Comparaison du Dimensionnement d'une Fondation (Pressiomètre vs Pénétromètre)
Contexte : La reconnaissance des sols pour les fondations.
Le dimensionnement des fondations superficielles, comme les semelles, est une étape cruciale dans tout projet de construction. Il garantit la stabilité de l'ouvrage en s'assurant que le sol peut supporter les charges transmises sans subir de tassements excessifs ou de rupture. Pour cela, l'ingénieur géotechnicien s'appuie sur des essais in-situ qui caractérisent les propriétés mécaniques du sol. Cet exercice compare deux des méthodes les plus courantes en France : l'essai au pressiomètre MénardEssai de chargement in situ réalisé dans un forage. Il mesure la relation contrainte-déformation du sol. et l'essai au pénétromètre statiqueEssai de fonçage d'une pointe conique dans le sol à vitesse constante, mesurant la résistance de pointe (qc) et le frottement latéral. (CPT).
Remarque Pédagogique : Cet exercice met en lumière les différences d'approche et de résultats entre deux méthodes de calcul de la portance d'une fondation, toutes deux encadrées par la norme Eurocode 7. Il vous aidera à comprendre comment les données brutes des essais sont transformées en dimensions concrètes pour une structure.
Objectifs Pédagogiques
- Calculer la capacité portante d'un sol à partir des données pressiométriques.
- Calculer la capacité portante d'un sol à partir des données pénétrométriques.
- Dimensionner une semelle isolée carrée selon l'Eurocode 7.
- Comparer les résultats des deux méthodes et analyser les implications pour le projet.
Données de l'étude
Fiche Technique du Projet
| Caractéristique | Valeur |
|---|---|
| Type de structure | Bâtiment de bureaux (charges modérées) |
| Type de fondation | Semelle isolée en béton armé |
| Norme de calcul | Eurocode 7 et son Annexe Nationale (NF P 94-261) |
Schéma de la fondation
| Nom du Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Charge permanente non pondérée | \(G_{\text{k}}\) | 800 | kN |
| Charge d'exploitation non pondérée | \(Q_{\text{k}}\) | 350 | kN |
| Profondeur d'ancrage de la semelle | \(D\) | 1.50 | m |
| Poids volumique du sol | \(\gamma\) | 19 | kN/m³ |
Questions à traiter
- Calculer la charge de calcul verticale à l'État Limite Ultime (ELU).
- À partir des données pressiométriques fournies, déterminer la contrainte de calcul du sol.
- Dimensionner la largeur 'B' de la semelle carrée en utilisant l'approche pressiométrique.
- À partir des données du pénétromètre statique, déterminer la contrainte de calcul du sol.
- Dimensionner la largeur 'B' de la semelle en utilisant l'approche pénétrométrique et comparer les résultats.
Les bases du calcul de portance selon l'Eurocode 7
La capacité portante d'une fondation superficielle est sa capacité à transmettre les charges de la structure au sol sans provoquer de rupture par poinçonnement. L'Eurocode 7 (norme NF P 94-261 pour la France) définit les méthodes de calcul à partir des essais géotechniques.
1. Méthode Pressiométrique
Cette méthode est basée sur la pression limite nette équivalente \(p_{\text{le}}^*\), qui est une moyenne pondérée des pressions limites mesurées par le pressiomètre au voisinage de la base de la fondation. La contrainte de rupture nette sous la fondation est donnée par :
\[ q_{\text{net}} = k_{\text{p}} \cdot p_{\text{le}}^* \]
Où \(k_{\text{p}}\) est le facteur de portance pressiométrique. Il dépend du type de sol, de la forme de la fondation et de son encastrement.
2. Méthode Pénétrométrique
Cette méthode utilise la résistance de pointe équivalente \(q_{\text{ce}}\), calculée à partir des mesures du pénétromètre statique (CPT). La contrainte de rupture nette est alors :
\[ q_{\text{net}} = k_{\text{c}} \cdot q_{\text{ce}} \]
Où \(k_{\text{c}}\) est le facteur de portance pénétrométrique, qui dépend principalement du type de sol.
Correction : Comparaison du Dimensionnement d'une Fondation (Pressiomètre vs Pénétromètre)
Question 1 : Calculer la charge de calcul verticale à l'État Limite Ultime (ELU).
