Calcul d’une Ceinture de Butonnage

Calcul : Soutènement d'une Fouille Circulaire

Calcul d'une Ceinture de Butonnage pour Fouille Circulaire

Contexte : Pourquoi utiliser une fouille circulaire ?

Pour la réalisation d'ouvrages profonds en site urbain, comme les puits de métro, les stations de pompage ou les fondations de grandes tours, les fouilles circulaires sont une solution très performante. Leur géométrie leur confère un avantage structurel majeur : l'effet de voûtePhénomène par lequel un arc ou une voûte reporte les charges verticalement sur ses appuis, créant un état de compression interne. Dans une fouille circulaire, le sol se met 'en voûte' et la poussée est uniforme.. Contrairement à une fouille rectangulaire où la poussée des terres est maximale au centre des parois, une paroi circulaire est sollicitée par une pression uniforme. Cette pression est reprise par un effort de compression pur dans la paroi, appelé "effort cerce". Pour stabiliser la paroi, on réalise des ceintures de butonnage, des anneaux en béton armé qui fonctionnent comme des cerclages et reprennent cet effort.

Remarque Pédagogique : Cet exercice vous montrera comment, à partir des caractéristiques du sol, on peut déterminer la pression exercée sur la paroi, puis calculer l'effort de compression dans la ceinture de butonnage. Cet effort est la donnée clé qui permettra ensuite de dimensionner la section de béton et les armatures de la ceinture.


Objectifs Pédagogiques

  • Comprendre et calculer la poussée des terres au reposPression horizontale exercée par un sol lorsque aucun déplacement du soutènement n'est possible. Elle est caractérisée par le coefficient K0..
  • Déterminer la pression radiale de calcul sur une paroi circulaire.
  • Calculer l'effort normal de compression dans une ceinture circulaire (effort cerce).
  • Pré-dimensionner la section de la ceinture de butonnage.
  • Appliquer les principes de l'Eurocode pour le calcul d'ouvrages géotechniques.

Données de l'étude

On étudie le soutènement d'un puits circulaire de diamètre D = 10.0 m, excavé sur une profondeur de H = 8.0 m. Le soutènement est assuré par une paroi moulée et des ceintures de butonnage espacées verticalement. Nous allons dimensionner la ceinture située à une profondeur z = 5.0 m.

Schéma de la Fouille Circulaire
Niveau du terrain naturel Ceinture H=8m z=5m D=10m

Caractéristiques du sol et des matériaux :

  • Poids volumique du sol : \(\gamma_{\text{sol}} = 20 \, \text{kN/m}^3\).
  • Angle de frottement interne du sol : \(\phi' = 32^\circ\).
  • Coefficient de poussée des terres au repos (formule de Jaky) : \(K_0 = 1 - \sin(\phi')\).
  • Espacement vertical entre les ceintures : \(L_v = 3.0 \, \text{m}\).
  • Coefficient de sécurité partiel sur les actions permanentes : \(\gamma_G = 1.35\).

Questions à traiter

  1. Calculer le coefficient de poussée des terres au repos \(K_0\).
  2. Déterminer la contrainte horizontale effective du sol à la profondeur z = 5 m.
  3. Calculer la pression radiale de calcul \(p_d\) s'exerçant sur la ceinture.
  4. En déduire l'effort normal de compression ultime \(N_{Ed}\) dans la ceinture.

Correction : Calcul d'une Ceinture de Butonnage

Question 1 : Calcul du coefficient de poussée des terres au repos \(K_0\)

Principe avec image animée (le concept physique)
σ'v σ'h σ'h Sol au repos

Le coefficient de poussée au reposRapport entre la contrainte horizontale et verticale effective dans un sol qui n'a subi aucune déformation latérale., \(K_0\), est utilisé lorsque le soutènement est rigide et ne se déforme pas (ou très peu). C'est le cas des parois moulées dans les puits circulaires. Ce coefficient relie la contrainte verticale effective (due au poids des terres) à la contrainte horizontale effective. Il représente l'état de contrainte "naturel" du sol avant toute excavation.

Mini-Cours (approfondissement théorique)

Il existe plusieurs états de poussée des terres. La poussée active (\(K_a\)) se développe si le mur peut s'éloigner du sol (rotation, translation). La poussée passive (\(K_p\)) se développe si le mur est poussé contre le sol. Entre les deux, si le déplacement est nul, on a la poussée au repos (\(K_0\)). On a toujours la relation \(K_a < K_0 < K_p\). Choisir le bon coefficient est une étape cruciale du dimensionnement.

Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)

Point Clé : La formule de JakyFormule empirique (1944) très utilisée pour estimer le coefficient de poussée des terres au repos pour les sols pulvérulents normalement consolidés., \(K_0 = 1 - \sin(\phi')\), est une approximation très utilisée pour les sols pulvérulents (sables, graviers) normalement consolidés. Pour les argiles ou les sols surconsolidés, des formules plus complexes ou des essais en laboratoire sont nécessaires pour déterminer \(K_0\).

Normes (la référence réglementaire)

Eurocode 7 (NF EN 1997-1) : L'annexe C de la norme fournit des indications sur le calcul des pressions des terres, y compris la pression au repos. Elle souligne l'importance de justifier le choix du coefficient en fonction de la rigidité du soutènement et de l'historique de contraintes du sol.

Hypothèses (le cadre du calcul)

On suppose que le sol est un sable normalement consolidé, ce qui valide l'utilisation de la formule de Jaky. On suppose également que la paroi est suffisamment rigide pour que les conditions "au repos" soient applicables.

Formule(s) (l'outil mathématique)

Formule de Jaky pour le coefficient de poussée au repos :

\[ K_0 = 1 - \sin(\phi') \]
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
  • Angle de frottement interne du sol : \(\phi' = 32^\circ\)
Calcul(s) (l'application numérique)

Calcul du coefficient \(K_0\) :

\[ \begin{aligned} K_0 &= 1 - \sin(32^\circ) \\ &= 1 - 0.5299 \\ &= 0.47 \end{aligned} \]
Réflexions (l'interprétation du résultat)

Un \(K_0\) de 0.47 signifie que la contrainte horizontale naturelle dans le sol est environ 47% de la contrainte verticale. C'est une valeur typique pour un sol sableux. Ce coefficient sera la clé pour transformer le poids des terres en pression sur notre soutènement.

Points à retenir
  • Pour les soutènements rigides (peu de déplacement), on utilise la poussée au repos (\(K_0\)).
  • Pour les sols pulvérulents, la formule de Jaky (\(K_0 = 1 - \sin(\phi')\)) est une excellente approximation.
  • \(K_0\) est un coefficient sans dimension qui relie les contraintes verticale et horizontale.
Justifications (le pourquoi de cette étape)

Cette première étape est fondamentale car elle permet de quantifier la "réactivité" du sol. Sans \(K_0\), il est impossible de déterminer la pression que le sol exercera sur la paroi, et donc de calculer les efforts dans la structure.

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

Confondre \(K_0\) et \(K_a\) : Utiliser le coefficient de poussée active \(K_a\) (qui est plus faible) pour un soutènement rigide est une erreur dangereuse qui conduirait à sous-estimer fortement les efforts et à sous-dimensionner l'ouvrage.

Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Résultat Final : Le coefficient de poussée des terres au repos est \(K_0 = 0.47\).

À vous de jouer !

Question 2 : Contrainte horizontale effective à z = 5 m

Principe avec image animée (le concept physique)
z = 5m σ'v = γ.z σ'h = K₀.σ'v

À une profondeur `z`, le sol subit une contrainte verticalePression exercée en un point du sol par le poids des terres situées au-dessus. due au poids de toutes les couches de terrain situées au-dessus. C'est la contrainte géostatique. En utilisant le coefficient \(K_0\) calculé précédemment, on peut directement en déduire la contrainte horizontale effective à cette même profondeur.

Mini-Cours (approfondissement théorique)

Le calcul se base sur le principe des contraintes effectivesConcept de Terzaghi où la contrainte totale dans un sol est la somme de la pression de l'eau (pression interstitielle) et de la contrainte effective, qui est supportée par le squelette solide du sol. de Terzaghi : la contrainte totale dans un sol est la somme de la pression de l'eau (pression interstitielle `u`) et de la contrainte effective (\(\sigma'\)) qui est reprise par le squelette solide du sol. Comme il n'y a pas de nappe phréatique ici, la pression interstitielle est nulle et la contrainte totale est égale à la contrainte effective (\(\sigma = \sigma'\)).

Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)

Point Clé : Faites toujours attention aux unités. Le poids volumique est en \(\text{kN/m}^3\), la profondeur en \(\text{m}\). Leur produit donne bien une contrainte (ou pression) en \(\text{kN/m}^2\), c'est-à-dire en kilopascals (kPa). Une vérification des unités à chaque étape permet d'éviter de nombreuses erreurs.

Normes (la référence réglementaire)

Eurocode 7 (NF EN 1997-1), Section 6 : Cette section traite des actions géotechniques. Elle spécifie que le poids volumique du sol doit être considéré comme une action et doit être choisi de manière prudente (valeur caractéristique). Les calculs de contraintes verticales et horizontales découlent directement de ces principes de base.

Hypothèses (le cadre du calcul)

On suppose que le sol est homogène sur toute la hauteur, avec un poids volumique constant. On néglige la présence d'une nappe phréatique, donc la pression interstitielle est nulle.

Formule(s) (l'outil mathématique)

Contrainte verticale effective :

\[ \sigma'_v = \gamma_{\text{sol}} \times z \]

Contrainte horizontale effective :

\[ \sigma'_h = K_0 \times \sigma'_v \]
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
  • \(\gamma_{\text{sol}} = 20 \, \text{kN/m}^3\)
  • Profondeur d'étude : \(z = 5.0 \, \text{m}\)
  • Coefficient au repos : \(K_0 = 0.47\)
Calcul(s) (l'application numérique)

Calcul de la contrainte verticale effective :

\[ \begin{aligned} \sigma'_v &= 20 \, \text{kN/m}^3 \times 5.0 \, \text{m} \\ &= 100 \, \text{kN/m}^2 \\ &= 100 \, \text{kPa} \end{aligned} \]

Calcul de la contrainte horizontale effective :

\[ \begin{aligned} \sigma'_h &= 0.47 \times 100 \, \text{kPa} \\ &= 47 \, \text{kPa} \end{aligned} \]
Réflexions (l'interprétation du résultat)

À 5 mètres de profondeur, le sol exerce une pression horizontale de 47 kPa sur la paroi. C'est cette pression qui va charger notre ceinture de butonnage. On remarque que cette pression augmente linéairement avec la profondeur ; elle serait donc plus faible en haut de la fouille et plus forte en bas.

Points à retenir
  • La contrainte verticale \(\sigma'_v\) est simplement le poids des terres au-dessus du point considéré.
  • La contrainte horizontale \(\sigma'_h\) est proportionnelle à la contrainte verticale via le coefficient \(K_0\).
  • En l'absence de nappe, les contraintes totales et effectives sont égales.
Justifications (le pourquoi de cette étape)

Le calcul de la contrainte locale est indispensable. La ceinture de butonnage ne reprend pas la poussée sur toute la hauteur de la fouille, mais seulement la pression sur une bande de terrain qui lui est tributaire. Il faut donc connaître la valeur de cette pression à la profondeur de la ceinture.

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

Oublier la nappe phréatique : Si la nappe était présente à, par exemple, 2m de profondeur, il faudrait utiliser le poids volumique déjaugé du sol sous 2m et ajouter la pression de l'eau (\(u = \gamma_w \times h_w\)) à la contrainte horizontale effective pour obtenir la pression totale sur la paroi.

Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Résultat Final : La contrainte horizontale effective à 5m de profondeur est \(\sigma'_h = 47 \, \text{kPa}\).

À vous de jouer !

Question 3 : Pression radiale de calcul \(p_d\) sur la ceinture

Principe avec image animée (le concept physique)
Lv = 3m p_d

Chaque ceinture de butonnage ne reprend pas seulement la pression à sa profondeur exacte, mais la pression moyenne sur une "bande" de terrain. On considère que chaque ceinture soutient la paroi sur une hauteur égale à l'espacement vertical \(L_v\) entre les ceintures. La pression de calcul est donc la contrainte horizontale (incluant la surcharge) multipliée par cet espacement.

Mini-Cours (approfondissement théorique)

Cette approche est une simplification du diagramme de pression trapézoïdal qui s'applique réellement sur la hauteur tributaire. En prenant la valeur de la contrainte au milieu de cette hauteur et en la multipliant par la hauteur totale, on obtient la résultante de ce trapèze. C'est une méthode couramment admise et suffisamment précise pour le dimensionnement.

Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)

Point Clé : Ne confondez pas la pression (en kPa ou \(\text{kN/m}^2\)) et la charge linéique (en \(\text{kN/m}\)). En multipliant la pression \(\sigma'_h\) par la hauteur d'influence \(L_v\), on obtient une charge linéique radiale \(p_d\) qui s'applique tout autour de la ceinture.

Normes (la référence réglementaire)

Eurocode 0 (NF EN 1990) : Pour obtenir une valeur de calcul, on part des actions caractéristiques (le poids du sol, la surcharge) et on leur applique des coefficients de sécurité partiels. Ici, nous appliquons un coefficient global \(\gamma_G = 1.35\) sur l'ensemble des actions permanentes pour obtenir la pression de calcul à l'état limite ultime (ELU).

Hypothèses (le cadre du calcul)

On suppose que la pression est constante sur toute la hauteur tributaire \(L_v\) et égale à la valeur calculée à mi-hauteur (z=5m). C'est une simplification acceptable.

Formule(s) (l'outil mathématique)

Pression horizontale totale caractéristique :

\[ p_k = (K_0 \times \gamma_{\text{sol}} \times z) + (K_0 \times q) \]

Charge linéique radiale de calcul :

\[ p_d = p_k \times L_v \times \gamma_G \]
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
  • \(\sigma'_h = 47 \, \text{kPa}\) (partie due au poids du sol)
  • \(K_0 = 0.47\) ; \(q = 10 \, \text{kPa}\)
  • \(L_v = 3.0 \, \text{m}\) ; \(\gamma_G = 1.35\)
Calcul(s) (l'application numérique)

Calcul de la pression horizontale due à la surcharge :

\[ \begin{aligned} \sigma'_{h,q} &= K_0 \times q \\ &= 0.47 \times 10 \, \text{kPa} \\ &= 4.7 \, \text{kPa} \end{aligned} \]

Calcul de la pression totale caractéristique :

\[ \begin{aligned} p_k &= \sigma'_h + \sigma'_{h,q} \\ &= 47 + 4.7 \\ &= 51.7 \, \text{kPa} \end{aligned} \]

Calcul de la charge linéique de calcul :

\[ \begin{aligned} p_d &= 51.7 \, \text{kN/m}^2 \times 3.0 \, \text{m} \times 1.35 \\ &= 209.3 \, \text{kN/m} \end{aligned} \]
Réflexions (l'interprétation du résultat)

Le résultat \(p_d = 209.3 \, \text{kN/m}\) représente la force, pour chaque mètre de circonférence de la ceinture, que celle-ci doit reprendre. C'est une charge linéique radiale, comme la pression de l'eau sur un barrage-voûte.

Points à retenir
  • La ceinture reprend la pression sur une hauteur tributaire \(L_v\).
  • La pression totale inclut l'effet du poids du sol et de la surcharge.
  • On passe d'une pression (\(\text{kN/m}^2\)) à une charge linéique (\(\text{kN/m}\)) en multipliant par \(L_v\).
  • N'oubliez pas d'appliquer le coefficient de sécurité pour passer à la valeur de calcul.
Justifications (le pourquoi de cette étape)

Cette étape transforme une pression de surface en une charge linéique directement applicable à la structure (la ceinture). C'est le lien entre le calcul géotechnique (pression du sol) et le calcul de structure (effort dans la ceinture).

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

Oublier la surcharge : La surcharge d'exploitation en surface se propage en profondeur et ajoute une pression non négligeable sur le soutènement. L'oublier est une erreur courante qui sous-estime les efforts.

Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Résultat Final : La pression radiale de calcul sur la ceinture est \(p_d = 209.3 \, \text{kN/m}\).

À vous de jouer !

Question 4 : Effort normal de compression ultime \(N_{Ed}\)

Principe avec image animée (le concept physique)
N_Ed

Un anneau soumis à une pression radiale uniforme est entièrement en compression. L'effort interne, appelé effort cerceEffort de compression interne qui se développe le long de la circonférence d'un anneau soumis à une pression radiale externe., est constant sur toute la circonférence. Il peut être calculé par une simple formule d'équilibre qui relie la pression radiale, le rayon de l'anneau et l'effort de compression interne.

