Pourquoi Suivre les Tassements dans les Remblais ?
Définition du Tassement
Le tassement des sols est un phénomène géotechnique qui désigne la diminution de volume d’un sol en réponse à une charge appliquée, comme celle d’une structure ou d’un remblai. Ce processus résulte principalement de la réorganisation des grains du sol, de l’expulsion de l’eau et/ou de l’air contenus dans les vides, et de la consolidation du sol.
Il est essentielle pour évaluer les problèmes éventuels et pour gérer les risques associés aux déplacements du sol sur les constructions en surface ou souterraines.
Facteurs influençant le tassement
Le tassement des sols dépend étroitement de plusieurs facteurs :
- La nature du sol joue un rôle crucial : les sols argileux, par exemple, sont plus sujets à la consolidation lente, tandis que les sols sableux, plus perméables, réagissent rapidement aux charges.
- La charge appliquée, qu’elle provienne de structures, de remblais ou de poids additionnels, détermine la pression exercée sur le sol et donc l’ampleur du tassement.
- La perméabilité du sol influence la vitesse à laquelle l’eau interstitielle peut être expulsée, conditionnant la durée de la consolidation.
- La présence d’eau dans les pores du sol agit comme un facteur clé, car une saturation importante peut augmenter la compressibilité et prolonger le processus de tassement.
Conséquences du tassement
Un tassement mal contrôlé peut avoir des conséquences graves sur les structures construites. Il peut entraîner des déformations irrégulières, comme des fissures, des affaissements ou même des dommages structurels majeurs.
Pour prévenir ces effets, des mesures correctives doivent être envisagées, telles que le compactage des sols, l’amélioration des caractéristiques mécaniques (par injection ou stabilisation), ou encore le dimensionnement adéquat des fondations en fonction des contraintes géotechniques. Ces précautions garantissent la stabilité et la durabilité des infrastructures
Importance du Suivi Tassement
C’est pour cela le suivi et l’évaluation sont essentiels en ingénierie géotechnique pour garantir la stabilité et la durabilité des infrastructures.
Le suivi tassement est donc une étape essentielle dans la gestion des remblais. Cela permet de :
- Mesurer l’évolution des déplacements verticaux sous le remblai et détecter d’éventuels tassements excessifs.
- Identifier les zones sensibles susceptibles d’affecter la stabilité des infrastructures.
- Ajuster les travaux en temps réel pour prévenir des dommages ou des effondrements futurs.
Projets Nécessitant un Suivi Tassement
Le suivi des tassements est indispensable dans divers projets géotechniques, tels que :
- Construction de remblais pour routes, ponts et barrages.
- Projets près d’infrastructures sensibles comme des bâtiments, canaux et ponts.
- Travaux dans des zones à risque, telles que les carrières, mines, ou terrains instables.
Matériel Utilisé pour Mesurer les Tassements
La surveillance des tassements des sols est un enjeu majeur en ingénierie géotechnique, permettant d’assurer la stabilité et la durabilité des structures. Les outils de mesure peuvent être classés en deux grandes catégories : les méthodes standardisées et les technologies innovantes.
Outils de Mesure Standards
Tassomètre à tige ou Plaques de tassement
Ce dispositif, constitué d’une plaque de référence en acier et d’une tige en acier inoxydable, permet de mesurer les déplacements verticaux du sol avec une grande précision.
- Avantages : Méthode économique, idéale pour les tests initiaux.
- Limites : Peu adaptée aux tassements profonds ou aux sols hétérogènes.
Tubage télescopique avec éléments magnétiques :
Un système de tubage en PVC avec des éléments magnétiques (lames d’accrochage, anneaux magnétiques ou plaques) permet de mesurer les tassements à différentes profondeurs. Ces éléments sont positionnés stratégiquement à différents niveaux du sol pour suivre l’évolution des tassements.
- Avantages : Simples à installer et adaptés à des mesures régulières manuelles.
- Limites : Nécessitent une intervention humaine pour les relevés, ce qui peut être long et source d’erreurs.
Extensomètres
Utilisés pour mesurer les déplacements internes dans le sol, ces instruments sont souvent installés dans des forages.