Principe
Pour assurer la sécurité de la structure, on majore les charges de service (celles que l'on s'attend à avoir en temps normal) par des coefficients de sécurité. Cette charge majorée, dite "de calcul", est celle que la fondation devra pouvoir supporter sans risque de rupture. C'est le principe des calculs aux États Limites Ultimes (ELU).
Mini-Cours
La notion d'États Limites, introduite par les Eurocodes, vise à garantir la fiabilité des structures avec une probabilité de défaillance acceptable. L'ELU (État Limite Ultime) concerne la sécurité des personnes et de la structure (rupture, perte d'équilibre). On utilise des coefficients partiels sur les actions (\(\gamma_{\text{G}}, \gamma_{\text{Q}}\)) et sur les résistances des matériaux pour couvrir les incertitudes.
Remarque Pédagogique
Pensez à cette étape comme à la définition du "besoin" de la fondation. Avant de savoir ce que le sol "peut" supporter, nous devons d'abord définir précisément ce qu'il "doit" supporter au minimum, en considérant le cas le plus défavorable prévu par la réglementation.
Normes
Nous utilisons la combinaison d'actions fondamentale de l'Eurocode 0 (NF EN 1990) pour les bâtiments : \( \gamma_{\text{G}} G_{\text{k}} + \gamma_{\text{Q}} Q_{\text{k}} \). En France, l'Annexe Nationale recommande les coefficients de sécurité partiels \(\gamma_{\text{G}} = 1.35\) pour les charges permanentes et \(\gamma_{\text{Q}} = 1.50\) pour les charges d'exploitation.
Formule(s)
Combinaison d'actions à l'ELU
Hypothèses
Pour ce calcul, les hypothèses sont :
- Les charges G et Q sont considérées comme des actions statiques et verticales.
- On utilise la combinaison d'actions la plus défavorable pour le dimensionnement de la fondation.
Donnée(s)
Les charges de service (non pondérées) sont extraites de l'énoncé.
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Charge permanente | \(G_{\text{k}}\) | 800 | kN |
| Charge d'exploitation | \(Q_{\text{k}}\) | 350 | kN |
Astuces
Pour éviter les erreurs, effectuez toujours le produit de chaque charge par son coefficient avant de les additionner. Vérifiez que vos unités sont cohérentes (ici, tout est en kN).
Schéma (Avant les calculs)
Charges de service sur la structure
Calcul(s)
Application de la combinaison d'actions ELU
Schéma (Après les calculs)
Charge de calcul ELU sur la structure
Réflexions
La charge de calcul (1605 kN) est significativement plus élevée que la somme des charges de service (800 + 350 = 1150 kN). Cette augmentation de près de 40% représente la marge de sécurité réglementaire prise sur les actions pour le dimensionnement à la rupture.
Points de vigilance
L'erreur la plus commune est d'inverser les coefficients \(\gamma_G\) et \(\gamma_Q\) ou d'utiliser une mauvaise combinaison d'actions (par exemple, oublier un cas de charge). Assurez-vous de toujours utiliser la combinaison la plus pénalisante pour l'élément que vous dimensionnez.
Points à retenir
Synthèse de la Question 1 :
- Concept Clé : Pondération des charges pour passer des valeurs de service (caractéristiques) aux valeurs de calcul (ELU).
- Formule Essentielle : \( P_{\text{ELU}} = 1.35 G_{\text{k}} + 1.50 Q_{\text{k}} \).
- Point de Vigilance Majeur : Ne jamais utiliser les charges non pondérées pour un calcul de rupture (ELU).
Le saviez-vous ?
Les coefficients de sécurité ne sont pas arbitraires. Ils sont calibrés statistiquement pour atteindre un niveau de fiabilité cible de la structure sur sa durée de vie (généralement 50 ans pour un bâtiment courant).
FAQ
Il est normal d'avoir des questions.
Résultat Final
A vous de jouer
Si la charge d'exploitation était de 500 kN, quelle serait la nouvelle charge de calcul \(P_{\text{ELU}}\) ?
Question 2 : Déterminer la contrainte de calcul du sol avec la méthode pressiométrique.
