Pathologie des fondations et techniques de construction sur sols expansif 

Une route sur sol gonflant

La route construite sur des sols argileux soumis au phénomène de retrait-gonflement (figure II-8-a) peut avoir des déformations liées à la variation de la teneur en eau. La sécheresse produit un retrait du sol à partir des accotements, vers le centre de la chaussée. La surface du terrain se fissure et le retrait du sol sous la chaussée peut aussi créer des fissures dans le revêtement (figure II-8-b). À la saison des pluies suivante, le sol se réhumidifie et regonfle, mais il devient plus mou et le trafic peut déformer et fissurer encore plus la chaussée (figure II-8-c). La sécheresse suivante réactive tassement et fissures, ce qui dégrade progressivement la route (figure II-8-d). Ce processus se produit dans les régions argileuses de beaucoup de pays, notamment en Afrique (Magnan, 2013).
La position des fissures dépend de l’étendue de la zone atteinte par les variations de teneur en eau lors des cycles de sécheresse et d’humidification.

Techniques de construction sur sols expansifs

La construction sur les sols expansifs doit obligatoirement tenir en compte l’effet du phénomène retrait-gonflement sur les structures et leurs fondations, et pour cela, les concepteurs doivent trouver des solutions pour construire sur ces types de sols de manière à éviter les sinistres ou au moins les réduire.
Le problème se passe à l’interaction entre le sol et les fondations, donc la solution doit toucher soit le sol ou bien le système de fondation, ce qu’on va développer dans les sections suivantes.

Traitement des sols

Il existe plusieurs techniques de stabilisation des sols gonflants, qu’on peut choisir en fonction de l’importance des structures et de la disponibilité des matériaux et des matériels de traitement, afin d’améliorer ses caractéristiques et de minimiser sa sensibilité aux variations de la teneur en eau. Et pour cela on doit augmenter la compacité, colmater les vides que l’on peut supprimer, créer des liens et améliorer les liaisons existantes entre particules.
Parmi les techniques de stabilisation les plus couramment utilisées, on distingue :
 La stabilisation mécanique,
 La stabilisation thermique,
 La stabilisation chimique (par additifs). (BABOURI ,2008) cité par (Belabbaci, 2014).

La stabilisation mécanique

Le but de cette technique est de réduire le comportement expansif du sol par la modification des caractéristiques physiques.
Parmi les techniques de traitements mécaniques existe la technique de drainage, préhumidification, la substitution et le pré-chargement (BENMESSAOUD, 2017).
La substitution
Cette technique est très coûteuse mais elle est la plus évidente, car elle consiste à décaper la couche du sol gonflant et la remplacer par un sol non expansif, c’est-à-dire excaver jusqu’à une certaine profondeur puis remblayer avec des sables ou un autre sol non gonflant.
Si la couche a une grande épaisseur, la suppression totale ne peut être envisagée. La technique de réalisation, les moyens mis en oeuvre, la réduction du potentiel de gonflement, la profondeur de substitution sont des facteurs à discuter selon le cas.
Cependant, si la structure est fondée sur un remblai granulaire d’au moins 1.5 m, celle-ci ne sera pas affectée par le gonflement du sol sous-jacent, puisque l’arrivé d’eau de la surface n’atteint gère le sol gonflant (Chen, 1988) cité par (BENMESSAOUD, 2017).
Dans le cas où le gonflement est occasionné, l’eau descendante à partir de la surface est consommée dans les pores du sol remblai qui devrait être suffisamment fin pour éviter les infiltrations descendantes et d’encaisser les éventuels gonflants. La solution dans cette situation est de réaliser le remblai en couches de plus en plus granulaires dans le sens descendant.
Selon Chen (1988), la profondeur recommandée est estimée de 1m à 1.3m (Zenkhri, 2009) cité par (BENMESSAOUD, 2017)

Préhumidification

(Mouroux et al, 1988) cité par (BENMESSAOUD, 2017) ont décrit le principe de cette technique en disant que l’augmentation de la teneur en eau provoque un gonflement qui, par la suite, reste constant en gardant la teneur en eau élevée par arrosage artificiel, cela peut diminuer le soulèvement de la structure. La mise en oeuvre de cette technique est plutôt recommandée en fin de la saison pluviale. On construit une fois le gonflement du sol est stabilisé. Cette technique est possible dans les régions à grande pluviométrie et dans les régions dont l’arrosage artificiel peut être garanti, et destiné généralement pour les structures légères posées sur un radier général. Elle est utilisée pour la stabilisation du sol sur une profondeur d’environ 1.2m.
(Zenkhri 2009) cité par (BENMESSAOUD, 2017).
Selon Chen (1988), la couche de sol sous-jacente à celle pré-humidifiée absorbe continuellement de l’eau. Donc, on ne peut pas considérer le sol totalement stabilisé qu’après 10 ans de préhumidification.

