Recherche de corrélations entre essais au pressiomètre et au pénétromètre dynamique de type B

VII- VERIFICATION DU PENETROMETRE DYNAMIQUE DE TYPE B

Le but de ce travail est de vérifier la conformité des pénétromètres dynamiques actuellement utilisés par l'agence vis-à-vis de la norme NF P 94-115.

7.1- Présentation du pénétromètre étudié

Figure 14 : Pénétromètre dynamique GEOTOOL

Il s'agit en fait de faire des mesures géométriques et des pesées sur les pièces afin de voir si celles- ci ont les formes géométriques et masses compatibles à la norme. Les éléments sur lesquels porte cette vérification sont les suivants : le mouton, l'enclume, la tige et la pointe. Il faut noter que le mouton et l'enclume font partie intégrante du pénétromètre, alors que la tige et la pointe sont des parties indépendantes.

7.2- Présentation de la norme NF P 94-115

Les caractéristiques géométriques et massiques du pénétromètre sont détaillées dans la norme NF P-94 115 présentée dans la partie Annexes (voir annexe 1).

7.3- Démontage et pesée des pièces du pénétromètre :

· Le mouton

Il est constitué de trois masses M1, M2 et M3 qui sont reliées entre elles à l'aide des boulons.

· L'enclume :

Il est constitué d'une tige et d'un guidage solidarisé. A cela il faut également ajouter la cage de protection qui apporte un poids supplémentaire au système mobile.

· Le guidage :

· La tige : le martyre

· La cage de protection :

Les éléments indépendants :

Les éléments indépendants sont des pièces qui sont ajoutées lors de la réalisation de l'essai.Il s'agit de la pointe, la tige et le martyre.

· La pointe :

7.4- Séquence de démontage :

7.5- Résultat de l'analyse

Tableau récapitulatif de l'analyse du pénétromètre

Cette analyse nous montre que certains éléments du pénétromètre ne sont pas conformes à la norme NF P 94-115 (contrairement aux données du constructeur)

7.6- Influence des écarts sur les résultats des essais pénétromètriques à partir des données du constructeur et les données réelles du pénétromètre :

Pour faire une comparaison des résultats, des courbes ont été tracés pour des nombres de coups allant de 1 à 5 pour un enfoncement de 20 cm avec d'une part les données programmées dans le logiciel (données constructeur) et d'autre part les données réelles du pénétromètre. Ces tracés sont groupés sans décalage altimétrique en fonction du nombre de coups pour un enfoncement de 20 cm de la tige. Il ressort une différence entre les résistances de pointe Rd calculées aux résultats plus grands à partir des données du constructeur .Cette différence est proportionnelle au nombre de coups pour un enfoncement de 20 cm. En effet plus le nombre de coups est important plus l'écart entre les deux tracés devient grand. Mais cet écart diminue progressivement en fonction de la profondeur de l'essai. Cela s'explique du fait que le poids des tiges intervient de façon croissante dans le calcul de Rd.

Constructeur

Mesurée

Figure 16 : enfoncement de 20 cm pour 1 coup

Mesurée

Constructeur

Figure 17 : enfoncement de 20 cm pour 2 coups

Mesurée

Constructeur

Figure 18 : enfoncement de 20 cm pour 3 coups

Figure 19 : enfoncement de 20 cm pour 4 coups

Constructeur

Mesurée

Figure 20 : enfoncement de 20 cm pour 5 coups

7.7- Recommandations pour mise à la norme:

- Augmenter légèrement la masse du mouton

- revoir la forme géométrique du mouton - alléger le poids de l'enclume

VIII- RECHERCHE DE CORRELATIONS ENTRE ESSAIS AU PRESSIOMETRE ET AU PENETROMETRE DYNAMIQUE DE TYPE B :

La seconde partie de mon stage est consacrée à la recherche d'une corrélation entre les essais pressiométriques et de pénétration dynamique type B. Ces essais sont réalisés dans la région de Haute Normandie.

8.1- Contexte géologique de la zone d'étude :

Le contexte géologique de cette région se compose généralement comme suit :

En fond de vallées

- Alluvions récentes (argiles, limons et tourbes)

Sur les plateaux

- limons éoliens

- formation argileuse et limoneuse résiduelles à silex

- craie et/ou craie à silex

Figure 21 : Exemple de formation géologique de la Normandie
31

8.2- Echantillonnage de l'étude :

Pour réaliser cette recherche nous avons pris un échantillonnage de 19 chantiers sur lesquels des essais pressiométriques et de pénétration dynamique de type B ont été réalisés côte à côte, cela pour réduire les possibilités de changement lithologique et mécanique entre les 2 sondages.

