Missions géotechniques : Etude de faisabilité géotechnique ... · Remerciements Nous remercions Dieu le tout puissant pour nous avoir donner la force et la patience afin de pouvoir

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE

العلمي البحث و العالي التعليم وزارة MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

عباس فرحات جامعة Université Ferhat Abbas – Sétif

آلية العلومFaculté des Sciences

رضقسم علوم األ Département des Sciences de la Terre

Mémoire

Présenté pour l’obtention du diplôme d’ingénieur d’état en Géologie Option : Géologie de l’ingénieur.

Thème

Missions géotechniques :

Etude de faisabilité géotechnique pour la réalisation de la station d’épuration des eaux

usées d’El Eulma (Site de Bazer Sakhra, Wilaya de Sétif)

Présenté par :

Belbechouche Radhia Sakhraoui Zoubida

Devant le jury :

Bendaoued Lyamine Chargé de cours Président Chabou Moulley Charaf Chargé de cours Co-Encadreur Aitou Ahmed Chef de Département -LTPE- Co-Encadreur Hadji Rihab Maître assistant Examinateur

Septembre 2007

Remerciements

Nous remercions Dieu le tout puissant pour nous avoir

donner la force et la patience afin de pouvoir réaliser ce

modeste travail.

Nos sincères remerciements à notre encadreur Mr. M.C.

Chabou, qui par ses conseils et ses orientations nous a été

d’un grand apport dans la finalisation de notre mémoire.

Nos remercions également Mr. A. Aitou, Chef de

Département au L.T.P. Est pour l’aide qu’il nous a

apporté au cours de la réalisation de ce mémoire.

Nous remercions les membres du Jury qui ont bien voulu

accepter d’examiner notre travail.

Nous adressons nos vifs remerciements tout ceux qui ont

contribué de près ou de loin à la mise en forme de ce ravail.

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SOMMAIRE

INTRODUCTION GENERALE

CHAPITRE I : MISSIONS GEOTECHNIQUES I.1. Définition des missions géotechniques I.2. Les principales missions géotechniques

I.2.1. Mission G0 : Exécution de sondages, essais et mesures géotechniques I.2.2. Mission G1 : Etude de faisabilité géotechnique I.2.3. Mission G2 : Etude de projet géotechnique I.2.4. Mission G3 : Etude géotechnique d’exécution I.2.5. Mission G4 : Suivi géotechnique d’exécution I.2.6. Mission G5 : Diagnostic géotechnique

I.3. Modalités générales des missions géotechniques I.3.1. Consultation, offre et contrat I.3.2. Réalisation de la mission I.3.3. Le rapport

CHAPITRE II : CADRE GEOLOGIQUE DE LA REGION ETUDIEE

II.1. Cadre géographique de la région d’étude II.2. Climatologie

II.2.1. La température II.2.2. Les précipitations II.2.3. Synthèse climatique

II.3. Cadre géologique de la région d’étude II.3.1. Stratigraphie régionale II.3.2. Stratigraphie du site II.3.3. Tectonique de la région II.3.4 Hydrologie et hydrogéologie II.3.5. Substances extraites et minéralisations II.3.6. Sismicité de la région

CHAPITRE III : RECONAISSANCE DES SOLS

III.1. Reconnaissance du site

III.1.1. Essais in situ III.1.2. Essais de laboratoire III.1.3. Conclusion

CHAPITRE IV : CALCUL DES FONDATIONS

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IV.1. Introduction IV.2. Types de fondations superficielles IV.3. Capacité portante et tassement IV.4. Calcul de la contrainte admissible (Qadm)

IV.4.1. Méthode Pressiométrique IV.4.2. Calcul de la capacité portante à partir des essais de laboratoire (méthode « C-

ϕ ») IV.5. Amplitude des tassements

IV.5.1. Evaluation des tassements d’une semelle superficielle à partir des essais pressiométriques

CONCLUSION GENERALE

BIBLIOGRAPHIE

ANNEXES

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Liste des figures

Figure I.1. Schéma d’enchaînement des missions géotechniques. Figure II.1. Situation géographique de la station de Bazer Sakhra. Figure II.2. Image Landsat de la carte au 1/50.000 de Bir El Ahrech (Ex. Navarin) montrant les principaux lacs et djebels. Figure II.3. Variations mensuelles de la température dans la région d’El Eulma. Figure II.4. Variations mensuelles des précipitations dans la région d’El Eulma. Figure II.5. Diagramme ombrothermique de la région d’El Eulma. Figure II.6. Carte géologique de la région de Bazer Sakhra. Figure II.7. Colonne stratigraphique synthétique de la région de Bir El Ahrech. Figure II.8. Carte géologique aux alentours de la Sebkhet Bazer montrant la localisation du site étudié. Figure II.9. Colonne stratigraphique des formations superficielles de la région d’étude. Figure II.10. Carte tectonique simplifiée de la région de Bazer Sakhra. Figure II.11. Coupe géologique des lames des Djebels Youssef et Braou. Figure II.12. Carte de zonage sismique du territoire nationale, et localisation de la région d’étude. Figure III.1. Profil géologique d’après les coupes des sondages S1, S2, S8, S9 et S10. Figure III.2. Profil géologique d’après les coupes des sondages S1, S3, S4 et S12. Figure III.3. Dispositif utilisé pour déterminer la limite de liquidité. Figure III.4. Schéma de la boite de CASAGRANDE. Figure III.5 : Diagramme de plasticité pour les sols de fondation du site étudié Figure IV.1 : Caractéristiques géométriques d’une fondation superficielle Figure IV.2 : Domaines des différents types de fondations en fonction de la largeur B et la hauteur d’encastrement D de la semelle. Figure IV.3 : Différents types de semelles Figure IV.4 : Courbe capacité portante-tassement obtenue lors du chargement d’une fondation superficielle. Figure IV.5 : Tranche de sol dans un terrain homogène Figure IV.6 : Tranche de sol dans un terrain non homogène Figure IV.7 : Division du sol sous la fondation en tranche fictive pour le calcul du tassement Figure IV.8: Evaluation du tassement de consolidation Sc

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Liste des tableaux Tableau I.1. Mission G 0 : Exécution de sondages, essais et mesures. Tableau I.2. Mission G 11 : Etude préliminaire de faisabilité. Tableau I.3. Mission G 12 : Etude de faisabilité des ouvrages. Tableau I.4. Mission G 2 : Etude de projet. Tableau I.5. Mission G 3 : Etude géotechnique d’exécution. Tableau I.6. Mission G 4 : Suivi géotechnique d’exécution. Tableau I.7. Mission G 5 : Diagnostic géotechnique sur un ouvrage avec sinistre. Tableau II.1 : Températures mensuelles moyennes de la région d’El Eulma (Données recueillies du centre météorologique de Sétif pour la période 1971-1990). Tableau II.2 : Moyenne des précipitations mensuelles dans la région d’El Eulma (Données recueillies du centre météorologique de Sétif pour la période 1971-1990). Tableau II.3 : Historique de la sismicité dans la région de Sétif. Tableau III.1 : Caractéristiques pressiométriques des formations de tête. Tableau III.2 : Caractéristiques pressiométriques des formations argileuses compactes. Tableau III.3 : Synthèse des résultats des essais pour la détermination des paramètres physiques des sols de fondation. Tableau III.4 : Pourcentage des différents composants du sol de fondation. Tableau III.5 : Synthèse des résultats des essais pour la détermination des limites d’Atterberg des sols de fondation. Tableau III.6 : Synthèse des résultats des essais pour la détermination de la cohésion non drainé et de l’angle de frottement interne (à court terme) des sols de fondation. Tableau III.7 : Synthèse des résultats des essais pour la détermination de la cohésion non drainé et de l’angle de frottement interne (à long terme) des sols de fondation. Tableau III.8 : Synthèse des résultats des essais pour la détermination des paramètres de compressibilité des sols de fondation. Tableau IV.1 : Formule de calcul du coefficient de portance kp en fonction de la classe de sol Tableau IV.2 : Catégories conventionnelles de sols en fonction de la pression limite PL Tableau IV.3 : Résultats de sondage pressiométrique SP5 Tableau IV.4 : Récapitulatif des résultats de calcul de la pression verticale, pression limite équivalente et facteur de portance (cas d’un bassin rectangulaire) Tableau IV.5 : Résultats du calcul des contraintes (cas d’un bassin rectangulaire) Tableau IV.6 : Résultats des essais pressiométrique (cas d’un réservoir circulaire) Tableau IV.7 : Récapitulatif des résultats de calcul de la pression verticale, pression limite équivalente et facteur de portance (cas d’un réservoir circulaire) Tableau IV.9 : Résultats des essais pressiométrique (cas d’un bâtiment) Tableau IV.10 : Récapitulatif des résultats de calcul de la pression verticale, pression limite équivalente et facteur de portance (cas d’un bâtiment) Tableau IV.11 : Résultats du calcul des contraintes (cas d’un bâtiment) Tableau IV.12: Coefficients de forme (valeurs de Terzaghi) Tableau IV.13 : Valeurs de Qadm en fonction de B et D en bars (caractéristiques mécaniques « C - ϕ » à long terme) Tableau IV.14 : Valeurs de Qadm en fonction de D (Cas d’un radier circulaire clarificateur, caractéristiques mécaniques « C - ϕ » à long terme) Tableau IV.15 : Valeurs de Qadm en fonction de D (Cas d’une semelle rectangulaire : bassin d’aération, caractéristiques mécaniques « C - ϕ » à long terme)

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Tableau IV.16 : Valeurs de Qadm en fonction de D (Cas d’une semelle carrée : bâtiment, caractéristiques mécaniques « C - ϕ » à long terme) Tableau IV.17 : Valeurs de Qadm en fonction de B et D en bars (caractéristiques mécaniques « C - ϕ » à court terme) Tableau IV.18 : Valeurs de Qadm en fonction de D (Cas d’un radier circulaire clarificateur, caractéristiques mécaniques « C - ϕ » à court terme) Tableau IV.19 : Valeurs de Qadm en fonction de D (Cas d’une semelle rectangulaire : bassin d’aération, caractéristiques mécaniques « C - ϕ » à court terme) Tableau IV.20 : Valeurs de Qadm en fonction de D (Cas d’une semelle carrée : bâtiment, caractéristiques mécaniques « C - ϕ » à court terme) Tableau IV.21 : Valeurs des coefficients de forme en fonction du rapport L/B

Introduction générale


« La géotechnique a pour objet d'étudier le sous-sol, c'est-à-dire le non visible, le plus souvent en vue de construire un ouvrage. Ainsi la part du connu, après une étude de sols même très complète, restera toujours très limitée. Il s'agit des quelques sondages qui ont été réalisés sur le terrain investigué : entre eux, il n'y a que interpolations et suppositions qui laissent la place à l'aléa géologique, qu'il soit réel ou non, prévisible ou non. La connaissance du sous-sol ne peut qu'être progressive au fil de la réalisation du projet, au travers des reconnaissances réalisées en étapes successives et des observations faites en cours d'exécution des travaux (terrassements, fondations ...).

Le caractère aléatoire est d'autant plus développé que le sous-sol est de nature très hétérogène, l'action de l'homme ayant parfois accentué cette hétérogénéité par l'exploitation de matériaux tant en carrière à ciel ouvert qu'en galeries souterraines. Comment espérer réduire à un niveau faible les incertitudes du sous-sol, si ce n'est en réalisant les études géotechniques par étapes successives tout au long des différentes phases d'élaboration du projet.

La connaissance partielle du sous-sol que l'on a acquise à un instant donné, peut même être mise en défaut par une évolution possible de ses propriétés et caractéristiques dans le temps (notamment variation du niveau des nappes, dissolutions karstiques, gonflement et retrait, liquéfaction sous séisme).

En plus des caractères complexe, hétérogène, évolutif que peut présenter le sous-sol, la nature de l'ouvrage construit peut aussi avoir une influence importante sur son comportement (notamment exécution d'une paroi moulée créant un barrage à l'écoulement naturel des nappes, d'une fouille en déblai à l'origine d'une chute des caractéristiques intrinsèques des matériaux en talus, d'un rideau de palplanches par vibrofonçage provoquant des tassements par compaction des couches). La présence d'ouvrages existants enterrés, connus ou non, peut aussi modifier l'état et le comportement du sous-sol.

Face à cette grande complexité du sous sol, le géotechnicien consulté a l'impression que l'étude de sols qui lui est demandée n'a qu'un but : remplir une formalité. Ainsi, on lui demande de réaliser quelques sondages, surtout sans référence à un projet précis. Il s'agira alors bien d'une étude de sols, qui décrira les terrains rencontrés et leurs principales propriétés, mais qui ne pourra pas aborder les conditions d'intégration d'un projet non connu par le géotechnicien. Réduire l'intervention du géotechnicien à une étude de sols "préliminaire", sans accompagnement du projet, correspond à une caricature rendant l'aléa géotechnique inéluctable et soudain, alors qu'en réalité la maîtrise des incertitudes géotechniques, condition indispensable pour la maîtrise du coût final de construction, passe par l'intervention du géotechnicien aux divers stades du projet.

Sur le plan purement économique le coût de l'intervention normale du géotechnicien aux divers stades d'un projet classique représente 1% environ du coût de la construction alors qu'une intervention trop limitée peut conduire à des suppléments de coût qui se chiffreront en plusieurs dizaines de pourcent. Alors pourquoi le maître d'ouvrage prendrait-il des risques, le retour sur investissement géotechnique étant garanti ?


Devant toutes ces incertitudes propres à la géotechnique, il est du devoir du spécialiste de sensibiliser le maître d'ouvrage ou son représentant à une grande vigilance et de l'inciter à se faire accompagner par un géotechnicien tout au long de la conception puis de la réalisation de l'ouvrage. Ainsi la caractéristique principale de la norme NF P 94-500 est de définir des missions géotechniques qui s'enchaînent pour suivre les différentes phases d'élaboration et de réalisation d'un projet afin qu'une concertation sans cesse réactive entre le géotechnicien et les concepteurs et constructeurs permette d'assurer la gestion optimale des risques du sol, à la satisfaction du maître d'ouvrage. » (http://u.s.g.free.fr/main_missions.htm)

En Algérie, l’introduction de cette notion de « missions géotechniques » dans les études géotechniques se fait timidement, mais elle aura tendance à se généraliser dans le futur étant donné l’importance de normaliser ce type d’études. Cette notion doit aussi être introduite dans l’enseignement et doit servir de base d’études chez les futurs ingénieurs géologue et géotechnicien.

L’objectif de cette étude est d’appliquer cette notion de missions géotechniques sur l’exemple de construction de la station d’épuration des eaux usées d’El Eulma, situé dans le site de Bazer Sekhra (Wilaya de Sétif). Nous aborderons dans ce mémoire l’aspect faisabilité du projet, ce qui correspond aux missions G0 + (G11 et G12).

Notre mémoire est divisé en 4 parties :

• dans la première partie on abordera la notion de missions géotechniques. • la deuxième partie concerne l’étude du contexte géologique de la région d’étude, qui

constitue la première étape dans toute étude géotechnique. • dans la troisième partie, on abordera l’aspect reconnaissance des sols de la région

d’étude. • enfin la quatrième et dernière partie sera consacrée aux calculs des fondations de la

station d’épuration des eaux usées d’El Eulma.

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http://u.s.g.free.fr/main_missions.htm

Chapitre I

Missions Géotechniques

Chapitre I Missions géotechniques I.1. Définition des missions géotechniques

Les missions géotechniques ont été établies par l’Union Syndicale Géotechnique (U.S.G) de France dans le cadre de la Norme AFNOR, NF P 94-500.

Les missions géotechniques peuvent être divisées en deux grandes classes :

• les missions sans conseil, type G0 : il s'agit de missions d'exécution de travaux d'investigations géotechniques (sondages, essais, mesures) sur le terrain ou en laboratoire, selon un programme fourni (normalement dans le cadre d'une mission G1 à G5), et qui s'achèvent par la production d'un compte rendu factuel donnant les coupes des sondages, les procès verbaux d'essais et les résultats des mesures en place ou en laboratoire. Ces missions excluent toute activité d'étude ou conseil ;

• les missions avec conseil, type G1 à G5 : il s'agit de missions géotechniques d'études et conseils, avec exploitation et interprétation des résultats des éventuelles missions G0 nécessaires à leur bon déroulement et réalisées par ailleurs (éventuellement par le même géotechnicien).

I.2. Les principales missions géotechniques (d’après Norme AFNOR, NF P 94-500)

I.2.1. Mission G0 : Exécution de sondages, essais et mesures géotechniques L’objectif de la mission G0 est de fournir un compte rendu factuel donnant les coupes des sondages, les procès verbaux d’essais et les résultats de mesures. Cette mission comprend l’exécution de sondages, essais et mesures en place ou en laboratoire, selon un programme défini dans les missions de type G1 à G5, elle exclut toute activité d’étude ou de conseil, ainsi que toute forme d’interprétation.

Remarque : pour cette mission, le client peut être représenté par le géotechnicien en charge de la mission G1 à G5, qui a demandé la mission G0.

I.2.2. Mission G1 : Etude de faisabilité géotechnique

La mission G1 se décompose en deux missions : (1) la mission G11 (Etude préliminaire de faisabilité géotechnique), (2) la mission G12 (Etude de faisabilité des ouvrages géotechniques).

(1) Mission G11 : Etude préliminaire de faisabilité géotechnique

L’objectif de la mission G11 est d’effectuer une étude préliminaire de faisabilité géotechnique avec certains principes généraux d’adaptation de l’ouvrage au terrain. Il s’agit généralement d’avoir une connaissance générale du site sous l'angle géologique, hydrogéologique, géotechnique, et l'approche des principales contraintes qui en résultent pour une bonne adaptation d'un projet non encore défini au terrain.

Le but de cette étude préliminaire est d’aider le client à cerner la faisabilité géotechnique

de l’ouvrage du point de vue de son implantation et de sa conception générale.

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Chapitre I Missions géotechniques

La mission G11 est limitée à la définition de principes généraux, sans fournir les hypothèses géotechniques nécessaires à la justification du projet (il n'est pas encore connu précisément), ni d’éléments de prédimensionnement.