Application de fortes pressions

C’est une méthode qui consiste a appliqué au sol des pressions supérieures à la pression de gonflement. Cette pression correspondant à la pression limite minimum nécessaire pour empêcher le sol de gonfler par des chemins de contraintes réelles, donc on parle de la pression de gonflement réelle.
Cette pression peut être appliquée, in-situ, soit par des surcharges qui sont généralement des remblais de sols non gonflants, soit par l’édifice lui-même.
(Mouroux.1969) cité par (Belabbaci, 2014).

Le drainage

C’est la technique la plus classique qui est mise en oeuvre. Plusieurs procédés sont utilisés ; comme les tranchées drainant, drains de carton, drains de sables verticaux.
(Belabbaci, 2014).

Le compactage

Le compactage est une opération qui a pour but de réduire la porosité du sol en expulsant l’air emprisonné, on obtient donc un sol dense, peut perméable par rapport à son état initial, donc c’est une étape très importante de la stabilisation. Ses caractéristiques optimales sont déterminées par l’essai de Proctor normal, et sont utilisées lors des études de la stabilisation et aussi lors du chantier.
Lors du compactage, la morphologie des particules du sol, la granulométrie, l’abrasivité et la teneur en argile influent sur le comportement du sol. La porosité du sol est comblée par les particules d’argiles, cela augmente sa densité sèche, le comportement du sol dépend donc de la teneur en argile. (Nicolas Cabane – 2004) cité par (BENMESSAOUD, 2017).
Dawson propose que le compactage des argiles soit effectué à des densités minimales, et Seed (1961) cité par (BENMESSAOUD, 2017) note que les argiles compactées de la côte sèche de l’optimum ont plus tendance à gonfler que si elles sont compactées de la côte humide. Malheureusement, de la côte humide, Les argiles sont moins résistantes. Il faudrait donc retrouver un compromis.

La stabilisation thermique

On peut améliorer la résistance d’une argile par la réduction de la répulsion électrique entre les particules avec l’augmentation de la température. Sous l’effet de la chaleur, on provoque un écoulement d’eau interstitielle due au gradient thermique appliqué (Belabbaci, 2014).

La stabilisation chimique

Cette technique rend le sol irréversiblement insensible à l’eau, et lui offre des caractéristiques mécaniques acceptables, mais elle renchérit le coût de l’utilisation du sol.
Les techniques courantes de stabilisation d’un sol gonflant basent sur un des deux matériaux les plus utilisées mondialement : la chaux et le ciment. À l’échelle expérimentale, ces techniques sont reconnues par l’adéquation et l’efficacité.
Afin de pouvoir choisir les produits convenables aux objectifs du traitement, il est nécessaire de connaitre la minéralogie et la texture du sol qui est concerné par cette technique de stabilisation (BENMESSAOUD, 2017).

Stabilisation par les liants

La stabilité du liant est une technique basée sur le principe de l’agglomération de particules solides dans le sol. Il existe probablement une corrélation entre les particules du sol.

Liants hydrauliques

Les liants hydrauliques sont définis comme étant des minéraux qui donnent, en présence d’eau, des réseaux cristallins enchevêtrés ayant une bonne cohésion. (Belabbaci, 2014).
Les matériaux les plus utilisés sont le ciment et la chaux, voyant leur disponibilité et leur facilité de la mise en place.