Principe
La méthode pressiométrique permet de déterminer la contrainte de rupture du sol sous la fondation. On calcule d'abord une pression limite nette équivalente \(p_{\text{le}}^*\) à partir des mesures de l'essai. Cette valeur, multipliée par un facteur de portance \(k_{\text{p}}\), donne la contrainte de rupture nette. On applique ensuite un facteur de sécurité pour obtenir la contrainte de calcul résistante.
Mini-Cours
La pression limite nette équivalente \(p_{\text{le}}^*\) est la moyenne géométrique des pressions limites nettes mesurées dans une zone d'influence sous la fondation. Cette zone s'étend de la base de la fondation jusqu'à une profondeur de 1.5 fois sa largeur (B). Le calcul de cette moyenne est essentiel pour lisser les variations locales du sol et obtenir une valeur représentative pour le massif sollicité.
Remarque Pédagogique
Cette étape consiste à traduire les résultats bruts de l'essai en un paramètre utilisable pour l'ingénieur : la résistance du sol. On passe d'une mesure physique locale (la pression dans la sonde) à une contrainte de calcul globale pour la fondation, en suivant une "recette" réglementaire.
Normes
Selon la norme NF P 94-261, pour une semelle carrée sur un sol argileux (qui correspond aux pressions limites données), le facteur de portance \(k_{\text{p}}\) est de 1.1. Le modèle de calcul de la résistance à la portance est : \( R_{\text{k}} = A' \cdot (k_{\text{p}} \cdot p_{\text{le}}^* + q_0) \), où \(q_0 = \gamma \cdot D\) est la contrainte totale au niveau de la base avant construction. La résistance de calcul est \( R_{\text{d}} = R_{\text{k}} / \gamma_{\text{R;v}} \), avec \(\gamma_{\text{R;v}} = 1.4\).
Formule(s)
Contrainte de rupture nette
Contrainte de rupture brute caractéristique
Contrainte résistante de calcul
Hypothèses
On suppose que la valeur de \(p_{\text{le}}^*\) fournie est représentative du sol sous la semelle et a été calculée conformément à la norme.
Donnée(s)
Un sondage pressiométrique a été réalisé. Pour une semelle de largeur B attendue entre 1.5 m et 2.0 m, ancrée à 1.5 m, la zone d'influence du sol se situe environ entre 1.5 m et 4.0 m de profondeur. La norme demande de calculer la pression limite nette équivalente \(p_{\text{le}}^*\) sur cette zone. Pour cet exercice, on nous donne directement la valeur calculée.
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Pression limite nette équivalente | \(p_{\text{le}}^*\) | 1.2 | MPa |
| Facteur de portance | \(k_{\text{p}}\) | 1.1 | - |
| Poids volumique du sol | \(\gamma\) | 19 | kN/m³ |
| Profondeur d'ancrage | \(D\) | 1.5 | m |
| Coefficient de sécurité résistance | \(\gamma_{\text{R;v}}\) | 1.4 | - |
Astuces
Pour convertir rapidement des MPa en kPa, il suffit de multiplier par 1000. C'est une conversion très fréquente en géotechnique. 1.2 MPa = 1200 kPa.
Schéma (Avant les calculs)
Principe de l'essai pressiométrique
Calcul(s)
Calcul de la contrainte de rupture nette (\(q_{\text{net}}\))
Calcul de la contrainte verticale initiale (\(q_0\))
Calcul de la contrainte de rupture caractéristique brute (\(q_{\text{brut,k}}\))
Calcul de la contrainte résistante de calcul (\(q_{\text{R,d}}\))
Schéma (Après les calculs)
Visualisation de la résistance de calcul
Réflexions
Le sol à cet endroit peut supporter une charge de calcul de 963 kPa, soit environ 96 tonnes par mètre carré. C'est cette valeur qui va nous servir à dimensionner la semelle. On remarque que la contrainte initiale du sol \(q_0\) est très faible par rapport à la capacité portante nette, ce qui est souvent le cas pour les fondations superficielles.
Points de vigilance
Attention à bien distinguer les contraintes "nettes" (capacité portante propre du sol) des contraintes "brutes" (qui incluent le poids des terres au-dessus). Les formules normatives sont précises à ce sujet. De plus, le facteur de portance \(k_{\text{p}}\) varie beaucoup selon le type de sol et la géométrie, une erreur sur ce facteur a un impact direct sur le résultat.