- Avantages : Donnent une vue détaillée des tassements différenciés dans les couches profondes.
- Limites : Installation complexe et coûts élevés.
Suivi et Mesure des Tassements en Temps Réel
Le suivi tassements se fait par plusieurs méthodes :
Nivellement de précision ou mesures topographiques :
Ces techniques permettent de suivre les mouvements verticaux à la surface du sol.
Sonde magnétique :
Utilisée pour les Tassomètres en tubages pour détecter les positions des éléments magnétiques et mesurer les tassements en profondeur de manière continue, assurant un suivi en temps réel de l’évolution du sol.
Choix et Suivi des Instruments pour le Contrôle du Tassement : Étude et Évaluation
Les instruments sont choisis en fonction des besoins spécifiques, après une étude approfondie.
Leur sélection prend en compte les exigences de suivi mises en place durant les travaux, permettant de suivre l’évolution du tassement pendant l’exécution et, si nécessaire, après leur achèvement.
De plus, une fréquence de mesure est définie, et un rapport détaillé doit être établi pour évaluer le comportement des structures au fil du temps.
Conclusion
Le suivi des tassements dans les remblais est crucial pour prévenir les risques de déformation et garantir la stabilité des infrastructures. Un suivi régulier et bien effectué permet d’assurer la sécurité à long terme des projets de construction tout en optimisant les coûts et les délais.
Outils Innovants pour le Suivi des Tassements
D’autres outils peuvent également être utilisés pour surveiller les tassements :
- Boule tassométrique et pige tassométrique pour surveiller les mouvements du sol.
- Capteurs de tassement hydraulique et profilomètres pour des mesures de haute précision.
- Inclinomètres horizontaux pour détecter les mouvements latéraux du sol.
Étude de cas : Installation d’un Tassomètre à section télescopique avec ancrage magnétique
1. Choix de l’emplacement
Identifier l’emplacement optimal en se basant sur les plans du projet et les zones nécessitant un suivi.
2. Réalisation du forage
Effectuer un forage adapté à la profondeur requise, en tenant compte des caractéristiques du terrain.
3. Montage du Tassomètre
- Assembler le tassomètre selon un schéma précis :
- Installer un bouchon de base.
- Un point essentiel est la mise en place d’un datum, qui peut être un anneau ou une plaque, quel que soit le type utilisé. Ce datum sert de référence fixe, non influencée par le phénomène de tassement. À partir de ce point de référence, les calculs seront réalisés.
- Ajouter successivement des tubes, sections télescopiques et anneaux magnétiques ou lames d’accrochage, selon les positions prédéfinies.
- Utiliser des sections télescopiques pour réduire les déformations du tube et supporter les charges sans risque de casse.
4. Préparation du terrain autour du forage
- Avant de poser les tubes, appliquer un coulis d’accrochage adapté à la nature du sol.
- Laisser sécher.
- Remplir l’espace entre le forage et le tube avec un matériau similaire au sol environnant (par exemple, coulis bentonite pour un sol argileux).
5. Lecture initiale
- Attendre un minimum de 24 heures après l’installation pour effectuer les premières lectures.
- Les lectures sont effectuées en descendant la sonde jusqu’au contact avec l’accrochage. Lorsqu’elle détecte le champ magnétique de l’accrochage, un bip se fait entendre, tant au sommet qu’en bas de l’accrochage.
- Ces mesures serviront de référence pour les calculs futurs du tassement.
6. Suivi évolutif
- Adapter le système en fonction de la progression des travaux :
- Raccorder de nouvelles sections télescopiques et tubes au fur et à mesure de l’élévation du remblai.
- Installer des plaques magnétiques pour assurer un suivi précis.
Exemple de calcul téléchargeable
Le fichier Excel à télécharger présente la démarche utilisée pour évaluer le tassement différé de chaque ancrage.
Sur le chantier, les mesures de suivi seront effectuées à l’aide d’une sonde magnétique. Les valeurs obtenues correspondent à la variation en mètres de la position de chaque ancrage installé, mesurée à partir du sommet du tube du Tassomètre.