Stabilisation par la chaux

La stabilisation par ajout de chaux est la technique de traitement des sols la plus répandue.
L’utilisation de cette technique permet :
 D’éviter des volumes de terrassement importants dans le cas de substitution des sols médiocres.
 De donner aux sols argileux d’une manière assez rapide une bonne consistance pour des dosages compris entre 1% et 2%. Ceci montre aussi l’intérêt économique de ce procédé.
 De modifier les propriétés du sol. (BENMESSAOUD, 2017).
 Il existe deux types de chaux, vive et éteinte, le choix dépend des essais de laboratoire, des essais de chantier et sur le prix de revient. La chaux vive est considérée préférable parce qu’elle fournit plus d’ions de Ca2+, ça donne un produit plus dense et une diminution importante de la teneur en eau (Bekkouche, et al., 2001) cité par (Belabbaci, 2014).
L’indice de plasticité IP, la densité sèche γd sont des paramètres qui ont une influence importante sur le potentiel et la pression de gonflement, et pour cela, quand ils diminuent, le sol sera moins gonflant et c’est ce qu’on cherche, le traitement par l’ajout de la chaux peut nous aider pour atteindre cet objectif. La figure II-9 montre la diminution de l’indice de plasticité (IP= WL-WP) sous l’effet de l’ajout de chaux.

Stabilisation par le ciment

Le ciment est un matériau minéral finement moulu qui gâché avec de l’eau, formant une pâte qui fait prise et durcit à la suite de processus d’hydratation pour but de conserver sa résistance et sa stabilité même en présence d’eau.
Le ciment absorbe fortement les substances inertes inclus dans le mélange. Il solidifie mieux et plus rapidement le sol et d’une manière irréversible que la chaux (qui se développe toujours après un an), mais elle est arrêtée par le gel.
La stabilisation des sols gonflants par du ciment nécessite une analyse minéralogique du sol afin de choisir le type de ciment à utiliser et augmenter leur capacité portante.
Les techniques de mise en place du ciment sont quasiment les mêmes que celles relatives à la chaux. Cependant, compte tenu de la différence de prix unitaires, le coût total de traitement par ciment reste supérieur au coût de la chaux (BENMESSAOUD, 2017).

Traitement mixte (chaux et ciment)

Le choix de matériau utilisé pour la stabilisation dépend essentiellement de l’état de sol, par exemple, on préconise la chaux pour le sol est humide et on utilise un dosage de 0,5 à 2 % de la chaux poursuite de ciment pour le sol peu argileux.
La mise en oeuvre de cette technique se divise en deux parties, un traitement à la chaux de 1% permet d’assécher le sol par absorption et évaporation de l’eau, précède la préparation de l’ajout de ciment. Ce processus réduit considérablement l’indice de plasticité, ce qui rend le sol moins gonflant.

Stabilisation au Sable

(SATYANARAYANA, 1969) cité par (Belabbaci, 2014) a constaté que la pression du gonflement est réduite par le simple ajout de faibles pourcentages de sable. Ainsi, que l’insertion de couches de sables (différentes positions avec l’argile), réduit la pression du gonflement, principalement en raison de la capacité du sable à absorber le gonflement de l’argile.
(KOMORNIK et lIVNEH, 1969) cité par (Belabbaci, 2014) ont utilisé des mélanges argile – sable et argile- marbre à différents pourcentages, ils ont trouvé que la faible densité de l’argile et à l’augmentation du matériau inerte dans les mélanges cause la diminution du taux du gonflement, ainsi que le taux de l’humidité de l’argile a une influence sur la valeur de la pression du gonflement.
D’autres auteurs (Mouroux, 1969 ; Seed et al, 1969 ; El Sayed et d’EL Sohby, 1981 ; Bengeraa, 2004) cité par (Belabbaci, 2014) ont traité des cas de sols gonflants avec du sable, ils ont illustré l’influence de ce matériau sur la diminution des paramètres du gonflement.

Autres techniques de stabilisation

En plus de ce qu’on a mentionné, il existe plusieurs autres matériaux de stabilisation, on cite comme titres d’exemple :
 (Bekkouche, et al., 2011)ont traité un cas de sols expansif dans la région de Tlemcen par l’ajout de lait de chaux, et les résultats d’essais sur les échantillons traités au lait de chaux montrent que l’indice de plasticité, limite de plasticité et la teneur en eau diminuent d’une manière importante ainsi que l’amplitude et la pression.
 (LAMARA, et al., 2006)ont fait une étude dans le cadre de la stabilisation des sols gonflants par ajout de sable de dunes+ sel, ils ont déduit donc que cette technique de stabilisation combinée (sable + sel) s’impose donc comme une alternative efficace et économique pour le traitement des argiles gonflantes.

Adaptation des fondations

Avant la construction sur les sols gonflant, il est obligatoire de prendre des dispositions, au niveau de la conception de dimensionnement des fondations, pour les adapter à ce genre de phénomène. Le principe consiste à permettre la structure de mieux résister aux tassements différentiels qu’elle subit lors des cycles de gonflement-retrait du sol.