(2) Mission G12 : Etude de faisabilité des ouvrages géotechniques (stade des études d'avant projet)

Après l'étude G11 et lorsque le projet est mieux défini, on passe à la mission G12 qui

comporte deux phases :

• Phase 1 : qui a pour objectif de donner : (1) les hypothèses géotechniques du site à prendre en compte pour la justification du projet, (2) quelques exemples types de fondations (encastrement et portance) et (3) les principes généraux de construction des ouvrages géotechniques (notamment : terrassements, soutènements, fondations, risques de déformations des terrains, dispositions générales vis à vis des nappes et avoisinants). Cette phase s’appuie obligatoirement sur un programme de reconnaissance détaillé résultant d’une mission de type G0.

• Phase 2 : présenter des exemples de prédimensionnement de quelques ouvrages

géotechniques types envisagés (notamment : soutènements, fondations, amélioration de sols). Cette étude sera reprise et détaillée lors de l’étude de projet géotechnique (mission G2).

Ces missions G1 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.

I.2.3. Mission G2 : Etude de projet géotechnique

La mission G2 doit être prévue et intégrée dans une mission de maîtrise d’œuvre. Elle comporte deux phases :

• Phase 1 : établir les notes techniques donnant les méthodes d’exécution retenues pour les ouvrages géotechniques (terrassement, soutènements, fondations, risques de déformations des terrains, dispositions spécifiques vis-à-vis des nappes et avoisinants), avec certaines notes de calcul de dimensionnement, une approche des quantités, des délais et coûts d’exécution de ces ouvrages géotechniques.

• Phase 2 : établir les documents nécessaires à la consultation des entreprises pour l’exécution de ces ouvrages géotechniques (plans, notices techniques, cadre de bordereau des prix estimatifs, planning prévisionnel). Assister techniquement le client pour la sélection des entreprises spécialisées, et l’analyse technique des offres.

La mission G2 ne comprend pas les études détaillées des ouvrages géotechniques, qui

feront l’objet de l’étude géotechnique d’exécution (mission G3).

I.2.4. Mission G3 : Etude géotechnique d’exécution

L’objectif de la mission G3 est d’étudier dans le détail les ouvrages géotechniques, en validant les hypothèses géotechniques, en définissant les ouvrages et leur dimensionnement

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Chapitre I Missions géotechniques (calculs justificatifs), en établissant les méthodes et les conditions d’exécution (phasage, contrôles). Cette mission concerne tout ou partie des ouvrages géotechniques.

La mission G3 ne comprend pas le suivi et le contrôle d’exécution (mission G4) nécessaire pour la maîtrise de l’incertitude et des aléas géotechniques.

I.2.5. Mission G4 : Suivi géotechnique d’exécution Les objectifs de la mission sont de :

• s’assurer que les travaux liés à la géotechnique sont réalisés conformément au projet ; • de maîtriser au mieux les incertitudes et aléas techniques subsistant après les études de

projet géotechnique, susceptibles d’avoir des conséquences sur l’exécution du projet et le comportement de l’ouvrage ;

• suivre et d’adapter si nécessaire l’exécution des ouvrages liés à la géotechnique ; • disposer, au fur et à mesure de l’avancement des travaux, de documents synthétiques

précisant les conditions géotechniques rencontrées, le comportement des ouvrages en phase construction et l’impact effectif sur les avoisinants.

Cette mission ne comprend pas : (1) l’exécution des forages, essais et mesures (mission

G0) éventuellement nécessaires pour confirmer les prévisions (missions G2 et/ou G3) ou pour finaliser les adaptations à prévoir ; (2) les études géotechniques d’exécution éventuellement nécessitées par ces adaptations (mission G3).

I.2.6. Mission G5 : Diagnostic géotechnique

L'objet d'une mission G5 est strictement limitatif, il ne porte pas sur la totalité du projet ou de l'ouvrage. On distingue deux cas : (1) la mission G51 effectuée avant, pendant ou après construction d’un ouvrage sans sinistre ; (2) la mission G52 qui consiste en un diagnostic géotechnique sur un ouvrage avec sinistre. (1) Mission G51 : diagnostic géotechnique avant, pendant ou après construction d’un ouvrage sans sinistre.

Étudier de façon approfondie un élément géotechnique spécifique (par exemple soutènement, rabattement, etc.) sur la base des données géotechniques fournies par une mission G 12, G2, G 3 ou G 4 et validées dans le cadre de ce diagnostic, mais sans aucune implication dans les autres domaines géotechniques de l'ouvrage. (2) Mission G52 : Diagnostic géotechnique sur un ouvrage avec sinistre. L’objectif de cette mission est de chercher les causes géotechniques du sinistre constaté et de donner une première approche des remèdes envisageables, une étude de projet géotechnique G2 devant être réalisée ultérieurement.

Dans les deux cas (Missions G51 et G52) il est nécessaire de définir une mission G0 spécifique, en assurer le suivi et l'exploitation des résultats.

L’enchaînement des différentes missions géotechniques citées est donné par la figure I.1.

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Figure I.1. Schéma d’enchaînement des missions géotechniques

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Notre travail abordera l’étude de faisabilité géotechnique pour la construction de la station d’épuration des eaux usées d’El Eulma. Les missions géotechniques abordées dans ce mémoire seront donc de type G0 + (G11 et G12). Les chapitre II (étude géologique) et III (reconnaissance des sols) correspondent à une mission de type G11 alors que le chapitre IV correspond à une mission de type G12. La mission G0 accompagne ces deux types de mission. Par ailleurs les documents et moyens utilisés pour la réalisation de ces missions sont donnés en annexe 1. I.3. Modalités générales des missions géotechniques

Dans le contenu des diverses missions géotechniques qui accompagnent la conception, l’exécution et la vie d’un ouvrage, il est précisé pour chaque mission :

(1) ses caractéristiques et ses objectifs ; (2) les prestations à réaliser et les documents à fournir par le géotechnicien ; (3) les éléments à fournir par le client.

Pour remplir sa mission, le géotechnicien doit disposer de données fiables. Ces données

sont précisées dans la colonne « à fournir par le client ». Il est recommandé que le dialogue entre géotechniciens et clients soit établi en amont des

phases de consultation pour assurer la bonne définition des missions à réaliser et la cohérence entre les objectifs de ces missions et les moyens indispensables pour garantir la qualité de leur réalisation.

I.3.1. Consultation, offre et contrat

a. Consultation du géotechnicien par le client

Le dossier doit comporter :

(1) identification du client et nom du contact ; (2) les informations sur le projet ; (3) présentation du projet ; (4) plan de situation ; (5) plan de masse ; (6) plan topographique ; (7) type de mission par référence à la présente norme.

b. Préparation de l’offre par le géotechnicien

Elle nécessite :

(1) L’analyse de la demande du client ; (2) l’analyse des documents fournis par le client.

c. Contenu de l’offre technique du géotechnicien

Elle doit contenir :

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(1) Le rappel de la mission type demandée par le client ; (2) la forme sous laquelle seront remis les résultats de la mission.

Elle doit préciser : (1) Le planning des travaux du chantier ; (2) les délais de la mission.

d. Analyse de l’offre technique par le client et mise au point de contrat Le client doit : (1) Vérifier la conformité de l’offre avec la demande ; (2) mettre au point le contenu du futur contrat, après négociation avec le

géotechnicien.

e. Forme et contenu du contrat

Le contrat est constitué d’une commande et d’une description technique des prestations à réaliser avec référence à la classification des missions géotechniques types.

La mission se termine par un rapport. I.3.2. Réalisation de la mission

Se reporter à chacune des missions décrites dans les tableaux ci-après (Tableaux I.1 à I.7).

I.3.3. Le rapport Le rapport peut être, selon les types de missions : (1) un compte rendu factuel ; (2) des

notes de calcul ou (3) un rapport d’étude. Le rapport doit comporter au minimum : (1) le nom du demandeur ; (2) la référence de la commande ; (3) la référence à la présente norme ; (4) la date de réalisation de la mission ; (5) la liste des documents fournis par le client ; (6) le type de mission ; (7) le contenu précis de la mission ; (8) les résultats de la mission ; (9) les limites de validité des résultats de la mission.

Caractéristiques et objectifs de la mission

PRESTATIONS ET DOCUMENTS à fournir par le Géotechnicien

A fournir par le Client

- Proposer des modes de réalisation des sondages, essais et mesures. - Choisir les procédés et techniques de sondages adaptés aux sols.

- Adéquation des moyens et des techniques aux terrains et aux sondages et essais demandés ; - examen topographique ; - apprécier le contexte : accès, géologie, inondabilité ; - exécuter les sondages, essais et mesures selon les normes ; - dépouiller les résultats ; - repérer les têtes de sondages.

- Programme des sondages et essais ; - plan d’implantation des sondages ; - profondeur des sondages et essais ; - spécifications d’essais ; - information sur le positionnement des réseaux. - Données géotechniques disponibles ; - Sujétions liées à :

• l’environnement • l’historique du site

TABLEAU I.1 : MISSION G 0 EXECUTION DE SONDAGES, ESSAIS ET MESURES

COMPTE RENDU FACTUEL (ni étude, ni interprétation)

avec : - coupes de sondages ; - résultats et P.V. d’essais ; - identification des non-conformités ; - validation des résultats.




- Programme d’étude adapté aux problèmes identifiés. - Définir ou conformer le programme de reconnaissance (mission G 0).

- Définir les objectifs, la stratégie, les étapes …. ;

- enquête documentaire ;

- coupes et profils interprétatifs ; - identifier les formations et leurs caractéristiques ; - valider la connaissance du projet ; - analyser le site et son environnement (dont les risques naturels).

- Dossier relatif à l’ouvrage :

• Plans généraux ; • esquisses ;

• coupes de principe ; • emprise des sous sols ; • charges.

TABLEAU I.2 : MISSION G 11 ETUDE PRELIMINAIRE DE FAISABILITE

ETUDE PRELIMINAIRE DE FAISABILITE

(Sans aucun élément de prédimensionnement)

- Implantation préférentielle de l’ouvrage ; - principes généraux d’adaptation de l’ouvrage au site ; - principes de fondation envisageables ; - dispositifs de protection vis à vis des risques naturels.

Elle s’appuie sur un programme de reconnaissance détaillé résultant d’une mission G0. Caractéristiques et

objectifs de la mission PRESTATIONS ET DOCUMENTS

à fournir par le Géotechnicien A fournir

par le Client - Comparer les offres pour les missions G 0 ; - suivre et contrôler les missions G 0 ; - adapter le programme ; - interpréter les résultats ; - synthèses des données.

- Identifier les types de problèmes posés (dont avoisinants) ;

- valider et compléter l’enquête documentaire ; - confirmer les caractéristiques des différentes formations (hypothèses géotechniques à prendre en compte) ; - esquisser la zone d’influence géotechnique ; - élaborer une synthèse géotechnique ; - souligner les incertitudes et les risques inhérents ; - recommander les études à faire ; - préciser les hypothèses et méthodes de calcul.

- Jeux de plans et coupes définissant l’ouvrage ; - types de descentes de charges ;

- niveau de référence ; - degrés de protection contre les eaux et les séismes.

TABLEAU I.3 : MISSION G 12 ETUDE DE FAISABILITE DES OUVRAGES

En complément de G11

ETUDE DE FAISABILITE DES OUVRAGES Phase 1 - Avis circonstancié sur les possibilités d’adaptation de l’ouvrage ; - principes de fondation de l’ouvrage ; - avis sur les conditions d’exécution des travaux. Phase 2 Exemples de pré-dimensionnement de quelques ouvrages géotechniques types.

Cette mission doit être prévue et intégrée dans la mission de la maîtrise d’œuvre




- Etablir des notes techniques concernant les méthodes d’exécution des ouvrages ; - élaborer les notes de calcul de dimensionnement des ouvrages ;

- approcher les quantités, coûts et délais d’exécution des ouvrages.

- Préciser les coupes et profils interprétatifs ;

- compléter l’identification des formations ; - préciser les diverses solutions techniques possibles et proposer les choix ; - dispositions particulières : * eaux souterraines * existants conservés * avoisinants ; - préciser les méthodes de calcul, les incertitudes et les risques inhérents ; - assistance pour la sélection des entreprises et l’analyse des offres.

- Rapports géotechniques des missions antérieures ; - notes techniques sur :

* méthodes d’exécution des ouvrages * dispositions à prendre vis à vis des nappes, des existants, des avoisinants ; - dossier complet de définition de l’ouvrage.

TABLEAU I.4 : MISSION G 2 ETUDE DE PROJET

Après mission G12

ETUDE DE PROJET Avec : - Documents géotechniques nécessaires pour le DCE ; - calculs de dimensionnement ; - quantités, coûts, délais.

Caractéristiques et

objectifs de la mission PRESTATIONS ET DOCUMENTS

à fournir par le géotechnicien A fournir par le client

- Etablir les notes d’exécution détaillées des ouvrages.

- Effectuer le dimensionnement détaillé des ouvrages concernés.

Fournir des notes techniques détaillées sur : - les méthodes d’exécution des ouvrages :

• terrassements • soutènements • fondations

- les dispositions à prendre vis-à-vis :

• des existants • des nappes • des avoisinants

- le planning.

- Rapport géotechnique des missions antérieures. - Notices techniques (méthodes d’exécution et de dimensionnement).

TABLEAU I.5 : MISSION G 3 ETUDE GEOTECHNIQUE D’EXECUTION

Étude géotechnique d’exécution avec : - des notes de calcul comprenant :

• rappel des hypothèses de calcul ;

• les méthodes de

calcul avec mention des documents de référence (normes, recommandations, DTU….) ;

• un commentaire des

résultats obtenus.

TABLEAU I.6 : MISSION G4 SUIVI GEOTECHNIQUE D’EXECUTION


PRESTATIONS ET DOCUMENTS A fournir par le client à fournir par le géotechnicien

-S’assurer de la bonne concordance entre les prévisions géotechniques résultant des études et la réalité rencontrée en cours d’exécution de projet.

-Suivre le comportement de l’ouvrage et des avoisinants à partir d’un dispositif d’auscultation.

- Dossiers d’exécution relatif à l’ouvrage faisant l’objet de la mission.

- Planning réel des travaux.

- S’assurer de la bonne concordance entre les prévisions de comportement et le comportement réel

-Faire la synthèse des données collectées en fonction de l’avancement de l’ouvrage.

- Planning prévisionnel

Suivi géotechnique d’exécution Dossier de suivi comprenant : - notes de synthèse du suivi géotechnique ; - notes d’analyse et de synthèse du comportement de l’ouvrage en cours de construction ; - notes de synthèse des éventuelles dispositions correctives mises en œuvre en cours d’exécution.

Caractéristique et Objectifs de la mission

PRESTATIONS ET DOCUMENTS A fournir par le géotechnicien

A fournir par le client

- Identifier la ou les causes géotechniques du sinistre, constaté. - Définir la ou les méthodes de stabilisation et réparation.

- Etablir les coupes et profils interprétatifs, en rapport avec le maillage des investigations réalisées ;

- identifier les formations reconnues au regard du problème posé et déterminer leurs valeurs caractéristiques en rapport ; - étudier les techniques qui ont prévalu pour l’adaptation de l’ouvrage au sol : type de fondation, dallage, dimensions, encastrement, ferraillage, etc. ; -vérifier le niveau d’assise des fondations, sa nature et son comportement géotechnique.

.

-Préciser le cadre du diagnostic :

(1) Assurance ; (2) demande directe du propriétaire de l’ouvrage ; (3) catastrophe naturelle ; (4) Procédure judiciaire.

- Dossier complet relatif à l’ouvrage sinistré. -Accord sur le programme d’étude.

TABLEAU I.7 : MISSIONS G5 DIAGNOSTIC GEOTECHNIQUE SUR UN OUVRAGE

AVEC SINISTRE

Diagnostic géotechnique de l’ouvrage : - identifier la ou les causes se trouvant à l’origine du sinistre ; - définir les méthodes possibles de stabilisation et des réparations.

Chapitre II

Cadre géologique de la

région étudiée

Chapitre II Cadre géologique de la région étudiée

II.1. Cadre géographique de la région d’étude

La station d’épuration des eaux usées étudiée dans ce mémoire est située au Sud-Est de

la commune de Bazer Sakhra, agglomération distante de 3 km environ de la ville d’El Eulma (Wilaya de Sétif) (Figure II.1). Les coordonnées géographiques de la station sont : 36° 04` Nord et 5° 41` Est. La superficie du site est de l’ordre de 11 hectares environ.

La région d’étude fait partie des cartes topographiques et géologiques au 1/50.000 de Bir

El Ahrech (ex. Navarin). Cette région est caractérisée par l’existence de plusieurs lacs salés ou Sebkha, dont les principaux sont au nombre de trois (3) (figures II.1 et II.2) :

1. La Sebkhet Bazer (910 d’altitude, superficie : 13,5 km2), flanquée à l’Est et à l’Ouest

de deux « madjen » (bassin ou mare) la dominant de 12 à 15 m. L’essentiel des oueds de la région converge vers la Sebkhet Bazer. La station d’épuration des eaux usée de Bazer Sakhra, étudiée dans ce mémoire, est située à quelque km au Nord de cette Sebkha.

2. Le Chott el Frain (900 m d’altitude, 15 km de long et 2,35 km de largeur au maximum) au Sud-Ouest de Sebkhet Bazer, se prolonge sur la feuille d’Ain el Ahdjar.

3. Le Chott el Beidha (875 m d’altitude, superficie : 47 km2) au Sud-Est de Sebkhet Bazer, se prolonge également sur la feuille d’Ain el Ahdjar, ou elle occupe une plus grande superficie.

Ces lacs forment des cuvettes qui ne sont remplies d’eau qu’à partir des pluies

d’automne. En été, ce ne sont que des croûtes blanches de sel. Ces cuvettes sont toutes des flaques de desséchement de ce qui était encore, au début du Quaternaire, le Lac Sétifien, qui était long de 200 kilomètres et large en moyenne de 50 kilomètres (J. Savornin, 1947).

La région se caractérise par un relief plat (plaines alluviales, altitude moyenne : 950 m)

où apparaît quatre (4) montagnes isolées. Ce sont d’Ouest en Est (figure II.2) :

1. le Djebel Gustar (ou Guetar, sommet à 1196 m d’altitude) qui est la partie orientale du Djebel Youcef, long de plus de 15 kilomètres.