Points à retenir
Synthèse de la Question 2 :
- Concept Clé : Traduire un paramètre d'essai (\(p_{\text{le}}^*\)) en résistance de calcul (\(q_{\text{R,d}}\)) via un facteur de portance (\(k_{\text{p}}\)) et un coefficient de sécurité (\(\gamma_{\text{R;v}}\)).
- Formule Essentielle : \(q_{\text{R,d}} = (k_{\text{p}} \cdot p_{\text{le}}^* + q_0) / \gamma_{\text{R;v}}\).
Le saviez-vous ?
L'essai pressiométrique a été inventé en France en 1954 par Louis Ménard. C'est pourquoi la méthode de calcul associée est particulièrement développée et utilisée dans l'ingénierie française et dans de nombreux pays influencés par ses pratiques.
FAQ
Il est normal d'avoir des questions.
Résultat Final
A vous de jouer
Si le sol était de meilleure qualité avec \(p_{\text{le}}^* = 1.5\) MPa, quelle serait la nouvelle contrainte de calcul résistante \(q_{\text{R,d}}\) ?
Question 3 : Dimensionner la largeur 'B' de la semelle carrée (approche pressiométrique).
Principe
Le dimensionnement consiste à trouver la largeur minimale B de la semelle pour que la contrainte appliquée par la fondation sur le sol soit inférieure ou égale à la contrainte de calcul résistante du sol. La contrainte appliquée est simplement la charge de calcul divisée par la surface de la semelle.
Mini-Cours
L'équation fondamentale du dimensionnement à l'ELU est \(E_{\text{d}} \le R_{\text{d}}\), où \(E_{\text{d}}\) est la valeur de calcul de l'effet des actions (sollicitation) et \(R_{\text{d}}\) est la valeur de calcul de la résistance correspondante. Dans notre cas, la sollicitation est la charge verticale \(P_{\text{ELU}}\) et la résistance est le produit de la surface \(A' = B^2\) par la contrainte résistante \(q_{\text{R,d}}\).
Remarque Pédagogique
C'est l'étape de "conception" où l'on passe des chiffres à la géométrie. On transforme une charge et une résistance en une dimension concrète, la largeur "B". C'est ici que le travail du géotechnicien rencontre celui de l'ingénieur structure.
Normes
La vérification de la portance selon l'Eurocode 7 (NF P 94-261) s'écrit : \(V_{\text{d}} \le R_{\text{d}}\). C'est cette inéquation que nous allons résoudre pour trouver la dimension minimale de la semelle.
Formule(s)
Condition de portance
Formule de la largeur minimale
Hypothèses
On suppose que la charge est centrée sur la semelle. Le poids propre de la semelle est négligé dans un premier temps pour le calcul de la contrainte, car il est du même ordre de grandeur que le poids des terres excavées (le calcul se fait en contraintes nettes).
Donnée(s)
On utilise les résultats des calculs précédents pour cette étape.
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Charge de calcul | \(P_{\text{ELU}}\) | 1605 | kN |
| Résistance de calcul (Pressiomètre) | \(q_{\text{R,d}}\) | 963 | kPa |
Astuces
Assurez-vous que les unités de la charge (kN) et de la contrainte (kPa = kN/m²) sont cohérentes. Le rapport donnera bien une surface en m².
Schéma (Avant les calculs)
Schéma de principe pour le dimensionnement
Calcul(s)
Calcul de la surface minimale
Calcul de la largeur minimale
On choisit une dimension constructive, généralement au multiple de 5 cm supérieur. \(\Rightarrow B = 1.30 \text{ m}\)
Schéma (Après les calculs)
Semelle dimensionnée
Réflexions
La dimension de 1.30m x 1.30m est une dimension raisonnable pour une fondation de bâtiment de bureaux sous un poteau moyennement chargé. Il faudra ensuite vérifier les tassements (à l'ELS) pour s'assurer que la fondation ne s'enfoncera pas trop.