Mesures préventives

Coulage immédiat des fondations après ouverture des fouilles, qui devront être remblayées par un sol étanche et inerte au gonflement, et en une seule fois.
L’ancrage minimum est de 1m.
Protection des fondations contre les eaux descendantes par la mise en place de feuilles de polyane, en position inclinée, autour des fondations périphériques.
Évitement des infiltrations des eaux vers le sous-sol et protection des réseaux à eaux contre les ruptures par le logement des canalisations d’eau (eau potable et assainissement) dans des caniveaux en béton armé au-dessus d’un lit de matériaux grossiers tels que le sable ou le gravier.
Choix de canalisations flexibles avec des raccordements souples et des joints étanches.
Étanchement du sous-sol en utilisant des moyens appropriés. (Zenkhri-2009) cité par (BENMESSAOUD, 2017).
Évitement l’arrivée d’eaux pluviales au raz des murs par la réalisation d’une sorte d’acrotère sur les murs extérieurs vers 1m du sol.
 Choix du type de fondation pour que le taux de soulèvement/tassement prédit de sols gonflants soit admissible à la structure.
 L’utilisation des fondations profondes ou semi-profondes suffisamment ancrées dans une couche stable.
 La zone superficielle du sol est sensible à l’évaporation, donc il est préférable d’utiliser les fondations sur semelle profondes afin de s’affranchir cette zone. Cette profondeur d’ancrage doit atteindre au minimum 0,80 m en zone d’aléa faible à moyen et 1,20 m en zone d’aléa fort. Une construction sur vide sanitaire ou avec sous-sol est préférable à un simple dallage sur terre-plein.
 Pour les terrains hétérogènes, les fondations doivent être ancrées de manière homogène sur tout le pourtour du bâtiment. Par exemple pour les terrains en pente, l’ancrage aval doit être au moins important que l’ancrage amont.
 Rigidifier la structure, massives et/ou à grande inertie, pour la rendre résistante aux mouvements différentiels du sol.
 Deux éléments de construction adjacents ayant des fondations différentes doivent être séparés et munis de joints de rupture tous les 10 à 15 m pour permettre des mouvements différentiels et d’annuler la transmission des moments d’un élément à l’autre.
 Les arbres, les drains, pompage ou au contraire infiltration localisée d’eaux pluviales ou d’eaux usées doivent être les plus éloignés possibles de la construction, parce qu’ils provoquent des variations saisonnières d’humidité du terrain.
Particulièrement, il faut éloigner tout arbre des bâtisses d’au moins 1,5 fois sa hauteur à maturité.
 Pour éviter les différences de la teneur en eau induites sous la construction au droit des fondations, il faut entourer la construction d’un dispositif sous forme de trottoir périphérique sur 2 m de largeur au minimum, qui devra être relié de manière souple à la construction et équipé de rigoles de collecte d’eaux, ou de géomembrane enterrée, qui protège sa périphérie immédiate de l’évaporation.
 Pour éviter d’aggraver la dessiccation du terrain en périphérie, il faut limiter les échanges thermiques à travers les parois par une isolation adaptée. (BRGM/RP- 54862-FR- Octobre 2006) cité par (BENMESSAOUD, 2017).

Semelles plus profondes

En travaillant avec des sols légèrement expansifs, il est souvent possible de conserver un système de fondation à semelle étalée en approfondissant simplement les semelles, peutêtre à 0,5 m sous le niveau du sol. Elle sera généralement inférieure à la profondeur de la zone active, de sorte qu’un certain soulèvement serait encore possible, mais son amplitude sera beaucoup plus faible.
Cette méthode présente également l’avantage d’augmenter la rigidité de la semelle (qui est généralement complétée par des renforts supplémentaires, ce qui permet de répartir le soulèvement sur une plus grande distance et améliorer la tolérance de la structure au soulèvement.
Quand le cas d’utilisation des semelles longrines, elles doivent être réalisées sen utilisant une pression d’appui élevée pour retenir le soulèvement. Une pression d’appui égale à la pression de gonflement serait idéale, mais n’est généralement possible que dans des sols peu gonflants. (Coduto, 1994).

