SCP-1
Pieu
B=0.8m 12.7m
Marne
compacte
1038kN 1.5
B=1.0m 13.3m 1504kN 1.8
B=1.2m 13.9m 2321kN 2.5
Pile P1 SCP-2
B=0.8m 11.2m 1066kN 1.5
B=1.0m 11.8m 1548kN 1.9
B=1.2m 12.4m 2115kN 2.4
Pile P2 SCP-3
B=0.8m 8.2m 963kN 1.5
B=1.0m 8.8m 1417kN 1.9
B=1.2m 9.4m 1958kN 2.4
Pile P3 SCP-4
B=0.8m 11.2m 964kN 1.5
B=1.0m 11.8m 1417kN 1.8
B=1.2m 12.4m 1956kN 2.2
Culée
C4
SCP-5
B=0.8m 12.7m 1129kN 1.7
B=1.0m 13.3m 1653kN 2.1
B=1.2m 13.9m 2273kN 2.5
En considérant l’ensemble des éléments précédents et les constats visuels sur site ; il
y aura lieu de tenir compte des recommandations suivantes :
- Lors de la conception des fondations profondes, il y aura lieu de considérer pour
chaque appui le modèle géotechnique correspondant au sondage le plus proche.
Si le sondage est excessivement éloigné, il y aura lieu de procéder à des sondages
complémentaires étant donné la variabilité spatiale des caractéristiques
pressiométriques ;
- Les calculs pour les fondations doivent tenir compte des efforts parasites sur les
pieux provenant de la mise en place des remblais d’accès, à savoir les
déplacement horizontaux (réaction frontale) et les frottements négatifs. Les
paramètres pour le dimensionnement sont donnés dans les paragraphes V.1.3 et
V.1.4 ;
59. L3E – Laboratoire d’Expertises d’Etudes et d’Essais
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- Les caisses des matériaux extraits à partir des forages des pieux (cuttings) devront
être réceptionnées par un laboratoire agréé lors des travaux d’exécution afin de
s’assurer de l’homogénéité de la lithologie au niveau du site ;
- Afin d’éviter l’effet de groupe, l’espacement entre axes des pieux devra être au
minimum de 3 fois leur diamètre
- Le risque de liquéfaction est à écarter selon le RPS 2000 et la norme NF EN 1998-
5 (Eurocode 8 – partie 5) ;
- S’assurer de la qualité des matériaux utilisés pour la réalisation des remblais ainsi
que de leur niveau de compactage ;
- Contrôler la qualité des travaux de mise en place de la structure du corps de
chaussée proposée et appliquer des dévers normalisés assurant l’évacuation
des eaux superficielles ;
- Prévoir des accotements avec des largeurs normalisées ;
- Prévoir une largeur d’emprise des remblais suffisante pour assurer la stabilité
de la route projetée (le dimensionnement devra être effectué par un BET
agréé) ;
- Adopter des pentes compatibles avec la nature des matériaux utilisés et
permettant d’assurer la stabilité des talus ;
- Protéger les remblais contre l’écoulement des eaux de crue par la mise en place
d’ouvrages de protection (mur en béton, enrochements, gabions). Les ouvrages
de soutènement de type murs en bétons ou les gabions devront avoir un
ancrage en-dessous de la profondeur affouillable. Leur assise devra être aussi
protégée contre les affouillements localisés moyennement des enrochements.
Pour les gabions, il est recommandé lieu de protéger leur surface supérieure
par une chappe en béton. Pour les ouvrages en pierres il y aura lieu d’intercaler
un géotextile afin d’éviter la migration des fines ;
- Concevoir un système de drainage fonctionnel et adéquat afin de se prémunir
contre les effets du ruissellement des eaux pluviales (ravinement)
Le L3E reste à votre disposition pour tout complément d’information.
L’ingénieur chargé du dossier
Y.AYEB