Points de vigilance
Il faut toujours arrondir la dimension d'une fondation à la valeur supérieure pour rester du côté de la sécurité. De plus, des considérations pratiques (taille des godets de pelle, etc.) peuvent imposer des dimensions minimales.
Points à retenir
Synthèse de la Question 3 :
- Concept Clé : Le dimensionnement revient à s'assurer que la surface de la fondation est assez grande pour que la contrainte appliquée soit inférieure à la contrainte admissible.
- Formule Essentielle : \(B \ge \sqrt{P_{\text{ELU}} / q_{\text{R,d}}}\).
Le saviez-vous ?
Dans les anciens règlements (comme le DTU 13.12), on utilisait une approche par "contrainte admissible" avec un coefficient de sécurité global (souvent 3), ce qui est différent de l'approche semi-probabiliste des Eurocodes avec ses coefficients partiels.
FAQ
Il est normal d'avoir des questions.
Résultat Final
A vous de jouer
Si la charge \(P_{\text{ELU}}\) était de 2000 kN (avec la même \(q_{\text{R,d}}\)), quelle serait la largeur B minimale ?
Question 4 : Déterminer la contrainte de calcul du sol avec la méthode pénétrométrique.
Principe
L'approche est similaire à la méthode pressiométrique, mais cette fois, on utilise la résistance de pointe du pénétromètre (\(q_c\)) comme paramètre de base. Une valeur de calcul équivalente \(q_{\text{ce}}\) est déterminée, puis multipliée par un facteur de portance \(k_{\text{c}}\) pour obtenir la contrainte de rupture nette.
Mini-Cours
La résistance de pointe équivalente \(q_{\text{ce}}\) est une moyenne des valeurs de \(q_c\) mesurées dans la zone d'influence sous la fondation. Cette méthode est particulièrement bien adaptée pour les sols granulaires (sables, graves), où le CPT donne des résultats très fiables. Les facteurs de portance \(k_{\text{c}}\) sont issus de corrélations empiriques validées par de nombreux essais et retours d'expérience.
Remarque Pédagogique
Nous appliquons ici la même "logique" de calcul que pour le pressiomètre, mais avec une autre "source" de données. C'est un excellent moyen de vérifier et de conforter un diagnostic géotechnique : si deux méthodes différentes donnent des résultats cohérents, la confiance dans le dimensionnement est renforcée.
Normes
Selon la norme NF P 94-261, pour des sables et graves (correspondant à \(q_c = 10\) MPa), le facteur de portance \(k_{\text{c}}\) est de 0.16. Le modèle de calcul de la résistance est le même qu'avec le pressiomètre, mais en utilisant \(q_{\text{net}} = k_{\text{c}} \cdot q_{\text{ce}}\). Le coefficient de sécurité sur la résistance \(\gamma_{\text{R;v}}\) est également de 1.4.
Formule(s)
Contrainte de rupture nette
Contrainte de rupture brute caractéristique
Contrainte résistante de calcul
Hypothèses
On suppose que la valeur de \(q_{\text{ce}}\) fournie est représentative et a été calculée conformément à la norme.
Donnée(s)
L'essai CPT a fourni un profil de résistance de pointe. L'analyse selon la norme NF P 94-261 conduit à une résistance de pointe équivalente de calcul dans la zone d'influence de la semelle.
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Résistance de pointe équivalente | \(q_{\text{ce}}\) | 10 | MPa |
| Facteur de portance | \(k_{\text{c}}\) | 0.16 | - |
| Poids volumique du sol | \(\gamma\) | 19 | kN/m³ |
| Profondeur d'ancrage | \(D\) | 1.5 | m |
| Coefficient de sécurité résistance | \(\gamma_{\text{R;v}}\) | 1.4 | - |
Astuces
Le facteur \(k_{\text{c}}\) est généralement plus petit que \(k_{\text{p}}\), car les valeurs de \(q_{\text{ce}}\) (en MPa) sont souvent plus grandes que celles de \(p_{\text{le}}^*\). Ne soyez pas surpris par cet ordre de grandeur.