2. le Djebel Braou (appelé aussi « le Pain de sucre ») qui se présente sous la forme d’un piton pyramidal, dont la base à un diamètre de 1,5 kilomètres et dont le sommet est à la côte 1263 m.

3. le Djebel Tnoutit, à l’Est, dont le sommet atteint 1192 m. 4. Enfin au Sud, le Djebel Tella, orienté du Sud-Ouest au Nord-Est, et dont le sommet

atteint 1018 m dans la feuille de Bir el Ahrech.

19


0 25 km

Figure II.1 : Situation géographique de la station de Bazer Sakhra

Djebel Braou Djebel Tnoutit

Sebkhet Bazer

Djebel Gustar

Hammam Sokhna

Chott el Frain Djebel Chott el Beidha Tella

Figure II.2 : Image Landsat de la carte au 1/50.000 de Bir El Ahrech (Ex. Navarin) montrant

les principaux lacs et djebels.

20


II.2. Climatologie

La région de Bazer Sakhra est caractérisée par un climat continental sec et aride (les précipitations ne dépassent pas 400 mm par an, voir tableau 2), présentant deux saisons différentes : un été chaud et aride et un hiver froid.

II.2.1. La température

La température est relativement élevée en été et basse en hiver. Le tableau II.1 et la figure 1 donnent les variations mensuelles de la température dans la région.

Mois 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Moyenne annuelle

Température moyenne (en °C)

5,6 7,0 9,0 11,8 16,8 20,6 24,9 25,1 20,6 15,4 9,6 6,4 14,40

Tableau II.1 : Températures mensuelles moyennes de la région d’El Eulma (Données

recueillies du centre météorologique de Sétif pour la période 1971-1990)

0

5

10

15

20

25

30

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Mois

Tem

péra

ture

moy

enne

(en

°C)

Figure II.3 : Variations mensuelles de la température dans la région d’El Eulma

21


II.2.2. Les précipitations

La moyenne annuelle des précipitations dans la région d’El Eulma ne dépasse pas 400 mm par an. La moyenne des précipitations la plus élevée est enregistrée le mois de mars (49,8 mm), et la plus faible moyenne est enregistrée le mois de juillet (5,9 mm).

La période sèche débute à partir du mois de Juin jusqu'à la moitié de Septembre, période durant laquelle le niveau des eaux souterraines diminue (Tableau II.2 et figure II.4).

Mois 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Somme Précipitation moyenne en

mm

44,5 41,0 49,8 47,0 47,2 23,4 5,9 15,2 27,4 28,0 33,5 36,1 399,0

Tableau II.2 : Moyenne des précipitations mensuelles dans la région d’El Eulma (Données

recueillies du centre météorologique de Sétif pour la période 1971-1990).

0

10

20

30

40

50

60

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Mois

Préc

ipita

tions

moy

enne

s (e

n m

m)

Figure II.4 : Variations mensuelles des précipitations dans la région d’El Eulma

II.2.3. Synthèse climatique

A partir des tableaux II.1 et II.2 et des figures II.3 et II.4, on distingue deux périodes climatiques dans la région d’El Eulma (figure II.5) :

22


23

(1) une période froide et pluvieuse qui s'étend du mois de novembre jusqu'au mois de mai où les précipitations mensuelles dépassent 30 mm, et la température minimale peut atteindre 0 0C

(2) une période chaude et sèche qui s’étend de juin à octobre, divisée en deux périodes

- période qui comprend les mois de juillet-août, très séche.

- période qui comprend les mois de juin et septembre-octobre, avec des précipitations moyennes et des températures douces.

0

10

20

30

40

50

60

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Mois

Tem

péra

ture

en

(°C

) et p

réci

pita

tions

en

mm

12

1

Précipitations

Température

1

2

Période humide

Période sèche

Figure II.5 : Diagramme ombrothermique de la région d’El Eulma

II.3. Cadre géologique de la région d’étude

Du point de vue géologique, la feuille de Bir el Ahrech appartient au domaine des Hautes Plaines sétifiennes.

II.3.1. Stratigraphie régionale (J.M. Vila, 1977 ; J. Savornin, 1947)

Une grande partie de la région (carte géologique au 1/50.000 de Bir El Ahrech) est recouverte par des formations fluvio-lacustres récentes, masquant les terrains plus anciens. Les affleurements du Secondaire ne sont visibles que dans les 4 montagnes citées précédemment. Dans la région, on distingue les formations du Secondaire qui sont déformées, et celles du Tertiaire et du Quaternaire qui sont peu ou pas tectonisées (figures II.6 et II.7).


24

a. le Secondaire

Le Trias argilo-gypseux n’est pas représenté sur la feuille de Bir El Ahrech, alors qu’il

est présent sous forme de « pointements » dans les régions voisines. Cependant, on soupçonne son existence à faible profondeur : (1) à l’emplacement de la Sebkha Bazer ; (2) à l’emplacement de la source thermo-minérale de Hammam el Sokhna. • Jurassique dolomitique (Dogger à Malm) : représenté par des dolomies noires ou

grises, bien litées en gros bancs de 1 à 15 m d’épaisseur, et dont seuls le sommet et l’extrême base sont visibles.

• Jurassique supérieur : constitué de calcaires massifs gris bien lités de

70 à 80 m d’épaisseur. Le sommet de cette série est riche en Gastéropodes du Jurassique supérieur.

• Néocomien : épais d’une dizaines de mètres environ, il est formé de marnes à petits

bancs calcaires bio-détritiques. La limite Jurassique supérieur -Néocomien est marqué dans la région par un hard-ground minéralisé.

• Barrémien : représenté par une série calcaro-dolomitique et gréseuse de 25 à 30 m

d’épaisseur. Cette série constitue l’ensemble du Djebel Tnoutit et une partie du Djebel Youcef.

• Aptien : représenté par deux séries : (1) une série marneuse jaune qui affleure

uniquement au Djebel Youcef ; (2) une formation calcaire et marno-calcaire à Orbitolines.

• Albien : représenté par deux affleurements, l’un au col du Djebel Gustar, et le second

au Djebel Youcef. Il est constitué d’argiles, de marnes, de grès et de biosparites à Mélobésiées.

• Cénomanien : représenté par une cinquantaine de mètres de calcaires fins riches en

fossiles au Djebel Braou.

• Sénonien supérieur : dans le Djebel Tella par une centaine de mètres de calcaires roux en bancs de 1 à 3 m à Orbitoides. Ces calcaires ont livré une microfaune typique du Sénonien supérieur (Maestrichtien ?).

Les formations du Secondaire que nous venons de citer, appartiennent toutes à l’ensemble

allochtone Sud-Sétifien.

• Maestrichtien : est connu à la limite Nord de la faille par des calcaires de la carrière de Bir el Ahrech et qui appartiennent à la nappe de Djemila.

b. le Tertiaire (Mio-Pliocène)

Le Tertiaire est représenté par des formations fluviatiles composées de sables, limons

rougeâtres, cailloutis et conglomérats. Il affleure au Nord-Ouest de la feuille, autour du Djebel Tnoutit et au Nord du Djebel Tella.


25

c. le Quaternaire

• Villafranchien : composé de formations lacustres (limons rougeâtres, plus ou moins

chargés de sable, avec conglomérats ; calcaires lacustres et sols à croûtes). Ces formations ont livré près d’El Eulma des vertébrés du Villafranchien.

• Quaternaire récent indéterminé :

o Alluvions anciennes et terres arables : les terres arables sont installées sur des

placages limoneux et supportent un sol brun peu ou pas calcaire.

o Alluvions récentes ou actuelles) : il s’agit de sables, des limons et des graviers. Ces formations ne sont développées que le long des oueds.

A ces séries s’ajoutent dans la région les formations suivantes :

• Dunes : il s’agit d’amas éolisés de sables calcareux et de poussières limoneuses

mêlées à des débris coquilliers fins ou végétaux, et qui forment de véritables cordons de dunes autour des deux chotts : Frain et Beidha.

• Sols de Sebkhas (salines naturelles) : vases salées inondées l’hiver, et formant, en

été, un sédiment chimique à la périphérie des surfaces lacustres permanentes. La récolte de sel y est possible, pratiquée actuellement d’une manière artisanale au Chott el Frain.

• Glacis polygéniques (éboulis de pentes consolidés) : sur toute la périphérie des

reliefs principaux existe une sorte de glacis polygéniques continu, jonché de fragments de roches non roulés et mêlés de terres de décalcification et de sables argilo-calcaire. Ce conglomérat sub-éolien est inculte et livré au pâturage.

II.3.2. Stratigraphie du site

Le site étudié dans ce mémoire est situé à quelques kilomètres au Nord de la Sebkhet

Bazer (figure II.8), implanté sur les formations du Quaternaire indéterminé (alluvions anciennes et terres arables). Plusieurs sondages réalisés autour du site ont permis de déterminer la lithologie rencontrée sur une dizaine de mètres de profondeurs. Ces sondages ont rencontré les formations suivantes (figure II.9) :

• Sols de couvertures : dans tous les sondages, la terre végétale épaisse de 0,40 m surmonte les alluvions récentes.

• Les alluvions récentes : elles sont représentées par des argiles brunes, des argiles

limoneuses noires puis des argiles jaunâtres. Ces alluvions sont développées jusqu’à une profondeur de 2,00 à 3,00m.

• Les alluvions anciennes : elles sont argilo-graveleuses à graves argileuses et ont une

épaisseur de 0,30 à 1,50 m environ.

• Substratum : le substratum argileux est rencontré à partir de 4 m et plus.

36°00’ N

Alluvions récentes

5°40’E

Aptien calcaire

Dunes Mio-Pliocène

Terres arables

continental

Figure II.6 : Carte géologique de la région de Bazer Sakhra (d’après Carte Géologique de l’Algérie au 1/50000, Bir et Ahrech)

Aptien marneuxBarrémien : calcaires,

dolomies, marnes et grès

Glacis polygéniques

Maestrichtien calcaire

N

36°00’ N

Jurassique dolomitique (Dogger à Malm)

Jurassique supérieur calcaire

Néocomien : marnes

Albien :Argiles, marnes, grès et biosparites

Cénomanien calcaire

Sénonien sup. calcaire

Sols salés Sols de Sebkha Villafranchien :

calcaires et cailloutis

0 5 km


27

Figure II.7 : Colonne stratigraphique synthétique de la région de Bir El Ahrech

Figure II.8 : Carte géologique aux alentours de la Sebkhet Bazer montrant la localisation du site étudié (carré rouge)

Terres arables et alluvions anciennes

Alluvions récentes

Villafranchien : calcaires et cailloutis

Sol de Sebkha

0 2 km


28

Figure II.9 : Colonne stratigraphique des formations superficielles de la région d’étude (d’après les logs des sondages réalisés dans le site)

II.3.3. Tectonique de la région Très peu d’affleurements sont visibles dans la région d’étude. Il est donc difficile

d’étudier la tectonique de la région. Les nappes telliennes sont réduites à de minuscules témoins, tandis que les reliefs calcaires appartiennent à l’ensemble allochtone sud-sétifien (Figure II.10).

La masse chevauchante Youssef-Braou-Tnoutit qui apparaît en fenêtre appartient à

l’ensemble allochtone sud-sétifien (Figure II.11). Cet ensemble est situé entre les séries telliennes marneuses et marno-calcaire (nappe de Djemila) qui les recouvrent au Nord et le domaine plissé hodnéen au Sud. Le contact de cet ensemble avec les chaînons du Hodna (front sud-sétifien) donne lieu à des structures tectoniques (convergentes) diversifiées : plis emboutis à axe tordu, plis à axe décroché, plis écrasés et replissés en accordéon, failles inverses (Vila, 1977).

La couverture lacustre plio-quaternaire est affectée d’ondulations à grands rayons de

courbure, donnant lieu à des formes convexes et concaves, mais les pendages des strates n’excèdent jamais un petit nombre de degrés par rapport à l’horizontale.

Figure II.10 : Carte tectonique simplifiée de la région de Bazer Sakhra (d’après la

carte géologique de au 1/50000, Bir et Ahrech)


30

Figure II.11 : Coupe géologique des lames des Djebels Youssef et Braou (d’après la carte géologique au 1/50.000, Bir El Ahrech)

II.3.4 Hydrologie et hydrogéologie

La surface qui appartient à la carte géologique de Bir el Ahrech n’a aucun écoulement vers la mer. Une grande partie des oueds converge vers la Sebkhet Bazer. Quelques rares oueds au sud de la feuille se jettent dans les chott el Frain et Beidha. Le réseau hydrique de Sebkhet Bazer est constitué par trois principaux oueds : (1) Oued Djermane ; (2) Oued el Mellah et (3) Oued el Guitoun. Les Oueds Djermane et el-Mellah se rejoignent pour se jeter dans la partie Nord-Est de la Sebkha, tandis que Oued el-Guitoun aboutit dans sa partie septentrionale.

Une particularité de la région est l’existence presque partout dans les terrains

quaternaires d’une nappe phréatique située à faible profondeur, et dont l’existence est due à la grande étendue des terrains meubles superficiels (alluvions anciennes et récentes du Quaternaire indéterminé) et à l’absence presque totale de drainage des eaux. Cette nappe d’eau est exploitée dans la région par un grand nombre de puits. Par contre les sources naturelles d’eau sont extrêmement rares.

Au Sud-Est de la feuille est localisée la source thermale de Hammam Sokhna qui est

probablement en relation avec l’existence du Trias en profondeur. Elle débite un volume important d’eau tiède (température 42 à 45°), contenant du chlorure de sodium et du sulfate de chaux avec un peu de bicarbonate de chaux.

II.3.5. Substances extraites et minéralisations

• Les salines naturelles sont exploitées d’une manière artisanale et saisonnier surtout au Chott el Frain.


31

• Des indices de Pb et de Zn sont connus dans la dolomie de l’Aptien au Djebel Braou

et au Tnoutit. Ils n’ont pas un intérêt économique.

• Un gisement de minerais métalliques (plomb et zinc) a été découvert et exploité au Djebel Gustar. Il s’agit d’amas sulfurés (blende ZnS et galène PbS) ou oxydés (calamine SiO2.2ZnO.H2O) liés au hard-ground de la limite Jurassique-Crétacé et remplissant un karst ancien dans les 25 mètres supérieurs des calcaires dolomitiques du Jurassique terminal. En plus des minerais déjà cités, on trouve dans ces amas de la pyrite (FeS2), du quartz (SiO2), de la dolomie (Mg,Ca)CO3, de la sidérite (FeCO3), de l’hydrozincite (ZnO, H2O), de la smithsonite (ZnCO3) et de la cérusite (PbCO3).

• Enfin, des roches silicifiées et minéralisées en cuivre existent au Djebel Youcef à la

limite (contact anormal) entres les dolomies du Jurassique et les grès du Barrémien. Ces roches silicifiées (cherts) présentent des mouchetures de malachite (CuCO3.Cu(OH)2) et d’azurite (2CuCO3.Cu(OH)2).

II.3.6. Sismicité de la région

Le Nord de l’Algérie est connue pour son intense activité sismique. Cette sismicité est liée aux mouvements tectoniques de convergence de la plaque africaine au Sud et de la plaque Eurasienne au Nord. Elle est essentiellement marquée par des séismes superficiels qui causent des dégâts considérables dans la zone épicentrale.

Le violent séisme du 21 mai 2003 de Boumerdès, de par son intensité, a causé des

dégâts matériels et des pertes humaines considérables. En Algérie, cinq zones sont définies en fonction de leur sismicité croissante :

Zone 0 : sismicité négligeable. Zone I : sismicité faible Zone II (IIa – II b) : sismicité moyenne Zone III : sismicité élevée.

La région d’étude est située dans la zone II, caractérisée par une sismicité moyenne

(Fig. II.12). Elle a connue plusieurs séismes destructeurs (17/02/1949 à Kherrata, 28/07/1974 et 11/07/1975 à Sétif). Le séisme le plus récent s’est produit le 15/07/1998 à Sétif et son intensité était de 5,46 dans l’échelle MSK.

Il est impératif de tenir compte de la sismicité régionale avant d’entreprendre toute

action de construction dans la région d’étude. Le tableau II.3 donne la sismicité de la région de Sétif et de ses environs (d’après CRAAG, Sétif).


