Mise en équation générale régissant l’expansion d’une sonde pressiométrique dans un milieu bi-phasique

Introduction générale
Chapitre I. Étude bibliographique présentant L’essai pressiométrique
I.1.Le pressiomètre
I.1.1.Le pressiomètre avec forage préalable (pressiomètre de Ménard)
I.1.2.le Pressiomètre autoforeur
I.1.3.Les pressiomètres foncés
I.1.4.Le pressiomètre de fluage longue durée (DIFLUPRESS)
I.2.Interprétation des résultats pressiométrique
1.2.1.Méthodes d’interprétation de l’essai
I.2.1. 1. Les méthodes directes
I.2.1. 2. Les méthodes analytiques
I.2.1. 3. Les méthodes numériques
I.2.2. Expression des résultats
I.2.2.1. Détermination du module pressiométrique Ménard EM
I.2.2.2. Détermination de la pression de fluage Pf
I.2.2.3. Détermination de la pression limite Pl
I.2.2.4. Pression limite pressiométrique nette, pression de fluage pressiométrique nette
1.2.2.5. Profile pressiométrique
I.2.2.6. Courbe pressiométrique corrigée
1.2.2.7. Forage pressiométrique
I.2.3. Relation entre Pl et Em
I.2.4. Relation entre le module pressiométrique et le module œnométrique
I.2.5.Ordre de grandeur des pressions limites
I.2.6.Détermination de la résistance au cisaillement des sols à l’aide du pressiomètre
I.3. Conclusion
Chapitre II : Mise en équation générale régissant l’expansion d’une sonde pressiométrique dans un milieu bi-phasique
II.1.Expansion d’une cavité cylindrique
II.1.1.Hypothèses
II.1.2.Équations d’équilibre
II.1.3.Géométrie et conditions aux limites
II.1.4.Contributions analytiques
II.1.4.1.Comportement élastique linéaire
II.1.4.2.Comportement à la rupture
II.2.Interaction sol-fluide
Chapitre III : Modèles de comportement
III.1.Introduction
III.2.Principaux types de lois de comportement
III.2.1.Comportement élastique linéaire
III.2.2.Comportement élastique non linéaire
III.2.3.Comportement élastique linéaire, parfaitement plastique
III.2.4.lois de comportement élastoplastiques
III.2.5.Comportement élastoplastique avec écrouissage
III.3.Modèles avances utilises dans le logiciel PLAXIS
III.3.1. Modèle de comportement SSM (Soft Soil Model)
III.3.1.1.Paramètres de modèle et notations classiques
III.3.1.2. Prise en compte de la surconsolidation
III.3.2.Modèle pour sols « mous » avec effet du temps(Soft Soil Creep Modele SSCM)
III.3.3Modèle de sol avec écrouissage (Hardening Soil Model)
III.4Conclusions
Chapitre VI : Analyse numérique de l’essai pressiométrique
VI.1. Introduction
VI.2. Présentation du modèle
VI.2.1. Discrétisation bidimensionnel (2D)
VI.2.2. Conditions aux limites
VI.2.3. Conditions hydrauliques
VI.3. Déroulement du calcul
VI.3.1. Chargement pressiométrique
VI.3.2. Interprétation des résultats
VI.4. Étude de sensibilité de la courbe pressiométrique aux paramètres du modèle Cam-Clay
VI .4.1.Influence de l’angle de frottement
VI .4.2.Influence de la cohésion
VI.5. Évolution des contraintes dans le sol
VI.6. Étude de l’influence de la perméabilité
VI.6.1. Influence de la perméabilité sur la pression limite
VI.6.1.1. Influence de la perméabilité globale
VI.6.1.2. Influence des valeurs des perméabilités horizontale et verticale
VI.6.2. Évolution des contraintes en fonction de la perméabilité du sol
VI.7. L’influence de la loi de comportement sur la réponse pressiométrique
VI.7.1. Calcul avec le modèle Cam-Clay modifie
VI.7.2.Calcul avec le modèle Mohr-Coulomb
VI.7.3. Comparaison entre Cam-Clay modifie et SSM
Conclusion et Perspective
Références bibliographiques

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Détermination de la résistance au cisaillement des sols à l’aide du pressiomètre :

L’interprétation de l’essai pressiométrique en terme de résistance au cisaillement implique que plusieurs conditions soient satisfaites :
 le sol doit être intact autour de la sonde ;
 le champ de déformation doit être plan et connu.

Dans l’essai de Ménard, le sol autour de la sonde n’est pas intact : il est décomprimé au bord du trou et perturbé par l’opération de foration (trituration par l’outil et par le fluide d’injection). Quant au champ de déformation, il n’est connu que dans les sols cohérents : la déformation (pour la géométrie donnée de la sonde Ménard) est sensiblement plane et le champ de déformation est connu à chaque instant en raison de l’invariance du volume élémentaire si la sollicitation est non drainée.
Dans un sable, aucune de ces deux hypothèses n’est satisfaite : la déformation est non plane et la dilatance entraîne une variation non connue du volume élémentaire.
Il s’ensuit que l’essai Ménard ne peut être interprété de manière analytique en terme de résistance au cisaillement.

Expansion d’une cavité cylindrique :

3/La démarche théorique consiste à prendre en compte une loi de comportement élasto-plastique simple pour le sol tel que schématisé sur (la Figure II.1). Combarieu (1995) a examiné deux types de lois ci-après:
– les lois élastoplastiques sans dilatance,
– les lois élastoplastiques avec dilatance.
1/ le problème de l’expansion d’une cavité cylindrique en élasticité linéaire a été résolu dès (1852) par Lamé, ce n’est qu’à partir de (1950) qu’une phase plastique fut introduite dans l’analyse (Hill, 1950; Ménard, 1957; Salençon, 1966). Nous trouvons un résumé de ces études dans l’ouvrage de Baguelin et al. (1978). Ménard fut le premier à s’appuyer sur des études expérimentales, étude essentiellement menée sur des argiles.
2/Durant la phase élastique, une contractance peut se produire. La phase plastique des déformations se développent sans variation de volume qui correspond à l’état critique introduit par Wroth et Schofield (1968). Les hypothèses retenues dans cette étude concernent, d’une part la modélisation du problème en déformation plane et, d’autre part, la condition de drainage (condition non drainée), Monnet et Chemaa (1995).

L’essai pressiométrique est un essai non drainé:

Lorsque l’essai pressiométrique est réalisé dans un milieu imperméable sous la  nappe, il est important de savoir si l’essai peut être considéré comme non drainé (Cambou et al, 1991), la réponse dépend évidemment de la vitesse de sollicitation utilisée et de la perméabilité du sol testé.
Les simulations réalisées par Cambou et Bahar (1993) montrent que, pour la procédure définie par Ménard, l’essai pourra être considéré comme totalement non drainé pour une perméabilité (K ≤ 10 -10 m/s), ce qui correspond bien évidemment à la perméabilité des argiles molles.

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