Pour chaque essai au pressiométre, la Rd calculée à la même profondeur de l'essai au droit des pénétromètres proches a été recalculée avec les nouvelles données machines et comparées au module pressiométrique Em et à la pression limite Pl* mesurés.

Figure 22 : Exemple d'un plan d'implantation des sondages

Exemple de sondages voisins

8.3- Données globales de l'étude : Voir annexe2

8.4- Synthèse par type de sol :
· Grave

0 1 2 3 4 5 6

30

25

20

15

10

5

0

Série1

Rd (MPa)

Il est difficile de tirer une corrélation entre Em et Rd parce que l'échantillonnage est très restreint.

0 1 2 3 4 5 6

3

2.5

2

1 .5

1

0.5

0

Série1

Rd (MPa)

Il est difficile de tirer une corrélation entre Pl* et Rd parce que l'échantillonnage est très restreint.

· Craie

Craie

	70 60 50 40 30 20 10 0

0 5 10 15

Rd (MPa)

Série1

Il est difficile de tirer une corrélation entre Em et Rd parce que l'échantillonnage est très restreint. On note cependant une forte variation des Rd mesurées pour une plage réduite de Em. Pour 4< Rd < 15 MPa. la plupart des Em sont comprises entre 12 et 25 MPa.

Craie

6 5 4 3 2 1 0

0 5 10 15

Rd (MPa)

Série1

Il est difficile de tirer une corrélation entre Pl* et Rd parce que l'échantillon est très restreint. Pour 4 < Rd < 13 MPa on a 1.2 < Pl* < 2.7 MPa.

· Limon

Limon

0 5 10 15

Rd (MPa)

20

15

10

5

0

aubevoye

les andelys le neubourg bourtheroulde

On constate une forte dispersion des valeurs extrêmes, la plupart des valeurs s'organisent selon le nuage de points suivant : Rd faibles pour 2 = Em = 6 MPa.

Limon

0.8

0.6

0.4

0.2

1.6

1.4

1.2

0

1

0 5 10 15

Rd (MPa)

aubevoye

les andelys le neubourg bourtheroulde

Idem pour Pl* : Rd faible pour 0.3 = Pl* = 0.6 MPa.

· Limon argileux

16

14

12

10

4

2

8

6

0

0 5 10 15

Rd (MPa)

Limon argileux

bermonville croix mare croix mare

On constate deux tendances pour les valeurs de Em pour des Rd 1 et 3 MPa. Cela est du soit à la réalisation des essais ou à l'état hydrique des sols. La courbe de tendance peut être en prenant compte des valeurs plus sécurisantes. Ainsi pour des 1 = Rd = 3 MPa nous avons 4 = Em = 9.8 MPa.

Limon argileux

	1.8 1.6 1.4
	1.2 1 0.8 0.6					bermonville croix mare autre chantier
	0.4 0.2 0

0 5 10 15

Rd (MPa)

Nous avons une concentration des nuages de point qui nous permet de tracer une courbe de tendance. D'ou pour 1 = Rd = 3 MPa nous avons 0.5 = Pl* = 1 MPa.

~ argile à silex

Argile à silex

30 25 20 15 10 5 0

0 10 20 30

Rd (MPa)

les andelys la madeleine la bonneville autre chantier

Corrélation difficile à tirer parce que les points sont très dispersés même sur un même chantier.

Argile à silex

2.5

0.5

1.5

3

2

0

1

0 5 10 15 20 25

Rd (MPa)

les andelys la madeleine la bonneville autre chantier

Idem pour Pl*.

· Sable argileux

45

40

25

20

35

30

15

10

5

0

0 5 10 15

Rd (MPa)

Sable argileux

sable argileux

sable argileux à silex

On remarque un regroupement de points de sol argileux d'une part et des sols argileux à silex d'autre part. La différence des valeurs s'expliquent probablement par la présence des blocs de silex qui influent les essais aussi bien pressiométriques qu'en pénétration dynamique. Cependant une courbe de tendance semble pouvoir être dégagée en limitant dans les sols argileux la plage de Rd de 3 à 5 MPa avec un 10 < Em < 14 MPa et dans les sols argileux à silex Rd de 5 à 14 MPa avec 14 < Em < 35 MPa.

Sable argileux

4

3.5

3

2.5

2

1.5

1

0.5

0

0 5 10 15

Rd (MPa)

sable argileux

sable argileux à silex

Idem pour Pl* :

Sable argileux sans silex 3 < Rd < 5 MPa pour 0.75 < Pl* < 1.5 MPa. Sable argileux à silex 5 < Rd < 15 MPa pour 1.5 < Pl* < 3 MPa.