32

Tableau II.3 : Historique de la sismicité dans la région de Sétif (d’après CRAAG, Sétif)

Site Date Temps Latitude Longitude Intensité (Echelle MSK)

El Eulma 12/01/1922 06H45 36° 12N 05°24E 6 El Eulma 16/04/1934 13H22 36°12N 05°24E 6 El Eulma 02/07/1940 08H45 36°12N 05°24E 5 El Eulma 23/11/1949 17H28 36°12N 05°24E 7 El Eulma 17/07/1955 23H30 36°12N 05°24E 4 El Eulma 17/07/1955 04H18 36°12N 05°24E 5 Sétif 19/05/1957 15H49 36°20N 05°40E 4 Sétif 13/11/1957 19H16 36°20N 05°40E 8 Sétif 14/11/1957 01H22 36°20N 05°40E 3 Sétif 21/11/1957 01H22 36°20N 05°40E 7 Sétif 22/11/1957 01H22 36°20N 05°40E 4 Sétif 26/11/1957 05H47 36°20N 05°40E 7 Sétif 29/11/1957 05H21 36°20N 05°40E 5 Sétif 15/05/1958 05H21 36°20N 05°40E 5 Sétif 20/081959 14H50 36°20N 05°40E 4 Tachouda 05/01/1977 18H25 36°17N 05°26E 6 Tachouda 17/04/1983 22H39 36°17N 05°26E 7 Tachouda 29/09/1987 07H56 36°17N 05°26E 4 Bir el Arch 02/07/1989 07H56 36°17N 05°26E 4 Bir el Arch 19/06/1993 01H26 36°24N 05°24E 4 Bir el Arch 03/11/1995 11H16 36°24N 05°24E 4 Djemila 25/06/1995 13H40 36°40N 05°80E 3 Sétif 20/05/1996 05H37 36°20N 05°40E 5 Sétif 15/07/1998 17H30 36°20N 05°40E 7

Figure II.12 : Carte de zonage sismique du territoire nationale, et localisation (carré rouge) de la région d’étude (d’après CGS 2003)

TLEMCEN

AIN TEMOUCHENT

SIDI BELABES

SAIDA

MASCARA

RELIZANE

TIARET

DJELFA

MEDEA

AIN DEFLACHLEF

TISSEMSSILT

TIPAZABLIDA

BOUIRA

TIZI-OUZOU

BOUMERDESALGER

BEJAIA

B.B. ARRERIDJSETIF

BATNA

BISKRA

JIJELSKIKDA

MILACONSTANTINE

GUELMA

ANNABA

EL TARF

SOUK AHRAS

TEBESSAKHENCHELLA

O.EL BOUAGUIORAN

MOSTAGANEM

El OUED

LAGHOUATEL BAYADHNAAMA

M'SILA

ZONE III

ZONE II a

ZONE I

CGS: Cen re National de Recherche Appliquée en Génie Parasismiquet

ZONE II b

ZONE 0

T u n i s i eM

a r

o c

CLASSIFICATION SISMIQUE DES WILAYAS D'ALGERIE

Ouargla

Ghardaia

Bechar

Adrar

Chapitre III

Reconnaissance des sols

Chapitre III Reconnaissance des sols III.1. Reconnaissance du site III.1.1. Essais in situ

a. Organisation La reconnaissance in situ des sols a été établie sur la base de :

(1) 12 sondages carottés au moyen d’une sondeuse DB850. La profondeur des sondages et de 25 m. Des essais Le Franc ont été ensuite effectués pour apprécier la perméabilité des sols suivis ensuite par la pose de piézomètres à la même profondeur ;

(2) des essais S.P.T (Standard Penetration Test ou pénétromètre au carottier) dans les formations graveleuses ;

(3) 13 essais pressiométrique effectués tous les 2 mètres dans des forages à la tarière φ 63 mm conduits jusqu’à 25m ;

(4) 5 forages à la tarière φ 63mm, conduits jusqu’à 25m ; (5) 5 puits à ciel ouvert de 3 m de profondeur chacun, réalisés à l’aide d’une pelle

hydraulique, équipée d’un godet rétro de 90 cm.

Le positionnement (coordonnées) de tous ces points d’investigation, repartis sur chaque ouvrage, est donné en annexe 1.

Enfin, 5 autres puits ont été également réalisés à la pelle mécanique pour reconnaître la

nature du sol et prélever des échantillons destinés à des essais routiers.

b. Sondages carottés et tarières Les sondages carottés

Un sondage carotté permet de (1) déterminer la coupe d’un sol (définition et repérage des

couches d’un sol) et (2) prélever des échantillons intacts ou remaniés, destinés à des études au laboratoire.

Le principe de fonctionnement d’un sondage carotté est le suivant : 1- Enfoncement d’un carottier dans le sol par pression ou rotation. 2- Le tube carottier isole un cylindre de sol (la carotte) qui est ensuite remonté à la surface.

Le domaine d’emploi et les limites d’un sondage carotté sont les suivants : 1- tous types de sols ou de roches sous réserve d’adapter les couronnes de forage au sol ; 2- permet de voir, puis d’analyser en laboratoire les sols situés en profondeur ; 3- prélèvement en continu d’échantillons de sols remaniés ou intacts ; 4- permet la mesure du niveau d’eau dans le sol.

Les sondages carottiers SC1 à SC 12, réalisés dans le périmètre d’étude, ont permis de dresser des coupes détaillées du sol (annexe 2).

35

Chapitre III Reconnaissance des sols

Les tarières C’est une technique de prélèvement utilisant un outil désagrégateur « tarière

continue ». Elle nous permet d’effectuer une coupe lithologique grossière du terrain ainsi que le prélèvement d’échantillons remaniés. D’après l’observation des cutting du forage pressiométrique, les terrains rencontrés sont présentés en annexe 3.

Synthèse des résultats

Ces différentes opérations nous ont permis de reconnaître la nature et les différentes couches du sol, sur lequel l’ouvrage va être bâti. Ainsi, de l’examen des coupes des sondages et des tarières, on distingue les couches suivantes du sol de fondation :

• Sols de couverture : dans tous les sondages, de la terre végétale épaisse de 0,40 m

surmonte les alluvions modernes. • Les alluvions modernes ou récentes : elles sont représentées par des argiles brunes

limoneuses noires puis des argiles jaunâtres. Ces alluvions sont développées jusqu'à une profondeur de 2,00 à 3,00 m.

• Les alluvions anciennes : elles sont argilo–graveleuses à graves argileuses et ont une épaisseur de 0,30 à 1,50 m environ.

• Substratum : nous rencontrons le substratum argileux à partir de 4 m et plus.

Les deux profils géologiques (figures III.1 et III.2) ci-après montrent la configuration du sol en profondeur.

c. Essai pressiométrique

Principes de la méthode

L’essai pressiométrique est un essai de chargement du sol in situ. Il permet la

détermination des caractéristiques de résistance et de compressibilité d’un sol in situ. Souvent utilisé, le succès de cet essai est du à ses nombreux avantages : - simplicité d’exécution, rapidité des mesures et des dépouillements, coût modéré ; - essai praticable dans tous les types de sols et de roches ; - seul essai in situ fournissant à la fois un critère de rupture et un critère de

déformabilité du sol. Les différentes étapes à effectuer durant cet essai sont les suivantes :

• Expansion d’une sonde cylindrique dans le sol. • La sonde est introduite dans un trou de forage, puis dilatée par pression

hydraulique. • On trace une courbe pression–volume, puis on détermine le module E

(module préssiométrique) et la pression limite PL (en MPa). Cet essai est adapté à tous les sols sous réserve que le forage préalable soit « parfait ». Les

résultats sont influencés par le mode de réalisation du forage et de mise en place de la sonde.

36

0

ARGILE VARI-COLORE (ROUGE, GRISE, VERTE, .....)

LEGENDE :

ALLUVIONS ANCIENNES ( GRAVE ARGILEUSE A ARGILE GRAVELEUSE JAUNATRE )

TERRE VEGETALE,ALLUVIONS MODERNES ( ARGILE BRUNE,ARGILE NOIRE )

NORD

640

700

680

660

20 40 8060 100 140120 180160 220200 240 260

SUD

S2

S1

S8 S9 S10

660

680

640

700

PROFIL GEOLOGIQUE D'APRES LES COUPES SONDAGES ( S1,S2,S8,S9,S10)

²

Mètre

Mètre

Figure III.1 :

0

ARGILE VARI-COLORE (ROUGE, GRISE, VERTE, .....)

LEGENDE :

ALLUVIONS ANCIENNES ( GRAVE ARGILEUSE A ARGILE GRAVELEUSE JAUNATRE )

TERRE VEGETALE,ALLUVIONS MODERNES ( ARGILE BRUNE,ARGILE NOIRE )

NORD

700

680

660

20 40 8060 100 140120 160

S3

S1

660

680

700

PROFIL GEOLOGIQUE D'APRES LES COUPES SONDAGES ( S1,S3,S4,S12) EST

S4 S12

Mètre

Mètre

Figure III.2 :


39

Le matériel utilisé lors de cet essai consiste en une sonde cylindrique dilatable à trois cellules, un contrôleur de pression–volume et des tubulures de liaison. La sonde de mesure doit avoir 20 cm de haut et l’essai doit être réalisé tous les 1/1,5 m.

L’essai de chargement doit se faire par paliers de pression (paliers 6 à 14) d’une minute ; à chaque palier Δp correspond une augmentation de volume ΔV de la sonde. On trace la courbe volume – pression et la courbe de fluage ; puis on détermine les caractéristiques préssiométriques EP (module pressiométrique, qui définit le comportement pseudo-élastique du sol), PF (pression de fluage, qui définit la limite entre le comportement pseudo-élastique et l’état plastique), et PL (pression limité de rupture, qui caractérise la résistance de rupture du sol).

Synthèse des résultats

Les résultats des essais pressiométriques sont reportés dans les tableaux en annexe

(annexe 4). Les résultats obtenus montrent que les caractéristiques préssiomètriques sont régulières et

serrées. Les couches testées peuvent être scindées en deux parties : (1) les formations de tête : sols de couverture, alluvions modernes, alluvions anciennes et

les deux premiers mètres du substratum argileux juste sous la nappe (les niveaux d’eau repérés dans les différents sondages sont compris entre les profondeurs de 1.55 m à 1.90 m. En fait, il existe une nappe présente dans les alluvions anciennes (grave argileuse) dont le niveau peut varier suivant les saisons). Les caractéristiques pressiométriques de cette partie sont données dans le tableau III.1.

(2) les formations argileuses sous jacentes qui se sont révélées moyennement compactes. Les caractéristiques pressiométriques de cette partie sont données dans le tableau III.2.

Tableau III.1 : Caractéristiques pressiométriques des formations de tête

Tableau III.2 : Caractéristiques pressiométriques des formations argileuses compactes

Profondeur (m) Plage Pl (bar) Pl moy (bar)

0,00 à 6,00 m 5,88 < pl < 8.95 7,19

6,00 à 25 m 9,28 < pl < 12.19 10,89

Profondeur (m) Plage E (Bar) E moy (Bar)

0,00 à 6,00 m 50,41 < E < 105,78 75

6,00 à 25 m 58,95 < E < 130,92

83


40

Il apparaît des résultats obtenus (tableaux III.1 et III.2) que les formations de tête (sols de couverture, alluvions modernes) sont impropres à recevoir toute fondations d’ouvrage. Il n’est donc possible d’y asseoir les fondations qu’à partir de la couche d’alluvions anciennes ou du substratum argileux.

Par ailleurs, nous avons rencontré l’eau dans nos sondages à faible profondeur, entre

1,55 et 1,90 m. III.1.2. Essais de laboratoire

60 échantillons de sols ont été extraits des sondages à différentes profondeurs. Des

essais de laboratoire ont été réalisés sur ces échantillons afin de déterminer leurs paramètres physiques, mécaniques et chimiques.

a. Présentation des différents paramètres

Paramètres physiques La teneur en eau d’un sol est le quotient de la masse de l’eau contenue dans un

échantillon de sol par la masse des particules de sol sec. La densité sèche d’un sol est le quotient de la masse sèche d’un échantillon de sol par

le volume total. Le degré de saturation d’un sol est le rapport du volume des vides rempli d'eau au

volume total des vides. L’analyse granulométrique par tamisage : l’objectif de l’analyse granulométrique

est la détermination du poids des particules d’un matériaux suivant leur dimension (D > 0,08 mm). Elle permet une classification des sols. L’essai consiste à Fractionner les particules du sol en plusieurs catégories de grains de taille décroissante par tamisage. Pour cela, on verse les matériaux dans le tamis qui possède la plus grande taille. On recueille le refus et le tamisât. Le tamisât est versé dans le tamis de taille immédiatement inférieur et ainsi de suite.

On pèse les différents refus et on les cumule. Les poids sont rapportés au poids initial,

les pourcentages obtenus sont représentés sur la courbe granulométrique (les résultats de l’analyse granulométrique sont donnés en annexe 5).

Limites d’Atterberg : (Limites de liquidité et de plasticité et indice de plasticité)

Ces paramètres permettent de déterminer les états de consistance d’un sol et ainsi de les classer. En effet, la consistance d’un sol varie de façon continue selon la teneur en eau : Lorsque celle–ci augmente, le sol passe successivement de l’état solide à l’état plastique puis à l’état liquide. L’essai définit conventionnellement les limites entre ces états.

o Limite de liquidité WL

L’échantillon du sol est mis en place dans une coupelle et on trace un sillon avec

l’outil à rainurer (figure III.3). Par convention, la limite de liquidité est la teneur en eau du matériau qui correspond à une fermeture de 1 cm des lèvres de la rainure après 25 chocs. On


41

mesure la teneur en eau W au moment de la fermeture conventionnelle. La limite de liquidité est donnée, en fonction du nombre de coups N pour obtenir cette fermeture, par la formule :

Figure III.3 : Dispositif utilisé pour déterminer la limite de liquidité (d’après Norme

AFNOR NF P 94-500) .

o Limite de plasticité W P

A partir d’une bouteille d’échantillon qu’on roule sur un marbre à la main, ou avec une plaque, on forme un rouleau aminci progressivement jusqu'à 3 mm de diamètre et d’une longueur plaque, on forme un rouleau aminci progressivement jusqu'à 3 mm de diamètre et d’une longueur milieu de 1 à 2 cm, se fissure. On mesure alors la teneur en eau qui est la limite de plasticité.

o Indice de plasticité IP

Il se déduit des limites de liquidité et de plasticité par la relation suivante :

I = WP L - WP Ces essais ne s’appliquent qu’aux sols cohérents à grains fins tels que les argiles. Ils

sont empiriques et dépendent de la dextérité de l’opérateur, de l’outil à rainurer et du matériel utilisé.

Les résultats de ces essais sont donnés en annexe 6.

Paramètres mécaniques Les essais effectués sont les suivants :

• Essais de cisaillement, consolidés, drainés pour apprécier de comportement du sol à long terme


42

• Essais de cisaillement, non consolidés, non drainés pour apprécier de comportement du sol à court terme

Essai de cisaillement à la boite de « CASAGRANDE »

Cet essai permet la détermination de la résistance de cisaillement d’un sol (cohésion c et angle de frottement interne ϕ). Ces paramètres sont essentiels dans l’étude de stabilité des pentes et des talus, et pour le calcul de la portance des fondations (ces deux paramètres permettent d’accéder à la capacité portante avec une déformation acceptable).

L’essai consiste à soumettre un échantillon de sol à un cisaillement direct en

appliquant une contrainte normale constante. L’échantillon placé dans la boite (appelée de « CASAGRANDE ») et soumis à une contrainte normale, est cisaillé à vitesse contrôlée. On note pour une contrainte normale donnée, l’effort de cisaillement en fonction du déplacement. L’essai est recommencé sur au moins deux autres échantillons du même sol.

On trace point par point la courbe de cisaillement-déformation qui fait apparaître dans

la plupart es cas un pic caractérisé par un couple (τ , σ). Ces valeurs de pics sont représentées sur diagramme cisaillement-contrainte normale.

La droite qui passe par ces points est la droite intrinsèque ou droite de coulomb d’équation :

τ = c + σ tg ϕ

Figure III.4 : Schéma de la boite de CASAGRANDE (http://lyc-du-batiment-saint-lambert.scola.ac-paris.fr/gendroncisaillementimage1.gif)

Les différents types d’essai UU (non consolidé, non drainé), CU (consolidé, non

drainé), CD (consolidé, drainé) sont envisageables, le seul paramètre permettant de maîtriser le drainage est la vitesse de cisaillement.

Les essais de type non drainé ne sont donc possibles que dans le cas des argiles. Les caractéristiques intrinsèques sont déterminées pour les valeurs de ‘’pics’’, mais on

peut également définir des valeurs de palier.

http://lyc-du-batiment-saint-lambert.scola.ac-paris.fr/gendroncisaillementimage1.gif

http://lyc-du-batiment-saint-lambert.scola.ac-paris.fr/gendroncisaillementimage1.gif


43

Essai de compressibilité à l'oedomètre L'essai de compressibilité à l'œdomètre est une application directe de la théorie de la

consolidation; il permet d'évaluer l'amplitude des tassements des ouvrages ainsi que leur évolution.

L’appareillage comprend une cellule contenant l'échantillon et un bâti de chargement,

ses organes essentiels sont les suivants :

• un cylindre rigide en métal contenant l'échantillon ; • deux pierres poreuses assurent le drainage des deux faces de l'échantillon ; • une réserve d'eau en contact avec les pierres poreuses ; • un piston coulissant dans le cylindre et venant charger l'échantillon ; • un ou deux capteurs mesurant les déplacements ; donc les variantes d'épaisseur

de l'échantillon (tassement ou gonflement). Généralement, l'échantillon de sol a un diamètre de 70 mm et une épaisseur initiale

voisine de 20 mm. Les tassements sont mesurés avec une incertitude de 1/100 de millimètre. Le bâti de chargement permet d'appliquer sur le piston de charges verticales p correspondant à des pressions généralement comprises entre 5 et 2500 KPa.

Il convient de se reporter à la norme NF 94-090 de l’essai oedométrique pour le détail

du mode opératoire. Cet essai permet d'établir, pour un échantillon donné, deux types de courbe :

(1) la courbe de compressibilité, qui indique le tassement total en fonction du

logarithme de la contrainte appliquée. (2) les courbes de consolidation, qui donnent le tassement de l'échantillon en fonction

du temps sous application d'une contrainte constante. Ces courbes permettent la détermination expérimentale du cœfficient cv (coefficient de consolidation).

Analyses chimiques

Les analyses chimiques ont pour but de déterminer les différentes teneurs des sols suivantes :

• teneur en carbonates ; • teneur en éléments insolubles ; • teneur en sulfates ; • teneur en matière organique


44

b. Résultats des essais de laboratoire et interprétation

Ces résultats concernent les sols de fondation (ie. le substratum argileux).

Etat du sol

Les résultats détaillés des essais sont donnés en annexe 7. La moyenne des résultats est donnée dans le tableau.

Paramètres

Valeur

Teneur en eau

20-28

Degré de saturation (Sr)

91-100

Densité sèche (d)

1,5-1,8 t/m3

Densité humide (h)

1,98-2,11 t/m3

Tableau III.3 : Synthèse des résultats des essais pour la détermination des paramètres

physiques des sols de fondation.

La valeur de la teneur en eau s’échelonne entre 20 et 28 % par rapport à la saturation complète. Cela représente un degré de saturation compris entre 91 et 100 %. De tels seuils caractérisant un état hydraulique saturé.

La valeur de la densité sèche mesurée sur les mêmes échantillons se tient dans une

fourchette de 1,5 à 1,8 avec une moyenne de 1,65 t /m3. Ce qui conduit à une densité humide de 2 t/m3. D’après la norme géotechnique (XP P 94-011), le sol argileux se situe dans la famille de sols denses.

Analyse granulométrique

Les résultats détaillés sont donnés en annexe (annexe 5). La fraction des fines (0,08 mm) demeure dominante avec plus de 95% de la composition granulaire composé essentiellement d’argile et de limon. S’agissant donc d’un sol dont la teneur en fines est de 95% et dont les trois fractions granulaires sont de 50% pour l’argile, 30% pour les limons et 19% pour les sables, nous considérons que du point de vu granularité, le sol en profondeur est argileux.