Mini-Cours (approfondissement théorique)

Cette formule (\(N = p \times R\)) est fondamentale en mécanique des structures et s'applique à de nombreux cas : calcul de réservoirs sous pression, de tuyaux, de dômes, etc. Elle découle de l'équilibre d'une demi-section de l'anneau : la somme des forces de pression sur le demi-périmètre est équilibrée par les deux efforts de compression \(N\) aux extrémités de la coupe.

Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)

Point Clé : Attention, la formule utilise le rayon \(R\), et non le diamètre \(D\). C'est une erreur fréquente. Pensez toujours à diviser le diamètre par deux avant d'appliquer la formule.

Normes (la référence réglementaire)

Eurocode 2 (NF EN 1992-1-1) : L'effort \(N_{Ed}\) que nous calculons ici est l'effort ultime de calcul. C'est cette valeur qui sera utilisée pour dimensionner la section de béton et les armatures de la ceinture selon les règles de l'Eurocode 2 pour un élément en compression simple.

Hypothèses (le cadre du calcul)

On suppose que la ceinture est parfaitement circulaire et que la pression radiale est parfaitement uniforme, ce qui garantit un état de compression pure sans flexion parasite.

Formule(s) (l'outil mathématique)

Effort normal de compression (effort cerce) :

\[ N_{Ed} = p_d \times R = p_d \times \frac{D}{2} \]
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
  • Charge linéique radiale de calcul : \(p_d = 209.3 \, \text{kN/m}\)
  • Diamètre de la fouille : \(D = 10.0 \, \text{m}\)
Calcul(s) (l'application numérique)

Calcul du rayon de la fouille :

\[ \begin{aligned} R &= \frac{D}{2} \\ &= \frac{10.0 \, \text{m}}{2} \\ &= 5.0 \, \text{m} \end{aligned} \]

Calcul de l'effort normal ultime :

\[ \begin{aligned} N_{Ed} &= p_d \times R \\ &= 209.3 \, \text{kN/m} \times 5.0 \, \text{m} \\ &= 1046.5 \, \text{kN} \end{aligned} \]
Réflexions (l'interprétation du résultat)

L'effort de compression dans la ceinture est de 1046.5 kN, soit environ 105 tonnes. C'est un effort considérable qui va nécessiter une section de béton et des armatures longitudinales conséquentes pour être repris en toute sécurité. Cette valeur est la donnée d'entrée finale pour le dimensionnement de la structure en béton armé.

Points à retenir
  • Un anneau sous pression radiale uniforme travaille en compression pure.
  • L'effort de compression est appelé effort cerce.
  • La formule à retenir est simple : \(N_{Ed} = p_d \times R\).
  • Attention à bien utiliser le rayon (R) et non le diamètre (D).
Justifications (le pourquoi de cette étape)

C'est l'aboutissement du calcul géotechnique. L'objectif était de transformer les propriétés du sol en un effort concret (\(N_{Ed}\)) qui peut être utilisé par un ingénieur structure pour dessiner les plans de ferraillage de la ceinture.

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

Utiliser le diamètre : L'erreur la plus commune est d'oublier de diviser le diamètre par deux, ce qui doublerait l'effort calculé et conduirait à un surdimensionnement très coûteux de l'ouvrage.

Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Résultat Final : L'effort normal de compression ultime dans la ceinture est \(N_{Ed} = 1046.5 \, \text{kN}\).

À vous de jouer !

Mini Fiche Mémo : L'essentiel du Calcul

  • Étape 1 : Coefficient au repos (K₀)

    Caractérise la poussée d'un sol rigide.

    \[ K_0 = 1 - \sin(\phi') \]
  • Étape 2 : Pression Horizontale (pₖ)

    Combine l'effet du poids du sol et de la surcharge.

    \[ p_k = K_0 \times (\gamma_{\text{sol}} \cdot z + q) \]
  • Étape 3 : Charge Linéique sur Ceinture (pₖ)

    Transforme la pression en charge linéique en multipliant par la hauteur d'influence.

    \[ p_d = p_k \times L_v \times \gamma_G \]
  • Étape 4 : Effort Cerce (Nₑₖ)

    Calcule l'effort de compression final dans l'anneau.

    \[ N_{Ed} = p_d \times R \]

Outil Interactif : Calculateur d'Effort Cerce

Modifiez les paramètres pour voir leur influence sur l'effort dans la ceinture.