Schéma (Avant les calculs)
Principe de l'essai au pénétromètre statique (CPT)
Calcul(s)
Calcul de la contrainte de rupture nette (\(q_{\text{net}}\))
Calcul de la contrainte de rupture caractéristique brute (\(q_{\text{brut,k}}\))
Calcul de la contrainte résistante de calcul (\(q_{\text{R,d}}\))
Schéma (Après les calculs)
Visualisation de la résistance de calcul (CPT)
Réflexions
La méthode pénétrométrique donne une résistance de calcul de 1163 kPa, soit environ 20% de plus que la méthode pressiométrique (963 kPa). Cela suggère que pour ce site, les corrélations du CPT sont plus optimistes. Il est essentiel de comprendre pourquoi (nature du sol, hétérogénéité, etc.) avant de faire un choix.
Points de vigilance
Le choix du facteur de portance \(k_c\) est critique. Il dépend fortement de la classification du sol (argile, limon, sable...). Une erreur de classification du sol à partir du CPT peut mener à un mauvais choix de \(k_{\text{c}}\) et à un dimensionnement incorrect.
Points à retenir
Synthèse de la Question 4 :
- Concept Clé : Le principe de calcul est identique à la méthode pressiométrique, seule la source de donnée (\(q_{\text{ce}}\)) et le facteur de corrélation (\(k_{\text{c}}\)) changent.
Le saviez-vous ?
Certains pénétromètres modernes, appelés piézocônes (CPTu), sont équipés d'un capteur de pression interstitielle. La mesure de la pression de l'eau générée lors du fonçage aide à identifier les couches de sol très fines et à mieux classifier les sols (sable vs. argile).
FAQ
Il est normal d'avoir des questions.
Résultat Final
A vous de jouer
Si le sol était plus lâche avec \(q_{\text{ce}} = 8\) MPa, quelle serait la nouvelle contrainte de calcul résistante \(q_{\text{R,d}}\) ?
Question 5 : Dimensionner la largeur 'B' (approche pénétrométrique) et comparer.
Principe
Le calcul est identique à celui de la question 3, mais en utilisant la nouvelle valeur de contrainte de calcul résistante déterminée à partir de l'essai CPT. La comparaison finale permettra de juger de la cohérence ou de la divergence des deux approches pour ce site spécifique.
Mini-Cours
L'analyse comparative est un pilier de l'ingénierie géotechnique. Face à l'incertitude inhérente au sous-sol, le croisement de plusieurs sources de données (essais différents, corrélations, retours d'expérience) est la meilleure stratégie pour converger vers un modèle géotechnique fiable et un dimensionnement sécuritaire et économique.
Remarque Pédagogique
C'est l'heure du bilan ! On met les deux résultats côte à côte pour prendre une décision d'ingénieur. C'est une étape cruciale qui va au-delà du simple calcul et fait appel au jugement technique.
Normes
La norme n'impose pas une méthode plutôt qu'une autre. Elle fournit les outils de calcul pour chacune. Le choix et l'interprétation finale des résultats relèvent de la responsabilité de l'ingénieur géotechnicien.
Formule(s)
Formule de la largeur minimale
Hypothèses
Les hypothèses sont les mêmes que pour le dimensionnement précédent.
Donnée(s)
On utilise la charge \(P_{\text{ELU}}\) et la nouvelle résistance de calcul issue de la question 4.
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Charge de calcul | \(P_{\text{ELU}}\) | 1605 | kN |
| Résistance de calcul (CPT) | \(q_{\text{R,d}}\) | 1163 | kPa |
Astuces
Pour comparer rapidement deux surfaces carrées, on peut comparer le carré de leurs largeurs. \(1.30^2 = 1.69\) et \(1.20^2 = 1.44\). Le ratio des surfaces est \(1.44 / 1.69 \approx 0.85\), soit une économie de 15%.
Schéma (Avant les calculs)
Schéma de principe pour le dimensionnement (CPT)
Calcul(s)
Calcul de la surface minimale
Calcul de la largeur minimale
On choisit une dimension constructive. \(\Rightarrow B = 1.20 \text{ m}\)
Schéma (Après les calculs)
Comparaison des dimensionnements
Réflexions
On compare les deux dimensionnements :
- Méthode Pressiométrique : B = 1.30 m (Surface = 1.69 m²)
- Méthode Pénétrométrique : B = 1.20 m (Surface = 1.44 m²)
Points de vigilance
Ne jamais conclure qu'une méthode est "meilleure" qu'une autre dans l'absolu. Leur pertinence dépend du type de sol et du contexte du projet. Une analyse géotechnique complète ne se base jamais sur un seul type d'essai.