La moyenne et l’écart type de ces composantes sont représentées dans le tableau suivant :

Fraction Argile Limon Sable

x 49,89 29,38 19,32 σ 10,29 9,53 8,88

Tableau III.4 : Pourcentage des différents composants du sol de fondation


45

Plasticité du sol

Les résultats détaillés sont donnés en annexe (annexe 6). Selon le diagramme de plasticité (figure III.5), il s’agit bien d’une argile très plastique (At), de consistance dure.

Fraction Wc Ip Ic

x 61.56 29.04 1.20 7.19 3.85 0.11 σ

Tableau III.5 : Synthèse des résultats des essais pour la détermination des limites d’Atterberg

des sols de fondation.

Figure III.5 : Diagramme de plasticité pour les sols de fondation du site étudié

Essais mécaniques : cisaillement

Les résultats détaillés sont donnés en annexe (annexe 8).

Tableau III.6 : Synthèse des résultats des essais pour la détermination de la cohésion non drainé et de l’angle de frottement interne (à court terme) des sols de fondation

Paramètre

Plage Moyenne

C (bar) 0.57 - 0.95 0.76 u

8° - 16° 10° ϕu


46

Les valeurs Cu et ϕu indiquent que les argiles sont de qualité moyenne

Tableau III.7 : Synthèse des résultats des essais pour la détermination de la cohésion non drainé et de l’angle de frottement interne (à long terme) des sols de fondation.

Les essais de cisaillement, drainés consolidés, dispersés nous donnent des valeurs

d’angle de frottement supérieurs de 6 points avec une légère baisse pour la cohésion. Ils vérifient la bonne qualité des argiles. Il apparaît donc que le sol testé est doté d’une bonne cohésion

Essais mécaniques : compressibilité

Les résultats détaillés sont donnés en annexe (annexe 9).

Paramètres de compressibilité

Plage

σ c (pression de préconsolodation)

1,55 à 2,40

Cc (indice de compression)

0,150 à 0,380

Cg (indice de gonflement)

0,040 à 0,060

Tableau III.8 : Synthèse des résultats des essais pour la détermination des paramètres

de compressibilité des sols de fondation Le sol argileux est à classer dans la catégorie de sol normalement consolidé à sur

consolidé, compressible à très compressibles et légèrement gonflant à non gonflant.

Agressivité et matière organiques (analyses chimiques)

Les résultats détaillés des analyses chimiques sont donnés en annexe 10. Les terrains supérieurs (alluvions modernes et anciennes) et les terrains argileux sous

jacents ont montré une très forte agressivité (le sol contient une quantité considérable de sulfate qui est la cause principale dans l’endommagement du ciment).

La teneur en matières organiques contenue dans les limon et les argiles noires est

faible (<3 %). Le sol analysé est considéré comme non organique.

Paramètre

Plage Moyenne

C (bar) 0.44 – 0.69 0.54 u

7° - 26° 16° ϕu


47

III.1.3. Conclusion

(1) La reconnaissance des sols exécutée à l’emplacement des ouvrages de la station d’épuration des eaux usées a été établie sur la base des : (a) essais in situ (sondages carottés, sondages pressiométriques, forage à la tarière et puits à ciel ouvert) ; (b) essais de laboratoire.

(2) Les sondages ont permis de mettre en évidence un sol de couverture épais de 2,5

à 4 m composé de terre végétale, d’alluvions modernes et d’alluvions anciennes. Ces dernières renferment en leur sein une nappe d’eau dont le niveau se trouve à 2 m de profondeur environ. Le substratum est argileux à horizons légèrement limono-sableux imperméable.

(3) Les essais in situ et de laboratoire montrent que, sous la couche de couverture et

sur toute l’étendue de l’assiette, on trouve un substratum argileux de qualité moyenne à bonne. Le terrain de Bazer Sakhra étudié convient pour construire les ouvrages projetés.

Chapitre IV

Calcul des fondations

Chapitre IV Calcul des fondations

IV.1. Introduction

Une fondation superficielle est définie par les caractéristiques géométriques suivantes : (figure …)

- la largeur B de la semelle (plus petit côté) ; - la longueur L d’une semelle rectangulaire (plus petit côté) ; - la hauteur d’encastrement D qui désigne l’épaisseur minimale des terres au dessus du

niveau de fondation ; - l’ancrage de la semelle R qui désigne la profondeur de pénétration de la semelle dans

la couche porteuse.

************* ************** D Couche porteuse B

R

Figure IV.1 : Caractéristiques géométriques d’une fondation superficielle En fonction du rapport D/B, les fondations sont divisées en trois classes :

• Une fondation est dite superficielle si le rapport D/B < 6. • Si 6 < D/B < 10, les fondations sont semi -profondes. • Si D/B > 10, les fondations sont considérées comme profondes.

Le DTU 13.12 (AFNOR, DTU P11 711) définit le type de fondation suivant la figure IV.2.

IV.2. Types de fondations superficielles On distingue les semelles suivantes : • les semelles isolées divisées en :

o les semelles carrées : dans lesquelles L = B (figure IV.3.a) ; o les semelles rectangulaires : B < L < 5B ; o les semelles circulaires : b = 2R ;

• les semelles filantes : L > 5B (figure IV.3.b) ; • les radiers : les dimensions B et L sont importantes (figure IV.3.c) ;

49


D (Hauteur d’encastrement en mètre)

B (Largeur en mètre)

Fondation superficielle

Fondation profonde

1

2

3

4

5

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

Figure IV.2 : Domaines des différents types de fondations en fonction de la largeur B et la

hauteur d’encastrement D de la semelle.

a : semelles carrées b : semelles filantes c : radiers

Figure IV.3 : Différents types de semelles

50


IV.3. Capacité portante et tassement Dans un premier temps, l’ingénieur géotechnicien cherchera à fonder son ouvrage

superficiellement pour des raisons de coût évidentes. Il devra alors, se préoccuper en tout premier lieu de la capacité portante de sa fondation, c’est à dire vérifier que les couches de sol superficielles peuvent effectivement supporter la charge transmise si le résultat des calculs est concluant, notamment s’il n’aboutit pas à une aire de la fondation prohibitive, il doit alors s’assurer que son tassement sous les charges de fonctionnement prévus (courantes ou exceptionnelles) est dans les limites admissibles.

Capacité portante et tassement sont les deux aspects de la stabilité qu’il y a lieu de considérer lors du calcul des fondations superficielles.

Les notions de capacité portante et de tassement sont clairement illustrées par la figure IV.4 qui représente une courbe typique obtenue lors du chargement d’une fondation superficielle. La largeur de la fondation est notée B et la profondeur où est située sa base est notée D.

Appliquons une charge monotone croissante, d’une manière quasi statique, à une fondation posée à une profondeur D donnée et relevons les tassements obtenus en fonction de la charge appliquée Q. Au début du chargement, le comportement est sensiblement linéaire, c’est à dire que le tassement croit proportionnellement à la charge appliquée puis le tassement n’est plus proportionnel (certaines des zones de sols plastifiées sous la fondation).

A partir d’une certaine charge Ql (Qu) (charge limite ou charge ultime), il y a poinçonnement du sol ou tout au moins un tassement qui n’est plus contrôlé. Le sol n’est pas capable de supporter une charge supérieure. Cette charge Ql (Qu) est la capacité portante de la fondation (charge limite, charge de rupture ou charge ultime).

Le dimensionnement correct de la fondation d’un ouvrage consiste, à s’assurer que l’on reste en deçà à de cette charge limite, avec une certaine marge quantifiée par un coefficient de sécurité, et que les tassements, correspondants sont admissibles (point Qd, Sd sur la figure IV.4).

Figure IV.4 : Courbe tassement-charge obtenue lors du chargement d’une fondation

superficielle.

51


IV.4. Calcul de la contrainte admissible (Qadm)

IV.4.1. Méthode Pressiométrique Selon le fascicule N° 62 titre V (Règles de conception et de calcul des fondations des ouvrages de Génie Civil), le calcul de la pression maximale de rupture au dessous des fondations se fait selon les relations suivantes :

Contrainte ultime : Qu = qo + kp x (ple - po) ……………….(1)

Contrainte de calcul : QELU = Qu/2 …………………….(2)

Contrainte admissible : QELS = Qu/3 ………………….(3) Avec qo : pression verticale due au poids des terres au niveau de la fondation ; ple: pression limite équivalente ; po : pression horizontale des terre au repos ; kp : facteur de portance en fonction de l’encastrement et de la largeur de la fondation.

• Calcul de qo

qo = γh x D, avec γh = 1,8 t/m3 et D = 1,50 m.

A.N. qo = 1,8 t/m3 x 1,50m = 2,7 t/m2

• Calcul de kp

Avant de calculer kp, il faut voir le tableau des valeurs numériques du coefficient de portance ainsi que le tableau de classification du sol.

o Valeur numérique du coefficient de portance Les valeurs du coefficient de portance sont données par les expressions ci-après, en fonction de la catégorie de sol considéré, des rapports B/L et De/B.

52


Classe de sol Valeur de kp

Argile et limons A, craies A 0,8 [1 + 0,25 (0,6 + 0,4 LB ) B

De ]

Argile et limons 0,8 [1 + 0,35 ( 0,6 + 0,4 LB

) BDe ]

argile 0,8 [1 + 0,50 ( 0,6 + 0,4 LB ) B

De ]

Sables [1 + 0,35 ( 0,6 + 0,4 LB ) B

De ]

Sables et graves [1 + 0,50 ( 0,6 + 0,4 LB ) B

De ]

Sables et graves [1 + 0,80 ( 0,6 + 0,4 LB ) B

De ]

Craies B et C 1,3 [1 + 0,27 ( 0,6 + 0,4 LB ) B

De ]

Marne, marno-calcaire, roche altérée [1 + 0,27 ( 0,6 + 0,4 LB ) B

De ]

Tableau IV.1 : Formules de calcul du coefficient de portance kp en fonction de la classe de

sol

Classe de sol Pression limite PL ( Mpa )

Argile, limoneuse

A B C

Argile et limons mous Argile et limons ferme Argile très ferme à dure

< 0,7 1,2 – 2,0

> 2,5

Sables, graves A B C

Lâche Moyennement compacts

Compacts

< 0,5 1,0 – 2,0

> 2,5

Craies A B C

Molles Altérées

Compacts

< 0,7 1,0 – 2,5

> 3,0

Marne marno-calcaire

A B

Tendres Compacts

1,5 – 4,0 > 4,5

Roche A B

Altérées Fragmentées

2,5 – 4,0 > 4,5

Tableau IV.2 : Catégories conventionnelles de sols en fonction de la pression limite PL

53


Valeurs des paramètres utilisés pour le calcul

Cas d’un bassin rectangulaire

Suivant le sondage pressiométrique SP5, la formation argileuse à les caractéristiques

suivantes : D = 1,5 m B = 47,90 m L = 71,30 m D = profondeur d’encastrement de la fondation ; B = largeur de la fondation ; L = longueur de la fondation.

Tableau IV.3 : Résultats de sondage pressiométrique SP5 (cas d’un bassin rectangulaire)

Profondeur (m)

Pression limite

PL (bar)

Pression horizontale des terres au repos

Po

Pression limite nette

PL* =(PL-Po) (bars)

2,00 07,38 0,36 07,02

4,00 05,38 0,72 04,66

6,00 06,78 1,08 05,70

8,00 6,68 1,44 05,24

10,00 10,28 1,8 08,48

12,00 12,58 2,16 10,42

14,00 13,28 2,52 10,76

16,00 08,78 2,88 05,90

18,00 12,08 3,24 08,84

20,00 12,08 3,60 8,48

22,00 14,58 3,96 10,62

23,00 13,38 4,14 09,24

Moyenne 8,11

54

Chapitre IV Calcul des fondations Ple* moyen = 8,11 bars, donc le sol se situe dans la classe A : Argile et limons mous Donc, Kp = 0,8 x [1 + 0,25 x (0,6 + 0,4 x L

B ) x BDe ]

Calcul de De

De = *1

Ple x Pl* (z)dz , De : hauteur d’encastrement équivalente. ∫D

o

Calcul de Ple* (pression limite équivalente) Terrain homogène

Le terrain est constitué sous la fondation jusqu’à une profondeur d’au moins 1,5.B, d’un

même sol ou de sols de même type et de caractéristiques comparables. Dans ce cas on établit un profil linéaire schématique représentatif de la tranche de sol

(Figure IV.4) :

[D, D + 1,5.B] de la forme Pl*(z) = az + b Ple* = Pl* (Ze), avec : Ze = D + 2/3.B

Figure IV.5 : Tranche de sol dans un terrain homogène

Terrain non homogène

Le terrain est constitué sous la fondation jusqu’à une profondeur d’au moins 1,5.B, de sols de nature différentes et de résistances mécaniques différentes, mais de même ordre de grandeur.

55


Pour cela le calcul de Ple*, après avoir éventuellement éliminé les valeurs singulières (dues, par exemple à la présence de bloc ou concrétions), on procède à une moyenne géométrique sur la tranche de sol [D, D +1,5 . B] :

Ple* = n npepp *.......*.*1 lll

Ce qui est sensiblement équivalente à l’expression plus générale :

Log (Ple*) = ∫+ BD

DdzzpB

.5,1).(*log(.5,1

1 l

Pl* (Z) étant obtenu joignant par des segments de droite sur une échelle logarithmique les différents pl* mesurées.

Figure IV.6 : Tranche de sol dans un terrain non homogène

Application numérique : Le sol rencontré étant de même nature et de caractéristiques comparables (valeurs de

pl voisines de 8,11 bars ), Ple* = 8,11 bars.

Donc : De = 11,81 x 1,5 x 7,02

De = 1,30 m

Kp = 0,8 [1 + ,25 (0,6 + 0,4 . 7045 ) . 45

29,1 ]

kp = 0,80 bar

56


• Calcul de po

po = ko x qo ko : coefficient (ko = 1) qo = γh x D γh = 1,8 t/m3

D = 1,5 m qo = 1,8 x 1,5 = 2,7, donc

qo = 1 x 2,7 = 2,7 t/m3 = 0,27 bar

Pression verticale due au poids des terres au niveau de la fondation qo 0,27 bars

Pression limite équivalente Ple* = Ple - Po 8,11 bars

Facteur de portance en fonction de l’encastrement et de la largeur de la fondation kp 0,8 bars

Tableau IV.4 : Récapitulatif des résultats de calcul de la pression verticale, pression limite

équivalente et facteur de portance (cas d’un bassin rectangulaire)

Contrainte Valeur

Contrainte ultime Qu Qu = 0,27 + 0,8 ( 8,11 ) = 6,75 bars

Contrainte de calcul QELu QELu = 275,6 = 3,37 bars

Contrainte admissible QELs QELs = 275,6 = 2,25 bars

Tableau IV.5 : Résultats du calcul des contraintes (cas d’un bassin rectangulaire)

Cas du réservoir circulaire

Suivant le sondage pressiométrique SP13, la formation argileuse à les caractéristiques suivantes :

D = 1,5 m et B = 43m D : profondeur d’encastrement ; B : la petite côte de la fondation.

57


Profondeur (m)

Pression limitePL (bar)


Po


PL* = (PL-Po) (bars)

2,00 07,10 0,36 6,74

4,00 05,50 0,72 4,78

6,00 09,20 1,08 8,12

8,00 12,30 1,44 10,86

10,00 07,40 1,8 05,60

12,00 12,30 2,16 10,14

14,00 10,70 2,52 08,18

16,00 11,10 2,88 08,22

18,00 11,00 3,24 07,76

20,00 11,70 3,6 08,10

22,00 12,30 3,96 08,34

23,00 12,40 4,14 08,26

Moyenne 07,92 bars

Tableau IV.6 : Résultats des essais pressiométrique (cas d’un réservoir circulaire)

Ple*moy = 7,92 bars, donc on peut classer le sol d’après le tableau de la classification du sol dans la classe A : argile et limons mous.

• Calcul qo

qo = γh x D avec γh = 1,8 t/m3, D = 1,5 m. qo = 1,8 x 1,5 = 2,7 t/m3 = 0,27 bars

qo = 0,27 bar

58


• Calcul kp Kp = 0,8 [ 1 + 0,25 ( 0,6 + 0,4 . 43

43 ) . BDe ]

De = ? Calcul De

De = *1

Ple ∫D

o

Pl* (z)dz

De : hauteur d’encastrement équivalente

Terrain homogène : Ple* = pl* (Ze)

Pl* (Z) = az + b La pression limite équivalente est prise égale à :

Ple* = pl* (Ze)

De =lp

1 . D . pl*

De = 92,71 . 1,5 . 6,7

De = 92,774,65,1 x = 1,27 m

Donc : kp = 0,8 [1 + 0,25 ( 0,6 + 0,4. 4343 ) . 43

27,1 ]

kp = 0,80 bar

Pression verticale du au poids des terres au niveau de la fondation qo 0,27 bars


Facteur de portance en fonction de l’encastrement et de la largeur de la fondation kp 0,8 bars


équivalente et facteur de portance (cas d’un réservoir circulaire)

59


Contrainte Valeur

Contrainte ultime Qu Qu = 0,27 + 0,8 ( 7,92 ) = 6,60 bars



Tableau IV.5 : Résultats du calcul des contraintes (cas d’un réservoir circulaire)

Cas du bâtiment

Suivant le sondage pressiométrique SP1, la formation argileuse à les caractéristiques suivantes :

D = 2 m , B = L = 2m (semelle carrée) D : profondeur d’encastrement ; B : le petit côté de la fondation.

60


Profondeur

(m) Pression

limite PL (bar)


Po


PL* =(PL-Po) (bars)

2,00 06,90 0,36 6,54

4,00 07,70 0,72 6,98

6,00 07,90 1,08 6,82

8,00 10,70 1,44 9,26

10,00 12,10 1,80 10,3

12,00 11,40 2,16 9,24

14,00 10,30 2,52 7,78

16,00 10,30 2,88 7,42

18,00 03,00 3,24 0,24

20,00 14,90 3,60 11,3

22,00 09,80 3,96 5,84

23,00 15,60 4,14 11,46

Moyenne 07,76 bars

Tableau IV.9 : Résultats des essais pressiométrique (cas d’un bâtiment)

Ple*moy = 07,76 bars, donc notre sol se classe dans la catégorie A : argile et limons

mous.