Fondations profondes 

Dans un sol très expansif, les semelles plus profondes ne sont plus pratiques et une fondation de puits forés devient souvent le système préféré. Les puits des structures légères ont généralement un diamètre de 0,25 à 0,30 m et une profondeur de 4,50 à 6 m (Greenfield et Shen, 1992) cité par (Coduto, 1994), ils doivent dépasser largement la zone active. Les puits individuels sont reliés en tête par des poutres longrines qui sont coulées sur un vide inférieur d’une vingtaine de centimètres comme le montre la figure II-14, ou sur des formes pliantes en carton ou en mousse (figure II-15).Le but de ces formes est de permettre au sol de se gonfler librement sans exercer de pression sur la poutre nivelée. Une autre alternative est d’utiliser des poutres longrines préfabriquées (Coduto, 1994).

Systèmes de superstructure 

La superstructure doit être flexible ou déformée conformément aux fondations pour que la structure continue à fonctionner et contribue esthétiquement à l’environnement et ne nécessite qu’un entretien minime. Les dommages causés par les mouvements différentiels sont minimisés en construisant les planchers ouverts, l’ossature et les toits de treillis.
Les murs de support de charge ont tendance à être plus sensibles aux dommages causés par le cisaillement que la construction d’ossature relativement flexible. Les poutres en bois des systèmes de toit en treillis minimisent la poussée latérale sur les murs et fournissent des éléments de tension structurels.
La capacité d’une structure à supporter la déformation dépend de la fragilité des matériaux de construction, la flexibilité assurée par des joints et des connexions flexibles est nécessaire pour éviter une détresse indésirable. Les joints devraient être prévus dans les murs qui ne doivent pas être attachés au plafond. Les dalles à la qualité doivent être isolées à l’aide de joints de dilatation ou de trous remplis d’un composé souple et imperméable. Au contraire, elles ne doivent pas être liées dans les murs et les colonnes des fondations. Les murs en béton armé, les cadres, les panneaux et la planche de gypse doivent être utilisés à la place des briques, des blocs de maçonnerie ou des murs de plâtre parce qu’ils sont plus aptes à résister aux distorsions. On peut renforcer la fondation Les fondations peuvent être renforcées pour que les éléments structuraux des murs puissent résister à la flexion, tels que les parois de cisaillement en béton armé. (BENMESSAOUD, 2017)

Conclusion

Les techniques de constructions sur les sols gonflants sont multiples, certains se basent sur la suppression ou la minimisation des mouvements des terres, soit en limitant la variation de la teneur en eau, soit par modification des paramètres du sol pour le rendre moins sensible au gonflement, et d’autres consistent à prendre ce phénomène en considération dans la conception du choix et de dimensionnement des fondations.
Les structures construites sur ce genre de sols doivent avoir une meilleure métrise de la mis en oeuvre que celles installés dans les autres types de sols, vue la complexité de ce phénomène et les désordres provoqués par ce genre d’instabilité.
Le choix de type de solution dépend de la disponibilité des matériaux, des matériels, et des compétences. Dans une situation donnée, on doit choisir la technique optimale en termes de coût et d’efficacité qui répond aux besoins des utilisateurs.

Introduction

Après la phase théorique qui a été préparé pour définir et identifier et mesurer les paramètres des sols expansifs, ainsi que leurs impacts sur les structures, et les solutions possibles pour les éviter, on passe vers une étude de cas dans laquelle on va dimensionner un système de fondation sur un terrain gonflant donné.
Dans ce chapitre, on va identifier le sol étudié selon plusieurs auteurs. Après, on estime les paramètres de gonflement (amplitude et pression) par les relations empiriques ajustées aux sols de la région de Tlemcen par (Bekkouche, et al., 2001) , mais on ne va pas les mesurer directement.
Finalement on propose une technique pour construire sur ce sol, de sorte que la structure doit résister face à ce phénomène.

Définition du projet

Le présent projet consiste à dimensionner un système de fondation d’un bloc logement en R+1 sur un sol considéré comme expansive. L’étude de la superstructure est réalisée par (Bureau d’Etude Technique ARCHPARC, 2016).Le bloc logement contient 15 poteaux de (0,4 * 0,4) de section, dont 03 centraux et 12 de rive (annexe 1).

Situation géographique du terrain étudié

Le sol étudié est ramené du terrain légèrement en pente qui se trouve à l’entrée de la ville de Chetouane sur le côté gauche de la rocade RN22C en allant vers le centre-ville (annexe 2).
Elle est limitée dans son ensemble comme suit :
 Au Nord-est : un équipement éducatif au cours de réalisation.
 Au Sud : la route nationale RN22C.
 A l’Est : des logements.
 A l’Ouest : terrain réservé pour les 2000 places pédagogiques de la faculté de médecine. (Laboratoire Des Travaux Publics de L’Ouest, 2014).