Points à retenir
Synthèse de la Question 5 :
- Concept Clé : La comparaison et l'analyse critique des résultats issus de différentes méthodes sont fondamentales pour un dimensionnement robuste.
- Point de Vigilance Majeur : Un résultat plus "optimiste" (plus économique) n'est pas forcément le "bon" résultat. Il doit être justifié et validé par le jugement de l'ingénieur.
Le saviez-vous ?
Le pénétromètre statique est souvent surnommé le "stéthoscope du géotechnicien" car il permet d'obtenir un profil de sol continu et très détaillé, un peu comme une écoute en continu du sous-sol, alors que le pressiomètre donne des informations plus ponctuelles, à des profondeurs discrètes.
FAQ
Il est normal d'avoir des questions.
Résultat Final
A vous de jouer
Quelle serait la différence de surface (en %) entre les deux méthodes si \(p_{\text{le}}^*=1.0\) MPa et \(q_{\text{ce}}=12\) MPa?
Outil Interactif : Comparateur de Dimensionnement
Utilisez les curseurs pour faire varier les paramètres du sol (pression limite et résistance de pointe) et observez en temps réel leur impact sur la largeur requise pour la semelle selon chaque méthode. La charge ELU est fixée à 1605 kN.
Paramètres du Sol
Largeur de Semelle (B) Requise
Quiz Final : Testez vos connaissances
1. Quel est le paramètre principal mesuré par l'essai pressiométrique Ménard pour le calcul de portance ?
2. Que représente la valeur \(q_c\) issue d'un essai au pénétromètre statique (CPT) ?
3. Selon l'Eurocode 7, le facteur de portance \(k_p\) ou \(k_c\) dépend...
4. Pourquoi la résistance caractéristique du sol (\(R_k\)) est-elle divisée par un coefficient partiel (\(\gamma_{R;v}\)) ?
5. Dans ce cas d'étude, la méthode pénétrométrique a donné une semelle plus petite. Cela signifie que :
- Capacité Portante
- La contrainte maximale que le sol peut supporter sous une fondation avant d'entrer en rupture (poinçonnement).
- Pression Limite (\(p_l\))
- Paramètre mesuré à l'essai pressiométrique, représentant la pression maximale que le sol peut supporter avant de fluer de manière significative.
- Résistance de Pointe (\(q_c\))
- Paramètre mesuré à l'essai au pénétromètre statique (CPT), représentant la force nécessaire pour enfoncer la pointe conique, divisée par sa section.
- État Limite Ultime (ELU)
- État de dimensionnement qui vérifie la sécurité de la structure vis-à-vis d'une rupture ou d'un effondrement. On utilise des charges et des résistances pondérées par des coefficients de sécurité.
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Capacité Portante sur Sol Stratifié
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Analyse de l’Interaction Sol-Structure
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Dimensionnement sur Sol Gonflant
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Calcul du Renforcement par Longrines
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Étude de cas – Fondation d’Éolienne
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Analyse d’un Pieu sous Charge Latérale (Méthode p-y)
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Calcul de la Butée Mobilisable
Génie Civil : Calcul de la Butée Mobilisable sur Fondation Profonde Calcul de la butée mobilisable devant une fondation profonde sollicitée horizontalement Contexte : La Stabilité Horizontale des Fondations Profondes Les fondations profondes (pieux, barrettes, parois...
Vérification au Poinçonnement du Sol
Génie Civil : Vérification au Poinçonnement du Sol sous une Semelle Vérification au poinçonnement du sol sous une semelle très chargée Contexte : Le risque de rupture sous charge concentrée Lorsqu'une fondation superficielle (semelle isolée) est soumise à une charge...
Dimensionnement sur Colonnes à Module Contrôlé
Génie Civil : Dimensionnement sur Colonnes à Module Contrôlé (CMC) Dimensionnement sur Colonnes à Module Contrôlé (CMC) Contexte : Le Renforcement de Sol par Colonnes à Module Contrôlé (CMC) La technique des Colonnes à Module Contrôlé (CMC) est une méthode...
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