• Calcul de qo

qo = γh x D avec γh = 1,8 t/m3 , D = 1,5 m ; qo = 1,8 x 1,5 = 2,7 t/m3 = 0,27 bars.

qo = 0,27 bar

61


• Calcul de kp

kp = 0,8 [ 1 + 0,25 x (0,6 + 0,4 x 5,1

5,1 ) x 5,1De ]

o Calcul de De

De = *1

Ple ∫D

o

Pl* (z)dz

De : hauteur d’encastrement équivalente

Terrain homogène

Pl* (Z) = az + b La pression limite équivalente est prise égale à :

Ple* = pl* (Ze)

De =lp

1 . D . pl* De = 76,754,65,1 x = 1,26 m

De = 76,71 . 1,5 . 6,54

De = 76,754,65,1 x = 1,26 m

Donc : kp = 0,8 [1 + 0,25 ( 0,6 + 0,4 x 1 ) . 5,1

26,1 ]

kp = 0,96

Pour le sondage pressiométrique SP1 à 2m de profondeur.

Profondeur (m)

Pression limite PL (bar)

Pression limite nette PL* = (PL – Po)

(bar)

2,00 06,90 06,54

Ple* = pl – po = 6,90 – 0,36 = 6,54 bars 5,84 < Ple* < 11,46 bars Ple*moy = 7,76 bars

62


Pression verticale du au poids des terres au niveau de la fondation qo 0,27 bars


Facteur portance en fonction de l’encastrement et de la largeur de la fondation Kp 0,96 bars


équivalente et facteur de portance (cas d’un bâtiment)

Contrainte Valeur

Contrainte ultime Qu Qu = 0,27 + 0,96 (7,76) = 7,71 bars



Tableau IV.11 : Résultats du calcul des contraintes (cas d’un bâtiment)

IV.4.2. Calcul de la capacité portante à partir des essais de laboratoire (méthode

« C-ϕ ») Semelle filante charge verticale centrée : Dans le cas d’une semelle filante, la contrainte de rupture sous charge verticale centrée est obtenue par la relation générale suivante :

QL = 0,5 γ1 . B . Nγ + γ2 . D . Nq + CNc Avec : QL : contrainte de rupture (capacité portante) en (bars) ; γ1 : poids volumique du sol sous la base de la fondation (t/m3) ; γ2 : poids volumique du sol latéralement à la fondation (t/m3) ; C : cohésion du sol sous la base (bars) ; Nγ, Nq, Nc : facteur de portance, ne dépendant que de l’angle de frottement interne ϕ du sol sous la base de la fondation ; B : profondeur d’ancrage des semelles ; L : largeur de la semelle ;

Les différents termes sont les suivants :

63


- Terme de surface (en de pesanteur) 0,5. γ1. B.Nγ, car il est fonction de B et de γ1 du sol sous la fondation ;

- Terme de profondeur (de surcharge) γ2 . D . Nq , les terres situées au dessus du niveau agissant comme une surcharge ;

- Terme de cohésion C est relatif à la cohésion du sol sous la semelle sur l’épaisseur considérée.

• Influence de la forme de la fondation (charge verticale centrée) La relation générale de la contrainte de rupture est modifiée par l’introduction de coefficients multiplicateurs Sγ, Sp, Sc pour tenir compte de la forme de la fondation.

qL = 1/2. Sγ. γ1 . Nγ + Sq. γ2. D . Nq +Sc. C.Nc

COEFFICIENT DE FORME VALEURS DE TERZAGHI

Fondations Rectangulaires Carrées Circulaires

Sγ 1 – 0,2 LB 0,8 0,6

Sq 1 1 1

Sc 1 + 0,2 LB 1,2 1,3

Tableau IV.12: Coefficients de forme (valeurs de Terzaghi)

a. La portance admissible du sol est calculée en fonction des caractéristiques

mécaniques « C - ϕ » à long terme

o Cas d’une semelle filante :

QL = 0,5 γ1 . B . Nγ + γ2 . D . Nq + C.Nc

Avec : γ1 : (γh1 - γw2 ) = 1 t/m3

γ2 : 1,9 t/m3 C : 0,54 bar ϕ = 16° Nc = 11,63

Nq = 4,34 Nγ = 1,72

QL = 0,5 x 1 .B .1,72 + 1. 9 .D . 4,34 + 0,54 .11,63

64


QL = 0,86. B. 0,82 .D + 6,28 B(m) D(m) 1m 2m

2m 2,92 bars 3,21 bars

3m 3,2 bars 3,48 bars

Tableau IV.13 : Valeurs de Qadm en fonction de B et D en bars (caractéristiques

mécaniques « C - ϕ » à long terme)

Avec : Qadm = QL/3

o Cas d’un radier circulaire clarificateur

QL = 0,5 Sγ.γ1 . Nγ + Sq γ2 . D . Nq + Sc . C.Nc Avec : B = 43 m

Sγ = 0,6 Coefficient de forme Sq = 1 Sc = 1,3 γ1 = 1 t/m3

γ2 = 1,9 t/m3 C = 0,54 bar Nc = 11,63 ϕ = 16° Nq = 4,34

Nγ = 1,72

QL = 0,5 x . 0,6 .1 . 1,72 + 1. 0,19 .D . 4,34 + 1,3 . 0,54 . 11,63

B = 43 m

QL = 0,51 + 0,82 .D + 8,16

QL = 1,33. D + 8,16

65


D(m) Qadm ( bars )

2 3,60

3 4,05

Tableau IV.14 : Valeurs de Qadm en fonction de D (Cas d’un radier circulaire clarificateur)

o Cas d’une semelle rectangulaire : bassin d’aération Avec : B = 45 m et L = 70 m

Bassin rectangulaire

L = 70 m

Sγ = 0,87 Coefficient de forme Sq = 1 Sc = 1,12 γ1 = ( γh1 - γw2 ) = 1 t/m3

γ2 = 1,9 t/m3 C = 0,54 bar Nc = 11,63 ϕ = 16° Nq = 4,34

Nγ = 1,72

B= 45 m

QL = 1 / 2 Sγ.γ1 . Nγ + Sq γ2 . D . Nq + Sc . C.Nc QL = 0,5 x 0,87 .1 . 1,72 + 1. 0,19 .D . 4,34 + 1,12 . 0,54 . 11,63 QL = 0,74 + 0,82 .D + 7,03

QL = 1,56. D + 7,03

66


D (m) Qadm ( bars )

2 3,38

3 3,90

Tableau IV.15 : Valeurs de Qadm en fonction de D (Cas d’une semelle rectangulaire : bassin

d’aération)

o Semelle carrée : cas d’un bâtiment

QL = 0,5 Sγ.γ1 . Nγ + Sq γ2 . D . Nq + Sc . C.Nc Avec : B = L = 2 m Sγ = 0,8 Coefficient de forme Sq = 1 Sc = 1,2 γ1 = ( γh1 - γw2 ) = 1 t/m3

γ2 = 1,9 t/m3 C = 0,54 bar

Nc = 11,63 ϕ = 16° Nq = 4,34

Nγ = 1,72

B = L = 2 m

Semelle carrée B

QL = 0,5 x 0,8 .1 . 1,72 + 1.0,19 .D . 4,34 + 1,12 . 0,54 . 11,63 QL = 0,68 + 0,82 .D + 7,53

QL = 1,5. D + 7,53

67


D (m) Qadm (bars )

2 3,51

3 4,01

Tableau IV.16 : Valeurs de Qadm en fonction de D (Cas d’une semelle carrée : bâtiment)

b. La portance admissible du sol est calculée en fonction des caractéristiques mécaniques « C – ϕ » à court terme

o Semelle filante

QL = 0,5.γ1 . B. Nγ + γ2 . D . Nq + C.Nc Avec : γ1 = ( γh1 - γw2 ) = 1 t/m3

γ2 = 1,9 t/m3 C = 0,75 bar

Nc = 0,27 ϕ = 8° Nq = 2,06

Nγ = 7,53

QL = 0,5 .1 B. 0,27 + 0,19 .D . 2,06 + 0,75 . 7,53

QL = 0,13 B + 0,39 D + 8,28

B (m) D(m) 1m 2m

1,5 2,99 bars 3,04 bars

2 3,06 bars 3,10 bars

Tableau IV.17 : Valeurs de Qadm en fonction de B et D en bars (caractéristiques

mécaniques « C - ϕ » à court terme)

68


o Cas d’un radier circulaire clarificateur

QL = 0,5 Sγ.γ1 . Nγ + Sq γ2 . D . Nq + Sc . C.Nc

Avec :


γ2 = 1,9 t/m3 C = 0,75 ba Nc = 0,27 ϕ = 8° Nq = 2,06

Nγ = 7,53

QL = 0,5 .0,87 .1 . 0,27 + 1 . 0 ,19 .D . 2,06 + 1,12 . 0,75 . 7,53 QL = 0,11 + 0,39 D + 6,32

QL = 0,50 D + 6,32

D(m) Qadm ( bars )

1,5 2,35

2 2,44

Tableau IV.18 : Valeurs de Qadm en fonction de D (Cas d’un radier circulaire clarificateur,

caractéristiques mécaniques « C - ϕ » à court terme)

o Cas d’une semelle rectangulaire : bassin d’aération


Avec :

Sγ = 0,6 Coefficient de forme Sq = 1 Sc = 1,3

69

Chapitre IV Calcul des fondations γ1 = 1 t/m3

γ2 = 1,9 t/m3 C = 0,75 bar

Nc = 0,27

ϕ = 8° Nq = 2,06 Nγ = 7,53

QL = 0,5 .0,6 .1 . 0,27 + 1 . 0 ,19 .D . 2,06 + 1,3 . 0,75 . 7,53 QL = 0,08 + 0,39 D + 7,34

QL = 0,47 D + 7,34

D(m) Qadm ( bars )

1,5 2,68

2 2,76

Tableau IV.19 : Valeurs de Qadm en fonction de D (Cas d’une semelle rectangulaire : bassin

d’aération, caractéristiques mécaniques « C - ϕ » à court terme)

o Cas d’une semelle carrée : bâtiment


Avec :


γ2 = 1,9 t/m3 C = 0,75 bar Nc = 0,27 ϕ = 8° Nq = 2,06

Nγ = 7,53

QL = 0,5 .0,8 .1 . 0,27 + 1 . 0 ,19 .D . 2,06 + 1,2 . 0,75 . 7,53 QL = 0,10 + 0,39 D + 6,77

70


QL = 0,49 D + 6,77

D (m) Qadm (bars )

1,5 2,50

2 2,58

Tableau IV.20 : Valeurs de Qadm en fonction de D (Cas d’une semelle carrée : bâtiment,

caractéristiques mécaniques « C - ϕ » à court terme)

IV.5. Amplitude des tassements IV.5.1. Evaluation des tassements d’une semelle superficielle à partir des essais pressiométriques Cas d’une couche peu consistante

Pour une couche peu consistante d’épaisseur H situé à la profondeur Z sous la semelle et caractérisée par un module pressiométrique E et un coefficient rhéologique α , le tassement est estimé par la formule :

S = )(.)()().( zdzE

zz σα

Avec : S : tassement estimé α (z) : coefficient rhéologique dépendant de la nature du sol (α = 1) E (z) : module pressiométrique (E = 69 bars) d (z) : hauteur de la couche tassante (43 m) Cas du sol homogène Dans le cas d’un sol homogène, le tassement final se calcule par la formule suivante : Sf = Sc + sd Avec Sc =

ME.92α (q-σνo) . λd . B

Sd =

ME.9α (q-σνo) . Bo . (λd . Bo

B )α

Sf : tassement final ;

71

Chapitre IV Calcul des fondations Sc : tassement sphérique ; Sd : tassement déviatorique ; EM : module pressiométrique ; σνo : contrainte verticale effective calculée dans la configuration avant travaux au niveau de fondation ; Bo : largeur de référence égale à 0,60m ; B : largeur de la fondation ; α : Coefficient rhéologique dépendant de la nature du sol ; λc et λd : coefficient de forme, fonction du rapport L/B.

L/B Cercle Carrée 2 3 5 20

λc 1,00 1,00 1,20 1,30 1,40 1,50

λd 1,00 1,12 1,53 1,78 2,14 2,65

Tableau IV.21 : Valeurs des coefficients de forme en fonction du rapport L/B

Cas des sols hétérogènes

On entend par sols hétérogènes le cas de sols restant de même nature mais dont les caractéristiques varient de façon sensible.

Dans ce cas, le module EM varie avec la profondeur, et le calcul des termes Sc et Sd nécessite l’emploi de modules pressiométrique équivalents Ec et Ed correspondant respectivement aux zones d’influence sphérique et déviatorique.

Le calcul du tassement nécessite de diviser en tranches fictives le sol sous la

fondation, chaque tranche ayant une épaisseur de B/2 (figure IV.7)

Figure IV.7 : Division du sol sous la fondation en tranche fictive pour le calcul du tassement

72


Les modules équivalents Ec et Ed sont donnés par les formules suivantes :

Ec = E1 Ec : est égal à valeur E1 mesurée dans la tranche d’épaisseur B/2 : située immédiatement sous la fondation Ed : est donné par la formule suivante :

Ed0,4 =

11E +

2.85,01

E + 5.3

1E +

8.6.5,21E +

16,9.5,21E

On aura ainsi par exemple, pour les couches 3, 4, 5 :

5,3

0,3E =

31E +

41E +

51E

Si les valeurs E9 à E16 ne sont pas connues, mais considérées supérieures aux valeurs sus jacentes, Ed se calcul comme suit :

Ed6,3 =

11E +

2.85,01

E + 5.3

1E +

8.6.5,21E Ed

6,3 = 1

1E +

2.85,01

E + 5.3

1E

De la même façon si les modules E6 et E8 ne sont pas connus, Ed est donné par :

Ed6,3 =

11E +

2.85,01

E + 5.3

1E

• Cas d’un bassin d’aération

L = 71,30 m R = 47,90 m

73


σ = F/S F = poids propre de l’ouvrage + poids de l’eau Poids propre de l’ouvrage : L x l x e = ( 71,30 x 47,80 ) x 0,80 = 2726,51 Mur 1

71,30 x 5 x 0,5 = 178,25 Mur 3 71,30 x 5 x 0,5 = 178,25 Mur 2 46,90 x 5 x 0,5 = 117,25 Mur 4 46,90 x 5 x 0,5 = 117,25 PP = 2726,51 + 178,25 x 2 + 117,25 x 2 = 3317,5 t PP = 3317,51 x 2,5 = 8293.77 t

74

Chapitre IV Calcul des fondations Sachant que: masse volumique du béton = 2,5 t/m3

Poids eau : 46,90 x 71,30 x 4 x 1 = 13375,88 t Poids total = PP + Peau = 8293,77 + 13375,88 = 21669,65 t

σ = F/S = 90,4730,7165,21669

x = 27,341565,21669 = 6,34 t/m² = 0,63 bars

Calcul du tassement

S = )()().(

zEzz σα .d(z)

S = 6963,01x x 47,90 = 0,43 cm

• Cas d’un réservoir clarificateur

D = 43 m

75

Chapitre IV Calcul des fondations Masse volumique du béton = 2,5 t/m3

Poids propre du radier = ( 4)43(π x 0,50) x 2,5 t/m3

= 4184914,3 x x 0,50 x 2,5 = 1814,33 t

Poids propre de voile = π x 43 x 0,4 x 4 x 2,5 t/m3

3,14 x 172 = 540,08 t

PP = PP radier + PP voile

PP = 1814,33 + 540,08 = 2354 t

Poids eau = π 4)43( x 4 x 1

= 3,14 4)1849( x 4 x = 5805,86 t

F = poids propre + poids eau = 2354,41+ 5805,86 = 8160,27 σ = F/S

S = π 4)43(

S = 3.14 π 4)43( = 1451,46

σ = 46,145127,8160 = 5,62 t/m² = 0,56 bar

Calcul du tassement

S = )()().(

zEzz σα . D(z)

S = 6956,01x x 43 = 0,34cm

Calcul du tassement dû à la consolidation Dans la plupart des terrains, la plus grande partie du tassement provoqué par les sondages est due à la diminution de l’indice des vides, appelée compression due à la consolidation primaire.

Ce phénomène est constaté dans tous les sols soumis à un accroissement de la contrainte verticale Δσz.

Inversement, une augmentation de l’indice des vides apparaît lorsque la contrainte verticale

décroît. La valeur du tassement ΔH dans une couche d’épaisseur H , ayant un indice des vides

initial eo, pour une variation Δe de cet indice des vides, peut être calculée en considérant la relation liant le volume des vides et le volume de solide dans une masse unitaire de sol.

76

Chapitre IV Calcul des fondations Pour un volume de vide e et un volume de solide égal à 1, le volume total est 1+e, une variation du volume des volume des vides Δe doit entraîner une variation identique du volume total. Si le volume unitaire à une hauteur H , et si toute la variation de volume se traduit par une variation de hauteur, on a directement l’égalité des rapports.

HHΔ = eo

e+Δ

1 soit ΔH = eoeH

+Δ

1

Avec : ΔH : est la valeur du tassement, H : épaisseur de la couche de sol compressible, Δe : différence des indices des vides (eo – ef) eo : est l’indice des vides initial ( avant consolidation)

• Cas du radier circulaire de B = 43m

Sont influence arrive jusqu’à 60m de profondeur, l’influence I est fonction du rayon R de l’ouvrage et de la profondeur z appliquée au centre de l’appui.