Paramètres du Projet
Résultats de Calcul
Coefficient K₀ -
Pression radiale de calcul p_d (kN/m) -
Effort N_Ed : -

Pour Aller Plus Loin : Le Dimensionnement en Béton Armé

Calcul de la section d'acier : L'effort \(N_{Ed}\) est repris à la fois par le béton et par les armatures longitudinales. La formule de dimensionnement de l'Eurocode 2 pour un poteau en compression simple permet de déterminer la section d'acier \(A_s\) nécessaire : \(N_{Ed} \le 0.85 \times A_c \times \frac{f_{ck}}{\gamma_c} + A_s \times \frac{f_{yk}}{\gamma_s}\). En fixant une section de béton \(A_c\) (par exemple 50x50 cm), on peut en déduire la section d'acier requise.


Le Saviez-Vous ?

L'un des plus grands projets de puits circulaires en Europe est le "super-égout" de Londres (Tideway Tunnel). Il comprend de nombreux puits de plus de 20 mètres de diamètre et 60 mètres de profondeur, dont les ceintures de butonnage sont de véritables ouvrages d'art, fortement ferraillés pour résister à d'énormes efforts de compression.


Foire Aux Questions (FAQ)

Et si le sol n'est pas homogène ?

Si le sol est composé de plusieurs couches avec des poids volumiques et des angles de frottement différents, le calcul de la contrainte verticale \(\sigma'_v\) se fait couche par couche, en cumulant le poids de chacune. La contrainte horizontale est ensuite calculée à la profondeur voulue en utilisant le \(K_0\) de la couche correspondante.

Cette méthode est-elle valable pour une fouille rectangulaire ?

Non, absolument pas. Dans une fouille rectangulaire, l'effet de voûte n'existe pas. Les parois travaillent en flexion comme des poutres sur plusieurs appuis (les butons ou les lits de butons). Le calcul est complètement différent et fait appel à des méthodes de calcul de poutre continue (méthode de Caquot, Rido, ou modélisation par éléments finis).


Quiz Final : Testez vos connaissances

1. Pour un soutènement très rigide comme un puits circulaire, quel coefficient de poussée utilise-t-on ?

2. Si on double le diamètre d'un puits (en gardant les mêmes propriétés de sol et profondeur), l'effort cerce \(N_{Ed}\) dans la ceinture va :


Effet de Voûte
Phénomène mécanique où une structure courbe (arc, voûte, paroi circulaire) transforme une pression radiale en un effort de compression pur le long de sa ligne moyenne.
Poussée des Terres au Repos
Pression horizontale exercée par un massif de sol en l'absence de tout déplacement de l'écran de soutènement. Elle est caractérisée par le coefficient \(K_0\).
Effort Cerce
Effort normal de compression qui se développe dans un anneau ou une ceinture circulaire soumis à une pression radiale externe uniforme.
Paroi Moulée
Technique de soutènement consistant à réaliser un mur en béton armé dans le sol avant toute excavation, en utilisant une boue de forage pour maintenir les terres pendant le creusement de la tranchée.
Fondamentaux des Ouvrages de Soutènement

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Stabilité d'un Mur-Poids en Béton Stabilité d'un Mur-Poids en Béton Comprendre la Stabilité d'un Mur de Soutènement Un mur-poidsOuvrage de soutènement dont la stabilité est assurée majoritairement par son propre poids. Il est souvent massif et non armé ou très peu...

Poussée des Terres au Repos
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Calcul de la Poussée des Terres au Repos (K0) Poussée des Terres au Repos (\(K_0\)) Comprendre la Poussée des Terres au Repos Entre les états de poussée active (mur s'écartant du sol) et de butée passive (mur poussé contre le sol), il existe un état intermédiaire :...

Calcul du Tassement de Consolidation Primaire
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Exercice : Calcul du Tassement de Consolidation Calcul du Tassement de Consolidation Primaire Contexte : Le tassement de consolidationRéduction de volume d'un sol fin saturé due à l'expulsion de l'eau interstitielle sous l'effet d'une charge.. En géotechnique, l'une...

Interprétation d’un Essai à l’Oedomètre
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Exercice : Interprétation d’un Essai Oedométrique Interprétation d’un Essai à l’Oedomètre Contexte : La compressibilité des sols fins. En géotechnique, il est crucial de pouvoir prédire le tassementAffaissement vertical du sol sous l'effet d'une charge. Un tassement...