Programme des essais

En vue de procéder à l’analyse géologique et géotechnique des sols en place, l’unité LTPO de Tlemcen est intervenue sur le site en effectuant des essais classiques d’identification, des essais physico-chimiques et des essais mécaniques (cisaillement à la boite de Casagrande et l’oedométre), par la réalisation de 05 sondages carottés, descendus verticalement à une profondeur allant jusqu’ à 12.00m, avec extraction d’échantillons pour l’analyse. Ainsi qu’une série de 07 pénétrations dynamiques, poussées jusqu’au refus, au moyen du pénétromètre dynamique lourd.

Résultats des reconnaissances

Contexte géologique

Le sol en place est constitué, en profondeur, généralement par une marne verdâtre à jaunâtre, sableuse et concrétionnaire par endroit, d’aspect pâteux, parfois raide. Cette formation marneuse est étendue sur tout le terrain considéré ; l’ensemble est masqué par une couche de la terre végétale, d’une épaisseur centimétrique à métrique (annexe 3).

Caractéristiques du sol étudié

Caractéristiques géotechniques et chimiques

Les essais effectués par (Laboratoire Des Travaux Publics de L’Ouest, 2014) sur le sol étudié ont donné les résultats montrés dans le tableau III-1.

Interprétation des résultats 

D’après les résultats obtenus des relations précédentes, la valeur du potentiel de gonflement de ce sol varie de 2% à 3,90 %, tandis que la pression de gonflement varie aussi de 67 kPa à 321 kPa. Ces relations utilisent des paramètres différents l’une par rapport à l’autre, ce qui explique cette variation des résultats.
Selon Seed et al. (1962) cité par (Vincent, et al., 2006), le potentiel de gonflement de ce sol est moyen. Cela confirme les résultats précédents de l’identification.

Mesure directe de la pression de gonflement

Deux essais de mesures directes de la pression de gonflement sont effectués à l’aide de la méthode de gonflement libre par (Laboratoire Des Travaux Publics de L’Ouest, 2014) (annexe 4).
Les résultats obtenus ont montré que la pression de gonflement de ce sol est entre 180 kPa et 291 kPa.

Étude de l’infrastructure 

Prévention du risque

Dans le cadre de construction sur ce type de sol, on est face à un risque de gonflement d’un potentiel moyen, ce qui oblige de le prendre en compte dans la conception.
Comme il est indiqué précédemment, il existe plusieurs solutions qu’on peut choisir pour protéger la construction, donc on voit, pour un bloc logement en R+1, que la technique de stabilisation par préhumidification est la plus fiable puisque la construction est légère, avec prévention des cycles d’entretient.
On augmente la teneur en eau dans le sol et on le laisse gonfler jusqu’il atteint son amplitude maximale. Après le décapage de la terre végétale, on met une géomembrane σg=122,72 KPa pour empêcher toutes variations de la teneur en eau, et on met des canalisations pour bien maitriser les eaux pluviales.
On peut aussi prévoir quelques autres mesures préventives et constructives afin d’assurer la sécurité de la structure, on cite :
 Éloigner les arbres, les drains, pompage ou les infiltrations localisées d’eaux pluviales ou d’eaux usées.
 Prévoir des vides sanitaires afin d’éviter le contact sol-structure, en cas de gonflement imprévu.
 Raccorder les semelles par des longrines.

Prédimensionnement des fondations

Pour le dimensionnement des fondations, les calculs de la structure ont été effectués par le (Bureau d’Etude Technique ARCHPARC, 2016).
 On dimensionne une semelle centrale et autre de rive, soient les plus chargées.
 Les résultats les plus défavorables sont obtenus a l’ELU, ce sont donc les valeurs qu’on doit prendre pour le dimensionnement des fondations (annexe 5).
 Le type de fondation proposé est une semelle superficielle isolée de forme carrée.
 L’enrobage exigé est de 5 cm au niveau de la semelle.
 En basant sur les résultats obtenus par l’essai de pénétromètre dynamique effectué par le (Laboratoire Des Travaux Publics de L’Ouest, 2014), on estime une profondeur de la fondation dans l’intervalle de 2 à 3m (annexe 6).
 Le rapport géotechnique ne donne pas les valeurs effectives de la cohésion et de l’angle de frottement du sol, donc les calcules de la capacité portante et de la contrainte admissible du sol sont effectués que à court terme (en utilisant Cu et φu).