I =

)²(11

zR+

2/3 : est la variation de contrainte à une profondeur donnée est

Δσz = I*q q = 0,56 bar Courbe de calcul : S8 profondeur : Pc = 2.818 Cc = 0.247

N° DE Tranche Z (m) Z/R I Δσz σo σo+Δσ eo ef Δe Hi

(cm) ΔH (m)

01 04 0,18 0,98 0,54 0,4 0,94 0,811 0,797 0,014 400 3,09

02 10 0,46 0,94 0,52 0,8 1,33 0,801 0,788 0,013 800 5,77

03 17 0,79 0,75 0,42 1,5 1,95 0,784 0,774 0,010 600 3,36

04 25 1,16 0,63 0,35 2,3 2,65 0,767 0,760 0,006 1000 3,39

05 35 1,62 0,37 0,20 3,3 3,52 0,748 0,744 0,004 1000 2,28

06 45 2,09 0,27 0,15 1,3 4,45 0,734 0,732 0,002 1000 1,15

07 55 2,5 0,19 0,10 5,3 5,41 0,716 0,714 0,002 1000 1,16

ΣΔH=20,20cm

77

Chapitre IV Calcul des fondations Skemton et Bjerrum on introduit une correction pour tenir compte des déformations latérales sous forme d’un facteur µ, fonction de la pression interstitielle A et de la consolidation du sol. Le tassement de consolidation Sc = µ.Soed = 0,5 x 20,20 = 10,10 cm. Cette valeur du tassement est admissible compte tenu qu’on accepte un tassement total admissible de 8 à 12 cm sous le radier. Q = 0,56 bar

Figure IV.8 : Evaluation du tassement de consolidation Sc

78

Conclusion générale

Conclusion générale

(1) Les missions géotechniques, établies par l’U.S.G. dans le cadre de la

norme AFNOR NF P 94-500, peuvent être divisées en deux grandes classes : (a) les missions type G0 d’exécution de travaux d’investigations géotechniques (sondages, essais, mesures) sur le terrain ou en laboratoire ; (b) les missions type G1 à G5, d’études et conseils, avec exploitation et interprétation des résultats des éventuelles missions G0 nécessaires à leur bon déroulement.

(2) Nous avons réalisé une étude de faisabilité géotechnique sur l’exemple de la réalisation de la station d’épuration des eaux usées d’El Eulma, et qui correspond à des missions de type G0 + (G11 et G12).

(3) La géologie de la région est caractérisée par la rareté des affleurements, une grande partie de la superficie de la région étant recouverte par des dépôts récents.

(4) La reconnaissance des sols exécutée à l’emplacement des ouvrages de la station d’épuration des eaux usées a été établie sur la base des : (a) essais in situ (sondages carottés, sondages pressiométriques, forage à la tarière et puits à ciel ouvert) ; (b) essais de laboratoire.

(5) Les sondages ont permis de mettre en évidence un sol de couverture épais de 2,5 à 4 m composé de terre végétale, d’alluvions modernes et d’alluvions anciennes. Ces dernières renferment en leur sein une nappe d’eau dont le niveau se trouve à 2 m de profondeur environ. Le substratum est argileux à horizons légèrement limono-sableux imperméable.

(6) Les essais in situ et de laboratoire montrent que, sous la couche de couverture et sur toute l’étendue de l’assiette, on trouve un substratum argileux de qualité moyenne à bonne. Le terrain de Bazer Sakhra étudié convient pour construire les ouvrages projetés.

(7) Enfin, nous avons effectué des calculs de prédimensionnement des ouvrages à réaliser.

79

Bibliographie

Bibliographie Anonyme (2005). Etude du sol. L.T.P.Est, Sétif. Rapport inédit. 33p. Anonyme (2005). Etude et réalisation de la station d’épuration des eaux usées de la ville d’El Eulma. Programme campagne géotechnique. Rapport inédit. 16p CGS (2003). Addenda 2003- Règles Parasismique Algériennes 1999. Document Technique réglementaire. National Center for Applied Research in Earthquake Engineering, Algerian Ministry of Housing. Collectif (1999). Règles techniques de conception et de calcul des fondations des ouvrages de génie civil. Fascicule n°62. Eyrolles, Paris, 208 p. Djerdali S., (1995). Bioécologie faunistique de SEBKHET BAZER. Memoire de magister, U.F.A.S., 150p. Frank R., (1999). Calcul des fondations superficielles et profondes. Presses de l’ENPC. 141 p. NORME AFNOR NF P 94-500 (2006). Association française de normalisation. Philipponat G. et Hubert B., (2002). Fondations et ouvrages en terre. Editions Eyrolles, 300p. Savornin J. (1947). Carte géologique détaillée de l’Algérie au 1/50.000, feuille n°118 Navarin avec notice explicative. Schlosser F. (1997). Eléments de mécanique des sols. Presses de l’ENPC, Paris. 280 p. Vila J.M. (1977). Carte géologique détaillée de l’Algérie au 1/50.000, feuille n°118 Bir el Ahrech (ex. Navarin) avec notice explicative détaillée (10 p.).

80

Annexes

Annexes

82

Annexe 1 : Documents consultés et matériels utilisés pour la réalisation de cette mission géotechnique

La mission confiée dans le cadre de ce projet est définie et limitée dans le cahier des charges. Cette mission se situe en amont de l’élaboration des plans d’exécution des ouvrages. Elle est de type G0, G11 et G12. Pour réaliser l’étude, les documents disponibles sont les suivants :

o Cahier des charges. o Plan de situation. o Plan de masse des futurs aménagements.

Programme de reconnaissance : Il était défini dans le cahier des charges. Il a donc comporté les opérations suivantes :

• Enquête géologique et hydrogéologique, état des lieux. • Essais in situ. • Sondages carottés au moyen d’une sondeuse DB 830, au nombre de 12 points et

profonds de 25 m suivi ensuite par la pose de piézomètres à la même profondeur. • Essai pressiométrique effectués tout les 2m dans des forages à la tarière Ф 63 mm

conduit jusqu’à 25 m, au nombre de 13. • Forages à la tarière Ф 63 mm, conduits jusqu’à 25 m, au nombre de 5. • Puits à ciel ouvert profonds de 3 m, réalisés à l’aide d’une pelle hydraulique, équipés

d’un godet rétro de 90 cm, au nombre de 5. Tous ces points d’investigation sont répartis sur chaque ouvrage de la manière suivante : Dégrillage/déssalage - déshuilage

- pressiomètre n°6 - sondage n°1

Bassin d’aération - sondages n°2, 7 et 8 - pressiomètre n°5 et 12

Clarification - pressiomètre n°10, 11 et 13 - sondage n°9 et 10.

Pompage boues en excès – épaississement – pompage boues épaisses. Bassin de stabilisation Stockage des boues Déshydrations mécanique Extension. Pressiomètre n°3, 4, 7, 8 et 9. Pressiomètre n°3, 4, 5, 6 et 12. Analyse en laboratoire des échantillons prélevés. Synthèse des résultats, rédaction et fourniture du rapport de reconnaissance des sols prenant des exemples de prédimensionnement des fondations envisagés et de formation des terrains et les principes généraux de construction.

Annexes

83

Plan de situation des ouvrages et des points d’investigation (sondages, tarière, puits) du

site de la station d’épuration des eaux usées d’El Eulma (site de Bazer Sekhra)

Annexes

84

Annexe 2 : Logs stratigraphiques des sondages

Sondage SC1

Sondage SC2

Sondage SC3

Sondage SC4

Profondeur (en m) Nature du terrain

0,00 - 0,70 0,70 - 2,35 2,35 - 4,20 4,20 - 15,00

Terre végétale. Argile noire très plastique. Grave sablo–argileuse. Argile versicolore très plastique.


0,00 - 0,60 0,60 - 2,30 2,30 - 2,85 2,85 - 4,00 4,00 - 15,00

Terre végétale. Argile noire très plastique. Argile brune très plastique. Grave sablo–argileuse. Argile versicolore très plastique.


0,00 -0,60 0,60 -3,40 3,40 -15,00

Terre végétale. Argile noire très plastique. Argile versicolore très plastique.


0,00 – 0, 60 0,60 – 2,20 2,20 – 2,80 2,80 – 4,20 4,20 – 15,00


Annexes

85

Sondage SC5

Sondage SC6

Sondage SC7

Sondage SC8


0,00 – 0,70 0,70 – 2,50 2,50 – 3,50

3,50 – 12 ,00 12,00 – 13,00 13,00 – 25,00

Terre végétale. Argile noire très plastique. Argile peu plastique. Argile versicolore très plastique. Argile rouge peu plastique. Argile versicolore très plastique.


0,00 – 0,70 0,70 – 2,30 2,30 – 3,80 3,80 – 4,50 4,50 – 25,00

Terre végétale. Argile noire très plastique. Argile brune très plastique. Grave argileux. Argile versicolore très plastique.


0,00 – 050 0,50 – 2,90 2,90 – 3,10 3,10 – 3,80 3,80 – 4,00 4,00 – 25,00

Terre végétale. Argile noire très plastique. Grave argileux. Argile marron clair. Sable argileux jaunâtre. Argile versicolore très plastique.


0,00 – 0,60 0,60 – 1,20 1,20 – 3,00 3,00 – 4,00 4,00 – 25,00

Terre végétale. Argile brune très plastique. Argile noire très plastique. Grave argileux. Argile versicolore très plastique.

Annexes

86

Sondage SC9

Sondage SC10

Sondage SC11

Sondage SC12


0,00 – 0,40 0,40 – 2,00 2,00 – 3,50 3,50 – 4,20 4,20 – 25,00

Terre végétale. Argile noire très plastique. Argile jaunâtre. Grave sablo-argileuse. Argile versicolore très plastique.


0,00 – 0,60 0,60 – 1,70 1,70– 3,35 3,35 – 3,70 3,70 – 15,50



0,00 – 0,30 0,30 – 1,80 1,80 – 3,85

3,85 – 15,00

Terre végétale. Argile noire très plastique. Argile légèrement graveleuse. Argile versicolore très plastique.


0,00 – 0,60 0,60 – 2,50 2,50 – 3,60 3,60 – 15,60

Terre végétale. Argile noire très plastique. Grave sablo–argileux. Argile versicolore très plastique.

Annexes

87

Annexe 3 : Logs stratigraphiques des tarières

ST1

ST2

ST3


0,00 – 0,50 0,50 – 1,80 1,80 – 3,60 3,60 – 4,50 4,50 – 8,50 8,50 – 11,0 11,0 – 13,5 13,5 – 21,0 21,0 – 23,8 23,8 – 25,0

Terre végétale. Argile limoneuse noire. Limon argileux beige à jaunâtre. Gravé argilo–sableuse. Argile marron à brun limoneuse et peu sablé. Argile jaune à rougeâtre plastique. Argile verte à une consistante. Argile verte a blanche. Argile rouge très consistante. Argile verte à brune très consistante.


0,00 – 0,50 0,50 – 2,00 2,00 – 4,20 4,20 – 5,80 5,80 – 12,0 12,0 – 21,5 21,5 – 23,0 23,0 – 25,0

Terre végétale. Argile limoneuse noire. Argile limono – sableuse beige jaunâtre. Argile sableuse brune. Argile rougeâtre limoneuse. Argile verdâtre consistante. Argile marron consistante. Argile vert sombre très consistante.


0,00 – 0,50 0,50 – 2,20 2,20 – 3,20 3,20 – 4,30 4,30 – 10,5 10,5 – 21,5 21,5 – 25,0

Terre végétale. Argile limoneuse noire. Argile limoneuse beige à jaunâtre peu graveleuse. Grave argileuse à sableuse. Argile rougeâtre parfois graveleuse. Argile verte blanchâtre. Argile rougeâtre tufacée.

Annexes

88

ST4

ST5

ST6

ST7


0,00 – 0,40 0,40 – 3,20 3,20 – 3,80 3,80 – 4,70 4,70 – 10,7 10,7 – 18,0 18,0 – 25,0

Terre végétale. Argile limoneuse noire. Argile beige graveleuse. Argile brune très graveleuse. Argile jaune rougeâtre. Argile verdâtre a brune «consistante ». Argile verdâtre a blanche « consistante ».


0,00 – 0,60 0,60 – 2,40 2,40 – 4,30 4,30 – 10,5 10,5 – 13,5 13,5 – 25,0

Terre végétale. Argile limoneuse noire. Grave argileuse. Argile rougeâtre graveleuse. Argile verte brune. Argile verte à blanchâtre « consistante ».


0,00 – 0,40 0,40 – 3,30 3,30 – 4,40 4,40 – 12,0 12,0 – 22,5 22,5 – 25,0

Terre végétale. Argile limoneuse noire. Argile beige à brun sableuse et graveleuse. Argile rougeâtre. Argile vert clair « blanchâtre ». Argile verte sombre à marron « consistante ».


0,00 – 0,40 0,40 – 1,80 1,80 – 3,50 3,50 – 4,70 4,70 – 12,0 12,0 – 25,0

Terre végétale. Argile limoneuse noire. Argile noire plastique. Grave argilo–sableuse. Argile jaune à rougeâtre. Argile verdâtre claire.

Annexes

89

ST8

ST9

ST10


0,00 – 0,60 0,60 – 1,80 1,80 – 4,00 4,00 – 11,0 11,0 – 22,0 22,0 – 25,0

Terre végétale. Argile limoneuse noire. Argile sableuse beige et peu graveleuse. Argile rougeâtre. Argile verte à blanchâtre. Argile marron très consistante.


0,00 – 0,50 0,50 – 1,70 1,70 – 2,50 2,50 – 3,20 3,20 – 3,90 3,90 – 4,40 4,40 – 5,50 5,50 – 7,00 7,00 –10,00 10,00 – 13,5 13,5 – 21,0 21,0 – 25,0

Terre végétale. Argile limoneuse noire. Argile beige sableuse. Argile verte à blanche peu graveleuse. Argile limono–sableuse rouge. Argile verdâtre plastique. Argile rougeâtre plastique. Argile vert sombre plastique. Argile rougeâtre. Argile verte à beige. Argile verte à blanchâtre. Argile verte bariolée consistante.


0,00 – 0,50 0,50 – 2,50 2,50 – 3,30 3,30 – 5,80 5,80 – 11,0 11,0 – 14,0 14,0 – 21,0 21,0 – 25,0

Terre végétale. Argile limoneuse noire. Argile beige sableuse. Argile brune très graveleuse et sableuse. Argile rougeâtre. Argile verte sombre plastique. Argile verte blanchâtre plastique. Argile marron consistante.

Annexes

90

Annexe 4 : Résultats des essais pressiométriques

Sondage pressiométrique SP1

Sondage

pressiométrique

Profondeur (M)

Module de déformation

E (Bar)

Pression limite

Pl (Bar)

Pression limite nette Pl*(pl-po)

(Bar)

E/pl

2,00 87,5 6,9 6,54 12,82 4,00 75,8 7,7 6,98 9,82 6,00 84,3 7,9 6 ,82 11,45 8,00 125,0 10,7 9,26 12,15 10,00 88,5 12,1 10,3 6,72 12,00 87,4 11,4 9,24 7,38 14,00 63,9 10,3 7,78 5,38 16,00 85,3 10,3 7,42 8,34 18,00 04,3 03 0,24 1,4 20,00 156,2 14,9 11,3 8,51 22,00 29,7 9,8 5,84 3,06

SP1

23,00 135,6 15,6 11,46 8,79

Sondage pressiométrique SP 2

Sondage pressiométrique

Profondeur (M)


E (Bar)

Pression limite

Pl (Bar)


(Bar)

E/pl

2,00 76,0 7,1 6,74 10,73 4,00 46,4 5,5 4,78 8,47 6,00 73,4 9,2 8,12 8,0 8,00 89,8 12,3 10,86 7,31 10,00 39,5 7,4 5,6 5,35 12,00 166,9 12,3 10,14 13,59 14,00 68,0 10,7 8,18 6,37 16,00 69,8 11,1 8,22 6,3 18,00 42,5 11,0 7,76 3,87 20,00 47,6 11,7 8,1 4,07 22,00 48,9 12,3 8,34 3,98

SP2

23,00 61,7 12,4 8,24 4,98

Annexes

91



Profondeur (M)


E (Bar)

Pression limite

Pl (Bar)


(Bar)

E/pl

2,00 70,56 7,28 6,92 9,69 4,00 41,63 5,58 4,86 7,46 6,00 61,43 7,68 6,60 8,0 8,00 65,17 9,68 8,24 6,73 10,00 66,52 8,28 6,48 8,03 12,00 90,67 11,68 9,52 7,76 14,00 95,55 12,38 9,86 7,72 16,00 94,33 11,18 8,30 8,45 18,00 71,87 14,08 10,84 5,1 2,00 74,07 13,68 10,08 5,41 22,00 14,11 5,48 1,52 2,57

SP3

23,00 51,62 11,98 7,84 4,31


Sondage

pressiométrique

Profondeur (M)


E (Bar)

Pression limite

Pl (Bar)


(Bar)

E/pl

2,00 110,83 9,58 9,22 11,57 4,00 119,32 8,18 7,46 14,59 6,00 74,29 7,08 6,00 10,49 8,00 147,64 10,78 9,34 13,7 10,00 60,39 8,38 6,58 7,21 12,00 50,07 9,98 7,82 5,02 14,00 72,82 11,78 9,26 6,18 16,00 63,38 10,68 7,80 5,93 18,00 99,97 12,08 8,84 8,28 20,00 65,36 12,28 8,68 5,32

SP4

22,00 48,92 12,38 8,42 3,95

Annexes

92



Profondeur (M)


E (Bar)

Pression limite

Pl (Bar)


(Bar)

E/pl

2,00 78,13 7,38 7,02 10,59 4,00 190,13 5,38 4,66 35,34 6,00 49,08 6,78 5,70 7,24 8,00 66,88 6,68 7,24 7,7 10,00 107,94 10,28 8,48 10,5 12,00 158,66 12,58 10,42 12,61 14,00 162,71 13,28 10,76 12,25 16,00 77,49 8,78 5,90 8,83 18,00 89,6 12,08 8,84 7,42 20,00 78,81 12,08 8,48 6,52 22,00 143,71 14,58 10,62 9,86

SP5

23,00 146,11 13,38 9,24 10,92 Sondage pressiométrique SP 6


Profondeur (M)


E (Bar)

Pression limite

Pl (Bar)


(Bar)

E/pl

2,00 91,63 7,98 7,62 11,48 4,00 64,05 3,08 2,36 20,79 6,00 60,01 8,88 7,80 6,76 8,00 100,8 11,38 9,94 8,86 10,00 45,7 7,58 5,78 6,03 12,00 104,7 12,58 10,42 8,32 14,00 346,02 15,98 13,46 21,65 16,00 243,08 13,68 10,8 17,77 18,00 68,84 11,58 8,34 5,95 20,00 88,19 11,98 8,38 7,36 22,00 144,11 14,88 10,92 9,68