Calcul du Coefficient de Perméabilité
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Exercice : Calcul du Coefficient de Perméabilité Calcul du Coefficient de Perméabilité (k) Contexte : L'étude de la perméabilitéCapacité d'un sol à se laisser traverser par l'eau sous l'effet d'un gradient hydraulique. C'est une propriété fondamentale en géotechnique....

Vérification du Risque de Boulance
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Exercice : Vérification du Risque de Boulance Vérification du Risque de Boulance d'un Fond de Fouille Contexte : La stabilité des excavations en site aquifère. Lorsqu'on réalise une excavation profonde (une fouille) dans un sol saturé d'eau, comme un sable, l'eau...

Écoulement Sous un Batardeau et Débit de Fuite
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Exercice : Écoulement Sous un Batardeau Écoulement Sous un Batardeau et Débit de Fuite Contexte : Le Génie Civil et la gestion de l'eau. Dans de nombreux projets de construction (ponts, barrages, fondations...), il est nécessaire de travailler dans des zones...

Influence de la Variation de la Nappe Phréatique
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Influence de la Variation de la Nappe Phréatique Influence de la Variation de la Nappe Phréatique Contexte : Le principe de la contrainte effectiveLa contrainte supportée par le squelette solide du sol. C'est la contrainte qui contrôle la résistance et la déformation...

Classification d’un Sol selon GTR 92
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Classification d'un Sol GTR 92 Classification d'un Sol GTR 92 Contexte : La classification des solsEnsemble de méthodes permettant de catégoriser les sols en fonction de leurs propriétés physiques et mécaniques pour des applications en génie civil. est une étape...

Dimensionnement du Mur de Soutènement
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Dimensionnement d'un Mur de Soutènement en Blocs de Béton Dimensionnement d'un Mur de Soutènement Poids Contexte : L'art de retenir la terre. Les murs de soutènement sont des ouvrages de génie civil essentiels, conçus pour contenir des terres sur une surface quasi...

Ancrage d’un Rideau de Palplanches
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Calcul d'un Rideau de Palplanches Ancré Ancrage d'un Rideau de Palplanches Contexte : Retenir la terre. Les rideaux de palplanches sont des parois de soutènement minces, souvent utilisées pour des excavations temporaires ou permanentes, comme les quais ou les parkings...

Stabilité de Fond d’une Excavation
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Vérification de la Stabilité de Fond d'une Excavation Stabilité de Fond d'une Excavation en Argile Molle Contexte : Le risque de "poinçonnement inversé" Lorsqu'on réalise une excavation profonde dans un sol de faible portance, comme une argile molle, un risque majeur...

Étude d’un Rideau de Palplanches
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Calcul d'un Mur de Soutènement Souple Étude d'un Rideau de Palplanches en Tête Libre Contexte : Qu'est-ce qu'un ouvrage de soutènement souple ? Un ouvrage de soutènement souple, comme un rideau de palplanchesÉcran vertical continu, constitué de profilés métalliques...

Comparaison Mur Poids vs Mur en T
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Comparaison : Mur Poids vs Mur en T Inversé Comparaison : Mur Poids vs Mur en T Inversé Contexte : Quel mur de soutènement choisir ? Le choix d'un ouvrage de soutènement est une décision cruciale en génie civil, influencée par la hauteur de terre à retenir, la nature...

Analyse de la Stabilité au Glissement
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Analyse de la Stabilité au Glissement d'un Mur de Soutènement Analyse de la Stabilité au Glissement d'un Mur de Soutènement Contexte : Pourquoi vérifier la stabilité au glissement ? Un mur de soutènement retient une masse de terre qui exerce une poussée horizontale....

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Dimensionnement d'un Tirant d'Ancrage : Longueur Libre et de Scellement Dimensionnement d'un Tirant d'Ancrage : Longueur Libre et de Scellement Contexte : Pourquoi le dimensionnement des longueurs d'un tirant est-il crucial ? Un tirant d'ancrage est composé de deux...

Étude de la Perte de Tension par Fluage
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Étude du Phénomène de Fluage des Tirants d'Ancrage en Ouvrages de Soutènement Estimer la Perte de Tension par Fluage dans les Tirants d'Ancrage Contexte : Pourquoi la perte de tension dans le temps est-elle un enjeu majeur pour les ouvrages de soutènement ? Les...

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