 

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Table des matières
Notations
Liste des figures
Liste des tableaux 
Introduction générale et présentation du sujet
i. Contexte général
ii. Énoncé du problème
iii. Questions sur la thématique
iv. Objectifs et moyens
v. Méthodologie
Revue de la littérature 
1. L’argile
2. Gonflement-retrait des argiles
2.1. Types de gonflement
2.1.1. Gonflement interparticulaire
2.1.2. Gonflement intraparticulaire
2.2. Causes du gonflement /retrait
2.3. Retrait des argiles
2.4. Identification des sols gonflants
2.5. Mesure des paramètres de gonflement
3. Les fondations
3.1. Les types des fondations
3.1.1. Fondations superficielles
3.1.2. Fondations profondes
3.2. Critères de choix e fondation
3.3. Dimensionnement des fondations
3.3.1. Semelles superficielles
3.3.2. Semelles sur pieux
4. Pathologie des fondations et techniques de construction
4.1. Pathologie des fondations
4.2. Techniques de construction
4.2.1. Amélioration des sols
4.2.2. Amélioration des fondations
Chapitre I : Mesure et identification des sols gonflants 
I.1. Introduction
I.2. Identification des sols gonflants
I.2.1. Identification visuelle
I.2.2. Identification géologique
I.2.3. Identification géomorphologique
I.2.4. Identification par analyse granulométrique
I.2.5. Identification par les limites d’Atterberg
I.3. Modèles d’estimation du gonflement
I.3.1. Méthodes indirectes
I.3.2. Méthodes directes
I.3.2.1. Méthode de MYSLIVEC
I.3.2.2. Méthode du C.E.B.T.P
I.3.2.3. Méthode de HUDER et AMBERG
I.3.2.4. La méthode chinoise
I.3.2.5. Méthode de FIRTH
I.3.2.6. Méthode de FU HUA CHEN
I.3.2.7. Méthode du double oedométre
I.3.2.8. Méthode de gonflement libre
I.3.2.9. Méthode de gonflement sous charges constantes
I.3.2.10. Méthode de gonflement à volume constant
I.4. Mesure de retrait
I.4.1. Essai de retrait libre
I.4.2. Essai de retrait sous charge
I.4.3. Essais de dessiccation pour la détermination de la limite de retrait conventionnelle
I.4.4. Essais de dessiccation pour la détermination de la limite de retrait effective
I.4.5. Les techniques de mesure de la courbe de retrait
I.4.5.1. Les méthodes de mesure directe du volume de l’échantillon
I.4.5.2. Les méthodes de mesure indirecte du volume de l’échantillon
I.5. Conclusion
Chapitre II : Pathologie des fondations et techniques de construction sur sols expansif 
II.1. Introduction
II.2. Pathologies des fondations
II.2.1. Une fondation superficielle sur sol gonflant
II.2.2. Un pieu dans un sol gonflant
II.2.3. Une route sur sol gonflant
II.3. Techniques de construction sur sols expansifs
II.3.1. Traitement des sols
II.3.1.1. La stabilisation mécanique
II.3.1.2. La stabilisation thermique
II.3.1.3. La stabilisation chimique
II.3.2. Adaptation des fondations
II.3.2.1. Mesures préventives
II.3.2.2. Mesures constructives
II.4. Conclusion
Chapitre III : Etude de cas 
III.1. Introduction
III.2. Définition du projet
III.2.1. Situation géographique du terrain étudié
III.2.2. Programme des essais
III.3. Résultats des reconnaissances
III.3.1. Contexte géologique
III.3.2. Caractéristiques du sol étudié
III.4. Identification du gonflement de ce terrain
III.5. Estimation des paramètres du gonflement
III.5.1. Potentiel de gonflement
III.5.2. Pression de gonflement
III.5.3. Interprétation des résultats
III.5.4. Mesure directe de la pression de gonflement
III.6. Étude de l’infrastructure
III.6.1. Prévention du risque
III.6.2. Prédimensionnement des fondations
III.6.2.1. Semelle centrale
III.6.2.2. Semelle de rive
III.6.3. Interprétation des résultats
III.7. Conclusion
Conclusion générale
Références Bibliographiques
Annexes

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