SP6

23,00 107,81 13,38 9,24 8,06

Annexes

93



Profondeur (M)


E (Bar)

Pression limite

Pl (Bar)


(Bar)

E/pl

2,00 60,1 6,08 5,72 9,89 4,00 64,66 6,18 5,46 10,46 6,00 26,48 5,38 4,3 4 ,92 8,00 69,74 9,48 8,04 7,36 10,00 48,69 8,68 6,88 5,61 12,00 129,48 12,48 10,32 10,4 14,00 98,62 10,68 8,16 9,23 16,00 68,54 8,78 5,9 7,81 18,00 85,62 12,28 9,04 6,97 20,00 119,1 13,48 9,88 8,84 22,00 26,26 8,38 4,42 3,13

SP7



Profondeur (M)


E (Bar)

Pression limite

Pl (Bar)


(Bar)

E/pl

2,00 93,75 8,38 5,02 11,19 4,00 86,26 9,38 8,66 9,2 6,00 65,4 9,08 8 7,2 8,00 103,6 11,08 9,64 9,35 10,00 96,65 11,08 9,28 8,72 12,00 70,62 12,78 10,62 5,53 14,00 182,72 13,18 10,66 13,86 16,00 53,28 9,38 6,5 5,68 18,00 46,19 10,38 7,14 4,45 20,00 70,84 12,88 9,28 5,5 22,00 31,37 8,98 5,02 3,49

SP8

23,00 33,47 9,08 4,94 3,69

Annexes

94



Profondeur (M)


E (Bar)

Pression limite

Pl (Bar)


(Bar)

E/pl

2,00 90,51 8,18 7,82 11,07 4,00 57,68 6,18 5,46 9,33 6,00 49,41 6,38 5,30 7,74 8,00 100,01 9,68 8,24 10,33 10,00 27,18 6,28 4,48 4,33 12,00 179,4 13,98 11,82 12,83 14,00 181,96 15,18 12,66 11,99 16,00 60,96 9,78 6,9 623 18,00 65,48 11,88 8,64 5,51 20,00 82,37 13,48 9,88 6,11

SP9



Profondeur (M)


E (Bar)

Pression limite

Pl (Bar)


(Bar)

E/pl

2,00 71,12 5,98 5,62 11,89 4,00 56,33 6,18 5,46 9,12 6,00 88,51 8,78 7,7 10,08 8,00 97,4 9,58 8,14 10,17 10,00 91,31 8,38 6,58 10,9 12,00 174,21 11,78 9,62 14,79 14,00 186,21 14,48 11,69 12,86 16,00 70,22 9,98 7,1 7,04 18,00 62,58 11,88 8,64 5,27 20,00 83,5 13,08 9,48 6,38

SP10

22,00 61,79 15,68 11,72 3,94

Annexes

95



Profondeur (M)


E (Bar)

Pression limite

Pl (Bar)


(Bar)

E/pl

1,00 94,27 5,08 4,90 18,56 2,00 85,7 5,78 5,42 14,83 3,00 71,42 5,98 5,44 11,94 4,00 116,16 6,58 5,86 17,65 5,00 82,17 8,28 7,38 9,92 6,00 71,54 10,08 9,00 7,1 7,00 125,29 8,78 7,52 14,27 9,00 48,29 8,18 6,56 5,9 10,00 37,28 7,48 5,68 4,98 11,00 77,3 10,18 8,2 7,59 12,00 155,24 13,78 11,62 11,27 13,00 157,88 13,38 11,04 11,8 14,00 119,5 12,68 10,16 9,42 15,00 93,34 12,28 9,58 7,6 16,00 109,75 12,78 9,90 8,59 18,00 62,67 11,68 8,44 5,37 20,00 60,49 11,68 8,08 5,18

SP11



Profondeur (M)


E (Bar)

Pression limite

Pl (Bar)


(Bar)

E/pl

2,00 92,82 7,58 7,22 12,25 4,00 84,49 7,88 7,16 10,72 6,00 27,37 6,98 5,90 3,92 8,00 80,02 11,58 10,14 6,91 10,00 83,3 9,68 7,88 8,61 12,00 90,82 12,08 9,92 7,52 14,00 71,13 12,08 9,56 5,89 16,00 84,74 8,68 5,80 9,76 18,00 41,24 11,08 7,84 3,72 20,00 51,74 17,48 13,88 2,96

SP12

22,00 46,18 12,08 8,12 3,83

Annexes

96



Profondeur (M)


E (Bar)

Pression limite

Pl (Bar)


(Bar)

E/pl

2,00 76,0 7 ,1 6,74 10,73 4,00 46,4 5,5 4,78 8,47 6,00 73,4 9,2 8,12 8,0 8,00 89,8 12,3 10,86 7,31 10,00 39,5 7,4 5,60 5,35 12,00 166,9 12,3 10,14 13,59 14,00 68,0 10,7 8,18 6,37 16,00 69,8 11,1 8,22 6,3 18,00 42,5 11,0 7,76 3,87 20,00 47,6 11,7 8,1 4,07 22,00 48,9 12,3 8,34 3,98

SP13

23,00 61,7 12,4 8,26 4,98

Annexes

97

Annexe 5 : Caractéristiques géotechniques du substratum argileux.

Résultats des essais granulométriques

GRANULARITE % TAMISAT SONDAGE

N° Profondeur

(m) 2mm 80µ 20µ 2µ

S1 4,20 51 37 31 24 S1 1,15-10,55 100 95 74 45 S2 3,20-3,45 48 25 S2 3,45-3,65 67 14 S3 2,25-2,50 90 74 S3 2,30-2,70 100 95 79 58 S3 3,20-3,60 98 83 S3 3,40-4,00 97 88 67 44 S3 4,00-4,20 91 72 55 35 S3 5,10-5,65 10 94 79 57 S3 14,10-14,45 1 93 72 51 S4 2,20-2,70 100 95 55 34 S4 3,00-3,5 47 25 S4 4,50-5,50 100 98 94 54 S4 8,00-9,00 100 98 94 47 S4 10,30-10,60 100 87 65 38 S4 11,60-12,10 100 98 69 45 S4 12,1-13,1 100 91 94 55 S4 14,85-15,45 100 97 80 64 S5 10,35-12,25 100 96 74 49 S5 12,25-12,75 100 92 81 62 S5 14,15-14,75 100 98 57 37 S5 7,25-7,95 100 97 76 50 S5 2,50-3,50 100 88 82 45 S5 11,2-12,2 100 94 86 30 S6 2,30-2,70 100 97 65 4 S6 4,00-4,50 44 29 S6 7,6-8,25 99 96 77 53 S6 10,90-11,40 100 99 77 50 S6 13,65-14,65 100 93 77 55

Annexes

98

GRANULARITE % TAMISAT

SONDAGE N°

Profondeur (m) 2mm 80µ 20µ 2µ

S7 4,85-5,85 66,65 34,1 34,1 S7 8,15-9,15 100 89 89 49 S8 2,30-3,00 98 68 68 48 S8 4,00-4,50 100 83 83 58 S8 6,50-6,90 100 89 89 66 S8 10,50-11,60 100 84 84 54 S8 14,50-14,90 100 59 59 S9 2,6-2,90 57 35 35 13 S9 4,20-4,60 100 86 86 39 S9 13,4-14,00 100 86 86 43 S9 16,40-16,85 99 92 92 62 S10 2,00-2,65 100 66 66 42 S10 4,20-4,60 100 85 85 58 S10 6,15-7,00 100 79 79 55 S10 9,50-9,55 100 83 83 56 S10 14,9-15,20 100 85 85 60 S11 2,00-2,55 100 77 77 49 S11 4,10-4,75 100 75 75 50 S11 6,00-6,20 100 75 75 50 S11 9,80-10,10 100 80 80 57 S11 14,75-15,45 100 83 83 63 S12 6,75-7,40 100 90 90 50 S12 9,40-9,80 100 90 90 52 S12 12,10-13,10 100 85 85 39

Annexes

99

Annexe 6 : Caractéristiques géotechniques du substratum argileux Résultats des mesures de plasticité

Annexes

100

Annexes

101

Annexe 7 : Résultats des mesures des paramètres physiques du sol de fondation

Paramètres physiques

SONDAGE N°

Profondeur (m)

Teneur en eau

(Wn %)

Masse volumique apparente γd t/m3

Degré de saturation

(Sr %)

Masse volumique

absolue (γs) t/m3

S1 10,15-10,55 21.19 1.694 96.18 S2 10,00-10,55 19.73 1.730 94.85 S3 2,30-2,70 26.57 1.545 95.13 S3 3,40-4,00 20.18 1.720 95.59 S3 5,10-5,65 28.67 1.455 90.87 S3 14,10-14,45 23.53 1.61 93.70 S4 2,20-2,70 19.305 1.74 94.32 S4 4,50-5,50 32.17 1.44 99.16 S4 8,00-9,00 22.76 1.68 100 S4 10,30-10,60 21.67 1.69 97.79 S4 11,60-12,10 22.57 1.66 97.89 S4 14,85-15,45 28.70 1.49 96.03 S5 10,35-12,25 20.90 1.72 99.66 S5 12,25-12,75 21.09 1.69 95.42 S5 14,15-14,75 32.00 1.45 1.74 S5 7,25-7,95 21.54 1.74 100 S5 2,50-3,50 20.11 1.73 94.47 S5 11,2-12,2 19.59 1.72 92.71 S6 2,30-2,70 16.16 1.87 98.11 S6 7,6-8,25 20.55 1.72 97.25 S6 1,9-11,4 21.41 1.70 98.12 S6 13,65-14,65 28.40 1.51 97.93 S7 4,85-5,85 22.35 1.63 91.78 S7 8,15-9,15 20.06 1.76 100 S8 2,30-3,00 25.20 1.55 92.30 S8 4,00-4,50 24.13 1.60 94.62 S8 6,50-6,90 21.34 1.66 92.54 S8 10,50-11,60 22.15 1.64 92.40 S8 14,50-14,90 28.54 1.47 92.00 S9 2,60-2,90 14.20 1.89 20.34 2.17 S9 4,20-4,60 23.70 1.64 99.37 2.04 S9 5,20-6,20 24.60 1.58 93.74 1.97 S9 13,40-14,00 22.30 1.61 88.93 1.97 S10 2,00-2,65 21.65 1.66 93.15

Annexes

102

S10 4,20-4,60 25.25 1.59 98.28 S10 6,15-7,00 22.77 1.64 94.99 S10 9,5-9,55 20.25 1.74 98.92 S10 14,9-15,2 27.70 1.48 91.29 S11 2,00-2,55 19.37 1.74 94.62 2.08 S11 4,10-4,75 21.58 1.66 93.58 2.02 S11 6,00-6,20 21.45 1.67 94.51 2.03 S11 9,80-10,10 20.00 1.72 95.40 2.07 S11 14,75-15,45 24.95 1.56 92.80 1.96 S12 6,75-7,40 17.65 1.85 100 2.19 S12 9,40-9,80 22.70 1.64 95.44 2.02 S12 12,1-13,10 19.70 1.71 91.61 2.05

Annexes

103

Résistance au cisaillement

Caractéristiques de Cisaillement rectiligne SONDAGE

N° Profondeur

(m) Cuu (Bars) ϕuu° Ccd (Bars) ϕcd°

S1 10,15-10,55 0,48 26

S2 10,00-10,55 0,54 21

S3 3,40-4.00 0,95 8

S3 10,90-11,50 0,38 16

S3 14,10-14,45 0,69 7

S4 4,50-5,50 0,76 2

S6 7,60-8,25 0,81 16

S7 4,85-5,85 0,51 8

S8 6,5-6,9 0,59 9

S9 4,20-4,60 0,82 8

S10 4,20-4,60 0,89 9

S11 6,00-6,20 0,44 20

S12 4,60-5,60 0,57 12

Annexe 8 : Résultats des essais mécaniques

Annexes

104

CARACTERISTIQUES DE LA COMPRESSIBILITE A L’OEDOMETREN° SONDAGE Profondeur

(m) Pc Cc Cg

S1 10,15 1.82 0.210 0.044 S1 10,55 0.325 0.032 0.021 S2 10,00 2.03 0.146 0.0146 S2 10,55 0.354 0.010 0.027 S3 2,30 2.16 0.239 0.045 S3 2,70 0.35 0.030 0.020 S3 3,40 1.98 0.134 0.036 S3 4,00 0.322 0.050 0.016 S3 10,90 1.79 0.221 0.061 S3 11,50 0.353 0.029 0.031 S4 2,20 1.71 0.141 0.029 S4 2,70 0.157 0.030 0.013 S4 4,50 1.70 0.255 0.050 S4 5,50 0.194 0.097 0.021 S4 10,30 1.96 0.182 - S4 10,60 0.354 0.025 - S4 14,85 1.50 0.090 0.027 S4 15,45 0.302 0.023 0.04 S5 2,50 1.36 0.087 0.023 S5 3,50 0.210 0.039 0.013 S6 8,25 2.23 0.138 0.041 S6 14,65 2.37 0.176 0.0039 S7 4,85 2.03 0.193 0.040 S7 5,85 0.311 0.036 0.017 S7 7,25 2.36 0.196 0.048 S7 7,95 0.379 0.006 0.029 S9 16,40 2.40 0.160 0.028 S9 16,85 0.274 0.021 0.010 S10 4,20 1.94 0.171 0.043 S10 4,60 0.355 0.022 0.023 S10 9,55 1.78 0.143 0.037 S11 4,10 1.33 0.110 0.047 S11 4,75 0.379 0.013 0.021 S11 9,80 1.84 0.156 0.065 S11 10,10 0.381 0.009 0.038 S11 14,75 1.86 0.152 0.065 S11 15,45 0.355 0.004 0.036 S12 4,60 1.99 0.183 0.026 S12 5,60 0.193 0.039 0.017 S12 7,40 1.42 0.120 0.056

Annexe 9 : Résultats des essais de compressibilité

Annexes

105

Annexe 10 : Analyse physico-chimique de l’eau

Résultats mg/l Spécifications (agressivité) Nature du point d’eau

Désignation 1er Ech

2ème Ec

Nulle Faible Modérée Forte T. Forte

Renouvelable > 6,5 6,5-6 6-5,5 5,5-5 < 5 Stagnante

PH 8,0 > 6,5 6,5-5,5 5,5-4,5 4,5-4 < 4

Température °C

22,5

Matière en suspension

Traces

Résidu sec 44546 Matières

organiques

à 105°

Renouvelable < 10 10-25 25-50 50-80 > 80 Stagnante

Néant < 15 15-30 30-60 60-

100 > 100

Calcium Ca+2

748

Renouvelable < 80 80-200 200-1000

1000-2000

> 2000

Stagnante

Magnésium > 762

< 100 100-300

300-1500

1500-3000

> 3000

Sodium Na+ Potassium K+

Renouvelable < 10 10-25 25-50 50-80 > 80 Stagnante

Ammonium NH4+

< 15 15-30 30-60 60-

100 > 100

Renouvelable < 200 200-500

500-2000

2000-5000

> 5000

Stagnante

Sulfate SO4- 12196

< 200 200-600

600-3000

3000-6000

> 6000

Chlorure Cl- 17349 Carbonate

CO3- Néant

Bicarbonate HCO3-

1787

Observations : Agressivité très forte Goût : Eau salée

ملخص

نجاز إعلى مثال " مهمة جيوتقنية"تطبيق مفهوم آرة هوذه المذفي هن الهدف الرئيسي من العمل المنجز إبدراسة آرة ذالم هذه في قمنالقد. رة لمدينة العلمة الواقعة بموقع بازر صخرةذلقه امحطة تصفية الميا

تتميز جيولوجية المنطقة . )12 و ج11ج+ ( 0مكانية تحقيق المشروع و المتمثلة قي المهام من الصنف جإهرت أظلقد . تربة الحديثة التكوينن غالبية مساحة المنطقة مغطاة باألأ حيث الصخور البارزةبقلة

رضية الواقعة تحت الغطاء الترابي غضارية ن األأرضية الموقع و في المخبر أالتجارب المنجزة على حساباتالخيربو قد قمنا في األ. نجاز المشروعصالحة إلرضية الموقع أن أمتوسطة الى حسنة النوعية و

.نجازهإ المشروع المزمع بعادليةألواأل

مكانيةإلجيوتقنية دراسة -رة لمدينة العلمة ذ محطة تصفية المياه الق-مهمة جيوتقنية :الكلمات الرئيسية .ف والية سطي– مشروع تحقيق

Résumé L’objectif de ce travail est d’appliquer la notion de « missions géotechniques » sur l’exemple de la réalisation de la station d’épuration des eaux usées d’El Eulma, située sur le site de Bazer Sekhra. Nous avons abordé l’étude de faisabilité de ce projet, ce qui correspond à des missions de type G0 + (G11 et G12). La géologie de la région est caractérisée par la rareté des affleurements et la grande étendue des recouvrements récents. Les essais in situ et de laboratoire montrent que, sous la couche de couverture et sur toute l’étendue de l’assiette du site, on trouve un substratum argileux de qualité moyenne à bonne. Le terrain de Bazer Sakhra étudié convient pour construire les ouvrages projetés. Nous avons enfin effectué des calculs de prédimensionnement des ouvrages à réaliser. Mots Clefs : Missions géotechniques – Station d’épuration des eaux usées d’El Eulma – Etude de faisabilité géotechnique - Wilaya de Setif. Abstract The aim objective of this work is to apply the concept of “geotechnical missions” in the example of the waste water treatment plant of El Eulma, located in the Bazer Sekhra. We have carried out geotechnical feasibility study of the project, which corresponds to missions of the G0 + (G11 and G12) type. The geology of the area is characterized by the scarcity of the outcrops and the great extent of the Quaternary cover. The in situ and laboratory tests show that under the cover layer and on all the extent of the site, we find an argillaceous substratum of average to good quality. The studied Bazer Sakhra ground site is appropriate to build the projected constructions. Finally, we carried out predimensioning calculations of the construction project. Key words: Geotechnical missions - geotechnical feasibility study - waste water treatment plant of El Eulma - Wilaya of Setif.